Existen varios tipos de paneles solares. Los paneles monocristalinos y policristalinos son los más comunes. Actualmente se está desarrollando el panel híbrido o de perovskita. ¿Cuál es la diferencia?
La eficiencia del panel solar es un primer criterio de diferenciación. El panel monocristalino tiene un rendimiento mayor que el policristalino. El panel híbrido tiene un rendimiento mayor, pero en laboratorio.
El segundo criterio es la tecnología de fabricación. Los paneles monocristalinos y policristalinos se basan en el silicio. Se fabrican a partir de obleas.
El panel fotovoltaico de perovskita se basa en capas finas. También existen las llamadas células «tándem», que son una combinación de monocristalinas y de perovskita.
Las primeras son bastante rígidas. Las segundas son flexibles y ligeras. La tercera se parece más a un panel monocristalino en su flexibilidad.
Sus costes de fabricación no son los mismos. El panel monocristalino es el más caro. La diferencia más visible es la estética. El panel monocristalino es uniformemente negro o gris oscuro.
El panel policristalino es azul con purpurina. ¿Cómo elegir entre paneles solares monocristalinos y policristalinos?
Fabricación de un panel solar
Ambas tecnologías tienen el mismo método de producción. La materia prima utilizada es el silicio.
Este silicio se funde a alta temperatura (1450°C) en un crisol. Al mismo tiempo, se transforma en lingotes. Estos lingotes pueden ser de sección cuadrada o redonda.
Aquí es donde se produce la diferencia entre monocristalino y policristalino.
Cuando la materia prima forma un solo cristal, se denomina monocristalina. Se produce por la rotación del crisol. El policristalino se denomina policristalino por un método de mezcla. A continuación, se colocan varios cristales de silicio en el mismo molde cuadrado.
En esta fase de fusión, el silicio se dopa. La mayoría de las veces se hace con boro. Esto confiere a las células fotovoltaicas la capacidad de captar electrones de los rayos solares. Así pueden producir electricidad.
Los lingotes se cortan en finas obleas. Éstas se cubren con una rejilla colectora, también conocida como línea de metalización. Se coloca un conductor en línea en la parte delantera o trasera de una célula fotovoltaica. Su función es recoger la corriente eléctrica producida en la célula.
A continuación, los paneles están provistos de un panel frontal transparente (vidrio). Se fabrica un encapsulante (EVA) para proteger las células fotovoltaicas. Una cubierta trasera de Tedlar cierra el dispositivo. El armazón es el marco que lo mantiene todo unido.
Paneles solares monocristalinos
En primer lugar, las células monocristalinas tienen un sólido color azul oscuro.
El aspecto del panel es inmediatamente reconocible. Es monocromo, a menudo gris oscuro o negro. La estética puede ser importante cuando se instala en un tejado.
Lo mismo ocurre si se coloca sobre equipos eléctricos o electrónicos destinados a estar a la intemperie. Su eficiencia oscila entre el 18 y el 21% para las células monocristalinas y hasta el 24% para las células PERC de doble cara. Esto significa que entre el 18 y el 21% de la luz solar captada es productiva.
Sólo esta parte produce electricidad. El resto no es captado por las células.
Se dice que algunos paneles monocristalinos son de alta eficiencia. Alcanzan el 24% cuando tienen células PERC monocristalinas y una construcción de módulo bifacial.
En este caso, la parte trasera aprovecha la luz reflejada y la luz difusa para generar electricidad, además de la producción convencional de la parte delantera. La calidad del panel es alta.
El panel monocristalino es productivo incluso con luz incidente. Su rango de producción es amplio. Comienza a primera hora de la mañana y termina a última hora de la tarde.
Se satisface con poca luz solar. Se recomienda en regiones templadas o frías. Está equipada con circuitos electrónicos y eléctricos.
Un inversor convierte la corriente continua que produce en corriente alterna. La corriente continua también puede utilizarse directamente.
En este caso, un mppt u optimizador solar sustituye al inversor.
Paneles solares policristalinos
Los paneles policristalinos tienen un aspecto azulado. Es probablemente el efecto de brillo que más se nota en su estética.
Su color, más claro que el del panel monocristalino, tiene un impacto técnico. Son ligeramente menos productivos, porque el color refleja más la luz.
Su rendimiento es del 14 al 18%. En cambio, su productividad es mejor en las zonas muy soleadas.
Esto incluye los departamentos y territorios franceses de ultramar y las regiones cercanas al ecuador. La producción de electricidad comienza más tarde en el día.
Su coste de producción es inferior al del panel monocristalino. El precio de venta por panel es, por tanto, más interesante. Su rendimiento se aproxima al de su primo monocristalino.
A menudo se prefiere para instalaciones en el suelo. Éstas están menos limitadas.
Debido a la estructura cuadrada de las células, es más fácil de colocar. Hay menos pérdida de superficie de colectores al cortar.
El panel también está equipado con un inversor o un mppt u optimizador solar.
El futuro: células solares híbridas o de perovskita
La tecnología híbrida o de perovskita genera entusiasmo entre científicos e inversores. Permite fabricar paneles solares a base de películas finas.
El perovskita es un híbrido de plomo y estaño. La tecnología es híbrida porque está compuesta de elementos orgánicos e inorgánicos.
En términos de aplicaciones comerciales, presenta interesantes ventajas. Las películas delgadas son flexibles, semitransparentes, ligeras y adaptables.
Pueden instalarse fácilmente en cualquier tipo de soporte. Cascos de barcos, postes, techos de autocaravanas son soportes posibles. Los costes de producción son inferiores a los de los paneles de silicio.
La eficiencia máxima obtenida en laboratorio es del 37%. Combinando una célula de perovskita con otra tecnología, normalmente de silicio, se obtiene una célula de mayor eficiencia.
Las células en tándem que combinan células solares de perovskita y silicio son prometedoras para lograr eficiencias de conversión de energía superiores al 30% a costes razonables.
La célula puede producir energía a partir de luz artificial. Basta con niveles bajos de luz.
En una configuración en tándem, el perovskita es complementaria del silicio: convierte la radiación azul y verde del espectro solar de forma más eficiente, y el silicio convierte la radiación roja e infrarroja.
«Combinándolos, podemos maximizar el uso del espectro solar y aumentar la energía generada».
¿Cuáles son las desventajas?
La vida útil es más corta. Encapsular las células es complicado porque son sensibles a la humedad. También hay dudas sobre la toxicidad del perovskita.
