Placas solares: ¿qué son y de qué están hechas?
La instalación de placas solares fotovoltaicas se encuentra en constante crecimiento, y son cada vez más españoles los que deciden utilizar esta tecnología en sus hogares o empresas. De hecho, en el año 2020 las renovables supusieron un 45,5% de la energía producida en España. Y en junio de 2021, según datos de la Red Eléctrica Española, la solar fotovoltaica producía ya un 11,6% de la energía nacional.
¿Qué son las placas solares?
Las placas solares son unos dispositivos que se encargan de captar la energía solar y transformarla en electricidad. Esto sucede gracias a sus celdas fotovoltaicas, que captan los fotones del Sol y a través de diferentes materiales semiconductores como el silicio cristalino o el arseniuro de galio, que los transforma en electrones, los convierte en electricidad.
Esto se debe al efecto fotovoltaico, descubierto en el año 1838 por el físico francés Alexandre Edmond Becquerel, que en los años 50 se usó sobre todo en el ámbito espacial. Esta tecnología se ha ido incorporando poco a poco a la vida cotidiana. Y es así como actualmente es la renovable más utilizada en el autoconsumo de hogares y empresas.
Aunque la tecnología de las celdas solares se descubrió en el siglo XIX, no se empezaron a fabricar paneles solares en masa hasta la década de los noventa, cuando los precios empezaron a ser más asequibles, y parte de la sociedad empezó a utilizarlas en beneficio de su vivienda.
¿De qué están hechas las placas solares?
Las placas solares están compuestas principalmente por 8 partes:
- El cristal frontal: es la parte que está en contacto directo con el sol, debe ser resistente, preparada para afrontar todo tipo de temperatura.
- El encapsulado: mayoritariamente elaborado con silicona, en concreto con EVA (etileno vinil acetato) retiene las radiaciones del sol.
- Las celdas solares: son el centro del panel, son de cristal y revestimiento de silicio, se distribuyen a lo largo de la superficie de la célula fotovoltaica. Su capa de silicio y fósforo le proporcionan la carga negativa; y una capa de boro, la carga positiva, generando con las dos cargas la electricidad.
- La caja de conexiones: es el sistema de cableado, que evita posibles accidentes por la conductividad eléctrica.
- El marco de aluminio, que es opcional, envuelve cada placa y engloba todas sus partes. Cuentan con un agujero de fijación.
- Pegatina de PVC: se coloca en la parte posterior de los paneles solares
De forma opcional, se añade:
- Baterías para placas solares: almacenan la energía producida y permite el autoconsumo en lugar de verter la energía a la red eléctrica.
- Energy meters: son unos contadores bidireccionales que se encargan de medir el consumo de la vivienda. Muestra los datos de producción, consumo y la cantidad vertida a la red.
- Tecnología PERC: Algunas placas incorporan una capa reflectante para así aprovechar aún más la radiación solar.
¿Con qué materiales se fabrican?
El silicio es el principal componente de la tecnología solar fotovoltaica. Proviene de piedras de cuarzo de un filón mineral, con un 98% de pureza. Es el elemento más abundante de la corteza terrestre después del oxígeno.
El procedimiento que se sigue es, en primer lugar, su lavado y decapado mediante procedimientos químicos. Tras fundirlo, se forman capas monomoleculares alrededor de un germen de cristalización, que solidifica el material poco a poco. Dependiendo de su tamaño, se formará un monocristal o un policristal. Este proceso se realiza a una temperatura elevada, de más de 1500 °C.
Se forma un lingote de silicio, que posteriormente se corta en láminas delgadas y se añaden los conductores eléctricos. Se perfeccionan las posibles irregularidades, y se le colocan en la superficie unos contactos eléctricos que absorben y transmiten la electricidad.
¿Cuándo se descubrió la tecnología fotovoltaica?
El efecto fotovoltaico se descubrió en el siglo XIX. Fue un físico francés, Alexandre Edmond Becquerel, quien experimentando con una pila electrolítica con electrodos de platino descubrió que, al exponerla al sol, se generaba electricidad.
Los años siguientes se fue mejorando la técnica con el selenio, y posteriormente, a mediados del s. XX, con el silicio. Con este último componente, las células solares producían suficiente energía como para hacer funcionar dispositivos pequeños, la cual cosa supuso un gran avance en el sector de la energía solar. No se empezó a comercializar con placas solares hasta 1956, y en ese momento el precio era muy elevado para la mayoría de la sociedad. Esta tecnología se usó en gran parte, en los satélites espaciales en los años 60.
Con el paso de los años, las placas solares fueron perfeccionando su tecnología y adquiriendo una cifra más asequible para la sociedad, que empezó a aprovechar la energía solar en sus casas. Fue en los años 80 cuando se instaló en España la primera planta fotovoltaica. En los últimos años, se ha expandido su uso, tanto en el ámbito residencial como en el ámbito industrial.
¿Qué tipo de placas solares existen?
Existen tres tipos de placa solar, dentro de los cuales encontramos más subtipos. Su medida aproximada suele ser en la mayoría de los casos de 1,75 metros de largo por 1 metro de ancho. En primer lugar, los paneles solares térmicos, que aprovechan la energía del Sol para obtener agua caliente y calefacción en una vivienda. En segundo lugar, los híbridos, que mezclan las funciones de generar electricidad y agua caliente a la vez, pero que se pueden instalar en circunstancias concretas.
Y finalmente, la tipología en que nos centraremos es la fotovoltaica, la más instalada de todas. Como hemos podido ver, su funcionamiento consiste en la captación de energía solar para generar electricidad. Pero, ¿qué subtipos existen?
Dentro de las placas solares fotovoltaicas encontramos diferentes tipos según su tecnología:
Placas solares monocristalinas
Este tipo de placas se fabrican con silicio cortado en láminas, obteniendo así una pureza más alta para fabricar las celdas fotovoltaicas. Las celdas que componen las placas solares monocristalinas tienen, como bien su nombre indica, un solo cristal. Esta tipología se caracteriza por su color negro, a diferencia que otras tipologías que obtienen un color azul. Gracias a la mayor pureza de sus celdas fotovoltaicas, estas consiguen generar una mayor potencia.
Las placas monocristalinas, como decimos, tienen un aspecto oscuro, de color negro y uniforme, y sus bordes son ligeramente redondeados. Normalmente, están compuestas por 60 celdas, en 6 filas de 10. Existen placas monocristalinas de mayor tamaño, aunque es más frecuente ver estos tamaños en las policristalinas, que veremos a continuación.
Debido a su mayor pureza respecto a otras tipologías, su precio es un poco más elevado, pero se ve compensado por la diferencia notable en la potencia generada. Este fue el primer tipo que se empezó a fabricar en la década de los 50.
Placas solares policristalinas
Este tipo de panel solar es más usado en las instalaciones industriales. Su proceso de fabricación es similar al de las placas monocristalinas, pero su principal diferencia es el tratamiento del silicio. Si en las monocristalinas el silicio se cortaba en láminas, en las policristalinas el proceso es diferente, ya que se funde. Tras fundir el material, se coloca en moldes para así obtener las celdas fotovoltaicas. Esta diferencia en el proceso de fabricación le causa una serie de impurezas a esta tipología, que le reducen ligeramente el rendimiento.
Su color característico es el azul, y a simple vista se suelen apreciar varios cristales de silicio, mientras que los monocristalinos son visiblemente uniformes. Sus bordes son completamente rectos. Además, suelen ser de mayor envergadura, ya que los módulos suelen ser de 72 celdas, a diferencia de los 60 de los monocristalinos.
Placas solares amorfas
Los paneles solares amorfos son una tipología menos utilizada respecto a las cristalinas. El proceso de fabricación consiste en depositar una película de silicio en forma de vapor sobre una superficie de acero.
Su principal inconveniente es que su potencia es considerablemente menor a las otras tipologías. Requerirá un mayor espacio para equiparar la potencia de una placa monocristalina o policristalina, motivo por el cual es instalada con menor frecuencia.
Placas solares con tecnología HJT
Este tipo de panel solar, también llamado de tecnología solar de heterounión, combina dos de las tipologías mencionadas anteriormente: las monocristalinas y las amorfas. Se forman tres capas combinando el silicio monocristalino y el silicio amorfo, y cuenta con una estructura bifacial que capta la radiación solar más incidente y la más dispersa por los dos lados. Esta bifacialidad ha demostrado una alta eficiencia, de más del 90%.
Ventajas y desventajas
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MONOCRISTALINAS |
POLICRISTALINAS |
AMORFAS (o flexibles) |
TECNOLOGÍA HJT |
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Ventajas |
Mayor pureza del silicio Mayor potencia generada Menor tamaño |
Precio más reducido en comparación a las monocristalinas |
Precio más reducido |
Alta eficiencia Mayor captación de luz solar incidente y dispersa gracias a su bifacialidad |
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Desventajas |
Precio más elevado |
Silicio de menor pureza Mayor tamaño Menor potencia generada
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Menor potencia Mayor tamaño para conseguir la potencia deseada |
Proceso de fabricación más complejo |
La decisión de qué tipo de placas instalar dependerá de muchos factores, como si se trata del ámbito residencial o industrial, de la inversión económica que se plantee hacer, o de la potencia que se necesite generar.
La tecnología half-cell
Algunas placas solares se estructuran en half-cell, es decir, se produce una división por la mitad de las células solares, donde cada una de las partes tendrá la capacidad del 50%. La caja de conexiones se colocará en el centro de ambas. Con el uso de esta tecnología se consigue mejorar el rendimiento de la instalación, ya que, si la placa recibe sombra de forma parcial, no afecta a la producción eléctrica de las placas.
En conclusión, existen diferentes tipos de placas solares, que siguen un proceso de fabricación diferente. Su pureza, tamaño o potencia generada dependerá del tipo y la cantidad elegida, y se debe valorar cuál es la mejor opción de la que se podrá obtener un mayor rendimiento y la que resultará más beneficiosa para el autoconsumidor.
Es esencial dejarse asesorar, para elegir el tipo de placa que se adapte más a tus necesidades y así sacarle el máximo rendimiento a la instalación. No dudes ponerte en contacto con nosotros, desde el equipo de SolarProfit estamos a tu disposición para resolver todas tus dudas y gestionar todos los trámites administrativos durante todo el proceso.
