Alrededor del 90% de la tecnologa fotovoltaica se basa en el uso
de alguna variacin del silicio. El porcentaje de estos paneles
destinados a uso domstico es todava mayor.El silicio usado en
fotovoltaica puede tener varias formas. La mayor diferencia entre
ellas es la pureza del silicio usado.Cuanto ms puro es el silicio,
mejor alineadas estn sus molculas, y mejor convierte la energa
solar en electricidad.Por tanto, la eficiencia de los paneles
solares va de la mano con la pureza del silicio, pero los procesos
para aumentar la pureza son muy caros. Por ello, a la hora de
elegir un buen panel, lo mejor es tener en cuenta la relacin
coste-eficiencia por m2.El silicio cristalino es la base de las
celdas monocristalinas y policristalinas.Paneles monocristalinos de
celdas de silicioLas celdas solares de silicio monocristalino
(mono-Si), son bastante fciles de reconocer por su coloracin y
aspecto uniforme, que indica una alta pureza en silicio, tal como
se muestra en la imagen:
Panel solar fotovoltaico monocristalinoLas celdas
monocristalinas se fabrican conbloques de silicio o ingots, que son
de forma cilndrica. Para optimizar el rendimiento y reducir los
costes de cada celda solar monocristalina, se recortan los cuatro
lados de los bloques cilndricos para hacer lminas de silicio, y que
les da esa apariencia caracterstica.Una de las formas ms sencillas
para saber si tenemos delante un panel solar monocristalino o
policristalino, es que en el policristalino las celdas son
perfectamente rectangulares y no tienen esquinas
redondeadas.Ventajas de los paneles solares monocristalinos: Los
paneles solares monocristalinos tienen lasmayores tasas de
eficienciapuesto que se fabrican con silicio de alta pureza. La
eficiencia en estos paneles est por encima del 15% y en algunas
marcas supera el 21%. Lavida til de los paneles monocristalinos es
ms larga. De hecho, muchos fabricantes ofrecen garantas de hasta 25
aos. Suelen funcionar mejor que paneles policristalinos de
similares caractersticas en condiciones depoca luz. Aunque el
rendimiento en todos los paneles se reduce con temperaturas altas,
esto ocurre en menor medida en los policristalinos que en los
monocristalinos.Desventajas de los paneles monocristalinos: Sonms
caros. Valorando el aspecto econmico, para uso domstico resulta ms
ventajoso usar paneles policristalinos o incluso de capa fina. Si
el panel se cubre parcialmente por una sombra, suciedad o nieve,el
circuito entero puede averiarse. Si decide poner paneles
monocristalinos pero cree que pueden quedar sombreados en algn
momento, lo mejor es usar micro inversores solares en vez de
inversores en cadena o centrales. Los micro inversores aseguran que
no toda la instalacin solar se vea afectada por slo un panel
afectado. El proceso Czochralski es el usado para la fabricacin de
silicio monocristalino. Como resultado, se obtienen bloques
cilindrcos. Posteriormente, se recortan cuatro lados para hacer las
lminas de silicio.Se derrocha una gran cantidad de silicioen el
proceso.Clula Tndem
Apilamiento monoltico de dos clulas individuales. Mediante la
combinacin de dos clulas (capa delgada de silicio amorfo sobre
silicio cristalino, por ejemplo) que absorben en el espectro al
mismo tiempo se solapan, mejorando el rendimiento en comparacin con
las clulas individuales separadas, sean amorfas, cristalinas o
microcristalinas.
Ventajas
Alta sensibilidad en un amplio rango de longitudes de onda.
Excelente rendimiento.
Desventajas
El costo es alto debido a la superposicin de dos clulas.
Clula multiunin
Estas clulas tienen una alta eficiencia y han sido desarrolladas
para aplicaciones espaciales. Las clulas multiunin estn compuestas
de varias capas delgadas usando la epitaxia por haz molecular.
Un clulas de triple unin, por ejemplo, se compone de
semiconductores GaAs, Ge y GaInP2. Cada tipo de semiconductores se
caracteriza por un mximo de longitud de onda ms all del cual no es
capaz de convertir los fotones en energa elctrica (ver banda
prohibida).Por otro lado, por debajo de esta longitud de onda, el
exceso de energa transportada por el fotn se pierde.
De ah el valor de la seleccin de materiales con longitudes de
onda tan cerca el uno al otro como sea posible, de forma que
absorban la mayora del espectro solar, generando un mximo de
electricidad a partir del flujo solar.El uso de materiales
compuestos de cajas cunticas permitir llegar al 65% en el futuro
(con un mximo terico de 87%).
Los dispositivos de clulas de uniones mltiplesGaAs son ms
eficaces. Spectrolab ha logrado el 40,7% de eficiencia (diciembre
de 2006) y un consorcio (liderado por investigadores de la
Universidad de Delaware) ha obtenido un rendimiento de 42,8%6
(septiembre de 2007). El coste de estas clulas es de
aproximadamente USD 40 $/cm.
El semiconductor fbi
La tcnica consiste en depositar un material semiconductor que
contiene cobre, galio, indio y selenio sobre un soporte.
Una preocupacin, sin embargo: los recursos de materias primas.
Estas nuevas tcnicas utilizan metales raros, como indio, cuya
produccin mundial es de 25 toneladas por ao y el precio a fecha de
abril del 2007 es de 1.000 dlares por kg; el teluro , cuya
produccin mundial es de 250 toneladas al ao; el galio con una
produccin de 55 toneladas al ao y el germanio con una produccin de
90 toneladas al ao.
Aunque las cantidades de estas materias primas necesarias para
la fabricacin de clulas solares son infinitesimales, un desarrollo
masivo de paneles fotovoltaicos solares debera tener en cuenta esta
disponibilidad limitada.
Paneles policristalinos de silicioLos primeros paneles solares
policristalinos de silicio aparecieron en el mercado en 1981. A
diferencia de los paneles monocristalinos, en su fabricacin no se
emplea el mtodo Czochralski. El silicio en bruto se funde y se
vierte en un molde cuadrado. A continuacin se enfra y se corta en
lminas perfectamente cuadradas.
Panel solar fotovoltaico policristalinoVentajas de los paneles
policristalinos: El proceso de fabricacin de los paneles
fotovoltaicos policristalinos es ms simple, lo que redunda enmenor
precio. Se pierde mucho menos silicio en el proceso que en el
monocristalino.Inconvenientes de los paneles policristalinos: Los
paneles policristalinos suelen tenermenor resistencia al calorque
los monocristalinos. Esto significa que en altas temperaturas un
panel policristalino funcionar peor que un monocristalino. El calor
adems puede afectar a su vida til, acortndola. La eficiencia de un
panel policristalino se sita tpicamente entre el 13-16%, debido a
que no tienen un silicio tan puro como los monocristalinos. Mayor
necesidad de espacio. Se necesita cubrir una superficie mayor con
paneles policristalinos que con monocristalinos.Paneles solares
fotovoltaicos de capa finaEl fundamento de estos paneles es
depositar varias capas de material fotovoltaico en una base.
Dependiendo de cul sea el material empleado podemos encontrar
paneles de capa fina de silicio amorfo (a-Si), de teluluro de
cadmio (CdTe), de cobre, indio, galio y selenio (GIS/CIGS) o clulas
fotovoltaicas orgnicas (OPC)Dependiendo del tipo, un mdulo de capa
fina presentan una eficiencia del 7-13%. Debido a que tienen un
gran potencial para uso domstico, son cada vez ms demandados.
Panel solar fotovoltaico de capa finaVentajas de los paneles
fotovoltaicos de capa fina: Se pueden fabricar de forma muy
sencilla y en grandes remesas. Esto hace que seanms baratosque los
paneles cristalinos Tienen unaapariencia muy homognea Pueden
serflexibles, lo que permite que se adapten a mltiples superficies.
El rendimiento no se ve afectado tanto por las sombras y altas
temperaturas. Son una gran alternativa cuando el espacio no es
problema.Desventajas de los paneles de capa fina: Aunque son muy
baratos, por su menor eficiencia requieren mucho espacio. Un panel
monocristalino puede producir cuatro veces ms electricidad que uno
de capa fina por cada metro cuadrado utilizado. Al necesitar ms
paneles, tambin hay queinvertir msen estructura metlica, cableado,
etc. Los paneles de capa fina tienden adegradarse ms rpidoque los
paneles monocristalinos y policristalinos, por ello los fabricantes
tambin ofrecen menor garanta.
Clula Tndem
Apilamiento monoltico de dos clulas individuales. Mediante la
combinacin de dos clulas (capa delgada de silicio amorfo sobre
silicio cristalino, por ejemplo) que absorben en el espectro al
mismo tiempo se solapan, mejorando el rendimiento en comparacin con
las clulas individuales separadas, sean amorfas, cristalinas o
microcristalinas.
Ventajas
Alta sensibilidad en un amplio rango de longitudes de onda.
Excelente rendimiento.
Desventajas
El costo es alto debido a la superposicin de dos clulas.
Clula multiunin
Estas clulas tienen una alta eficiencia y han sido desarrolladas
para aplicaciones espaciales. Las clulas multiunin estn compuestas
de varias capas delgadas usando la epitaxia por haz molecular.
Un clulas de triple unin, por ejemplo, se compone de
semiconductores GaAs, Ge y GaInP2. Cada tipo de semiconductores se
caracteriza por un mximo de longitud de onda ms all del cual no es
capaz de convertir los fotones en energa elctrica (ver banda
prohibida).Por otro lado, por debajo de esta longitud de onda, el
exceso de energa transportada por el fotn se pierde.
De ah el valor de la seleccin de materiales con longitudes de
onda tan cerca el uno al otro como sea posible, de forma que
absorban la mayora del espectro solar, generando un mximo de
electricidad a partir del flujo solar.El uso de materiales
compuestos de cajas cunticas permitir llegar al 65% en el futuro
(con un mximo terico de 87%).
Los dispositivos de clulas de uniones mltiplesGaAs son ms
eficaces. Spectrolab ha logrado el 40,7% de eficiencia (diciembre
de 2006) y un consorcio (liderado por investigadores de la
Universidad de Delaware) ha obtenido un rendimiento de 42,8%6
(septiembre de 2007). El coste de estas clulas es de
aproximadamente USD 40 $/cm.
El semiconductor fbi
La tcnica consiste en depositar un material semiconductor que
contiene cobre, galio, indio y selenio sobre un soporte.
Una preocupacin, sin embargo: los recursos de materias primas.
Estas nuevas tcnicas utilizan metales raros, como indio, cuya
produccin mundial es de 25 toneladas por ao y el precio a fecha de
abril del 2007 es de 1.000 dlares por kg; el teluro , cuya
produccin mundial es de 250 toneladas al ao; el galio con una
produccin de 55 toneladas al ao y el germanio con una produccin de
90 toneladas al ao.
Aunque las cantidades de estas materias primas necesarias para
la fabricacin de clulas solares son infinitesimales, un desarrollo
masivo de paneles fotovoltaicos solares debera tener en cuenta esta
disponibilidad limitada.Qu panel solar necesito para mi
caso?Normalmente, lo normal es pedir presupuesto a varios
profesionales que estudiarn tu caso y te podrn orientar en funcin
de tu caso concreto. Podran darse las siguientes circunstancias:Que
tengas espacio limitadoPara aquellas casas que tengan espacio
limitado, los paneles cristalinos son la mejor opcin. Aparte hoy en
da, los paneles finos todava no estn muy extendidos por lo que
muchos instaladores ni los ofrecen.Normalmente encontrars paneles
de 180, 200 y 220 watios con las mismas dimensiones. As que si el
espacio es algo importante, escoge los que den ms potencia.Dentro
de los cristalinos, los monocristalinos son ms eficientes en cuanto
a espacio aunque son ms caros. Si tienes un panel monocristalino y
uno policristalino, ambos de 220 watios, el policristalino ser ms
pequeo.Que busques el precio ms bajoSi lo que buscas es hacer la
menor inversin posible, pide presupuestos de paneles de capa fina
que son ms baratos que los monocristalinos y policristalinos. Pero
no olvides que tambin conllevan una mayor estructura y materiales
adicionales, no te quedes slo en el precio del panel en s.
