Los paneles solares son dispositivos que convierten la luz solar en electricidad utilizable. Están compuestos por una serie de células solares fotovoltaicas interconectadas que capturan la luz solar y la convierten en energía eléctrica. En este artículo, exploraremos la estructura y los componentes principales de un panel solar, que incluyen células solares, vidrio frontal, lámina trasera, material de encapsulación, marco y caja de conexiones.
Células solares fotovoltaicas
Las células solares son el componente principal de un panel solar y tienen la función de capturar la luz solar y convertirla en electricidad. Las células solares pueden ser monocristalinas o policristalinas, dependiendo de su proceso de fabricación. Sin embargo, esto no afecta el proceso de producción del módulo fotovoltaico. Las características técnicas principales de las células solares son el tamaño, el color, el número de bus-bar y, sobre todo, la eficiencia de conversión. La eficiencia de conversión es el parámetro principal que afecta la potencia de salida del panel. En la actualidad, las células policristalinas son las más comunes, con una eficiencia de aproximadamente 16%, lo que origina un módulo fotovoltaico de 250W con 60 células. Las células están interconectadas entre sí mediante una delgada cinta de cobre recubierta con una aleación de estaño, llamada cinta de cobre.
Vidrio frontal
El vidrio frontal es la parte más pesada del módulo fotovoltaico y tiene la función de proteger y garantizar la robustez de todo el módulo, manteniendo una alta transparencia. El grosor de esta capa suele ser de 2 mm, pero puede variar de 2 mm a 4 mm según el tipo de vidrio elegido. Es importante prestar atención a características como la calidad del endurecimiento, la transmitancia espectral y la transmitancia de luz. Para la energía fotovoltaica, se han estudiado vidrios especiales con un patrón en su superficie que garantiza un mayor grado de captura de luz. La elección cuidadosa del vidrio, verificando estas características o agregando capas antirreflectantes, puede mejorar en general la eficiencia del módulo.
Lámina trasera
La lámina trasera es una lámina de plástico que tiene la función de aislar eléctricamente, proteger y proteger las células solares de las inclemencias del tiempo y la humedad. Esta lámina suele ser de color blanco y se vende en rollos o láminas. Existen versiones particulares que pueden variar en grosor, color y presencia de materiales especiales para un mayor blindaje o una mayor resistencia mecánica.
Material de encapsulación
Uno de los materiales más importantes es el encapsulante, que actúa como un aglutinante entre las diversas capas del panel solar. El material más comúnmente utilizado como encapsulante es el EVA (acetato de vinilo de etileno), un polímero translúcido que se vende en rollos. Debe cortarse en láminas y depositarse antes y después de las células solares fotovoltaicas. Cuando se somete a un proceso térmico de cocción al vacío, este polímero se vuelve similar a un gel transparente e incorpora las células solares fotovoltaicas. La calidad de este proceso, llamado laminación, garantiza una vida útil prolongada del módulo, mientras que la calidad del encapsulante afecta la transmisión de luz, la velocidad del proceso y la resistencia al amarilleo debido a los rayos UV.
Marco
Una de las últimas partes que se ensambla es el marco, que normalmente está hecho de aluminio y tiene la función de garantizar la robustez y un acoplamiento práctico y seguro al módulo fotovoltaico. Junto con el marco, también se deposita una capa de sellador alrededor de las paredes del panel como barrera contra la humedad. Para este propósito, el material más utilizado es el silicio, aunque a veces se utiliza una cinta de sellado especial. Para aplicaciones especiales, también están disponibles módulos sin marco o soluciones de plástico especiales. Estas soluciones generalmente involucran el uso de soportes pegados en la parte posterior y módulos con tecnología de vidrio-vidrio.
Caja de conexiones
La caja de conexiones tiene la función de sacar las conexiones eléctricas del módulo fotovoltaico hacia el exterior. Contiene diodos de protección para las sombras y cables para la conexión de los paneles en el campo. Al elegir la caja de conexiones, debemos prestar atención a la calidad del plástico, la calidad del sellado, el tipo de conexión de la cinta y la calidad de los diodos de derivación. En estos años, también han surgido cajas con diodos especiales de baja pérdida o integrados con microinversores. El precio de estas soluciones aún no ha permitido una distribución masiva, aunque el potencial es interesante.
La estructura y los materiales utilizados en el proceso de fabricación de paneles solares son muy similares, independientemente de los diferentes tipos de soluciones. Por eso, el proceso de fabricación, la investigación y la experiencia desempeñan un papel fundamental para lograr módulos fotovoltaicos de calidad. El proceso de ensamblaje de un panel solar se centra en integrar de la mejor manera posible cada material, adoptando todas las optimizaciones necesarias para mejorar la calidad del producto final. Puede utilizar equipos dedicados para cada paso de la producción de módulos fotovoltaicos con diferentes niveles de automatización.
Consultas habituales
- ¿Cuál es la función de un panel solar?
La función principal de un panel solar es capturar la luz solar y convertirla en energía eléctrica utilizable.
- ¿Cuál es el material utilizado para encapsular las células solares?
El material más comúnmente utilizado para encapsular las células solares es el EVA (acetato de vinilo de etileno).
- ¿Cuál es el grosor típico del vidrio frontal de un panel solar?
El grosor típico del vidrio frontal de un panel solar es de 2 mm, pero puede variar de 2 mm a 4 mm.
- ¿Qué función tiene el marco de un panel solar?
El marco de un panel solar tiene la función de garantizar la robustez y un acoplamiento práctico y seguro al módulo fotovoltaico.
- ¿Cómo se protegen las células solares de la humedad y el clima?
Las células solares se protegen de la humedad y el clima mediante una lámina trasera de plástico que las aísla eléctricamente.
Tabla de comparación de tipos de células solares
| Tipo de célula | Proceso de fabricación | Efficiencia |
|---|---|---|
| Monocristalina | Proceso de crecimiento de un solo cristal | Alta |
| Policristalina | Proceso de fundición de múltiples cristales | Media |
Un panel solar está compuesto por células solares fotovoltaicas, vidrio frontal, lámina trasera, material de encapsulación, marco y caja de conexiones. Cada componente desempeña un papel crucial en la captura de la luz solar y la conversión en energía eléctrica. La elección de materiales de calidad y el proceso de fabricación adecuado son fundamentales para obtener módulos fotovoltaicos eficientes y duraderos.