Placas Solares Capa Fina

Paneles solares de capa fina: tipos, características, precios, usos

Los paneles solares de capa fina (amorfas o thin film) son un tipo de placa solar que utiliza capas delgadas de material semiconductor sobre sustratos como vidrio o plástico. Las placas solares amorfas son más ligeras y flexibles que los paneles cristalinos, y se adaptan mejor a superficies curvas y restricciones de peso.

Los tipos de paneles thin film son: módulos de silicio amorfo (a-Si), módulos de diseleniuro de cobre, indio y galio (CIGS) y módulos de teluro de cadmio (CdTe). Cada tipo de panel tiene distintas eficiencias y aplicaciones.

El precio de las placas solares de capa fina es inferior a 150 euros debido a su método de producción. Su garantía varía entre 10 y 25 años, y su vida útil depende de las condiciones ambientales de la instalación.

Los paneles fotovoltaicos de capa fina se utilizan en aplicaciones como techos ligeros, fachadas y dispositivos portátiles. A diferencia de los paneles monocristalinos, que son más eficientes y rígidos, los de capa fina son más versátiles, y requieren de más superficie para generar la misma cantidad de energía.

¿Qué son los paneles solares de capa fina?

Los paneles solares de capa fina (thin-film) son un tipo de módulo fotovoltaico flexibles y ligeros, fabricados a partir de una fina capa de material fotovoltaico, como silicio amorfo (a-Si), teluro de cadmio (CdTe) o diseleniuro de cobre, indio y galio (CIGS), depositada sobre un sustrato.

Estos materiales aportan flexibilidad a este tipo de panel y versatilidad en la aplicación, por lo que son adecuados para una gran variedad de superficies, incluidas las instalaciones curvas o irregulares.

Aunque los paneles de capa fina son menos eficientes que los de silicio cristalino, funcionan mejor en condiciones de poca luz y altas temperaturas. Además, las placas solares amorfas son más ligeras que otros tipos de paneles por lo que son adecuadas para sistemas donde el peso es una condición limitante.

¿Cuáles son los tipos de paneles solares de capa fina?

Hay 4 tipos de paneles solares de capa fina, cada uno de los cuales utiliza materiales diferentes para conseguir características de flexibilidad y ligereza.

Los 4 tipos de paneles solares de capa fina que existen son los siguientes.

• Silicio amorfo (a-Si)
• Teluro de cadmio (CdTe)
• Diseleniuro de cobre, indio y galio (CIGS)
• Orgánico (OPV)

Silicio amorfo

Los paneles solares de capa fina de silicio amorfo (a-Si) son un tipo de tecnología de película delgada en la que los átomos de silicio están dispuestos en una estructura atómica no cristalina, irregular o amorfa.

Al contrario de los paneles de silicio tradicionales, que tienen una estructura rígida y cristalina, los paneles de a-Si son flexibles y pueden aplicarse a diversas superficies.

Se utilizan en aplicaciones de baja potencia, como calculadoras y pequeños dispositivos, así como en proyectos de mayor envergadura en los que se necesita un panel flexible para adaptarse a las particularidades del proyecto.

Las 5 características más destacables de los paneles de capa fina de silicio amorfo se listan a continuación.

• Eficiencia baja: Los paneles de silicio amorfo tienen una eficiencia relativamente baja, que oscila entre el 6% y el 10%.
• Coste bajo: La producción de estos paneles es muy barata debido a los menores costes de material y fabricación.
• Flexibilidad: Los módulos de capa fina de a-Si son muy flexibles, y pueden integrarse en superficies como ventanas, fachadas de edificios, y tejados curvos.
• Rendimiento con poca luz: Los paneles de silicio amorfo rinden mejor en condiciones de poca luz que los cristalinos, y son adecuados para zonas con menos luz solar directa.
• Degradación rápida: las placas de capa delgada de a-Si sufren mayores tasas de degradación, especialmente durante el primer año.

Diseleniuro de cobre-indio-galio (CIGS)

Los paneles solares de diseleniuro de cobre, indio y galio (CIGS) son un tipo módulos fotovoltaicos de capa fina que se fabrican superponiendo un semiconductor de cobre, indio, galio y selenio sobre un sustrato flexible o rígido. Los paneles CIGS tienen una eficiencia relativamente alta entre los paneles de capa fina.

Las 5 características más destacadas de los paneles de capa fina CIGS se resumen en la siguiente lista.

• Alta eficiencia: Los paneles CIGS ofrecen una mayor eficiencia en comparación con otras tecnologías de capa fina, que oscila entre el 12% y el 14%. En laboratorio se ha conseguido una eficiencia máxima del 23.64%.
• Alto coste: Los paneles de CIGS son más caros de producir que otros módulos de capa fina. El mayor coste se debe a que el proceso de fabricación es complejo y utiliza minerales raros como el indio y el galio.
• Flexibilidad y ligereza: Los paneles CIGS se pueden fabricar en sustratos flexibles, lo que los hace idóneos para aplicaciones como superficies curvas y fotovoltaica integrada en edificios (BIPV).
• Atractivo estético: Los paneles CIGS tienen un aspecto uniforme y pueden personalizarse en cuanto al color, lo que resulta interesante en aplicaciones arquitectónicas.
• Rendimiento con poca luz: Los paneles CIGS funcionan bien en condiciones de poca luz y tienen una amplia respuesta espectral.

Telururo de Cadmio (CdTe)

Los paneles solares de capa fina de teluro de cadmio (CdTe) son un tipo de módulo fotovoltaico de capa fina que se fabrican superponiendo teluro de cadmio como material semiconductor sobre un sustrato, lo que permite una absorción de la luz y una conversión de la energía eficientes.

Las 5 características más destacables de los paneles solares de capa fina de Teluro de Cadmio se indican en la siguiente lista.

• Eficiencia: Los paneles de CdTe tienen una eficiencia media del 19%. En laboratorio las placas Teluro de Cadmio alcanzan una eficiencia del 22.3%.
• Bajo coste: Los paneles de CdTe se encuentran entre las tecnologías solares de menor coste del mercado por la abundante disponibilidad de materias primas y un proceso de fabricación sencillo. El reciclaje y la eliminación de estos paneles son caros por el uso de cadmio, que es un metal pesado tóxico.
• Alta temperatura de funcionamiento: Los paneles de CdTe funcionan mejor que los de silicio cristalino en condiciones de alta temperatura.
• Flexibilidad: Son menos flexibles que los paneles de CIGS, pero los de CdTe pueden aplicarse a diversas superficies.

Orgánico (OPV)

Los paneles solares fotovoltaicos orgánicos (OPV) son un tipo de módulo fotovoltaico de capa fina ligero y flexible, que utiliza moléculas orgánicas y polímeros (compuestos a base de carbono) para convertir la luz solar en electricidad.

Las 5 características más destacables de los paneles solares de capa fina orgánicos son las siguientes.

• Eficiencia: los paneles OPV tienen una eficiencia del 5% al 12%, con un récord en laboratorio del 14.5%.
• Coste: las placas solares orgánicas son baratas y tienen una producción escalable.
• Flexibilidad: son paneles ligeros y adaptables a diversas superficies.
• Bajo impacto medioambiental: Los módulos OPV utilizan materiales no tóxicos, y tienen baja huella de carbono.
• Baja durabilidad: Vida útil más corta con alta tasa de degradación, porque los paneles OPV son sensibles a los factores medioambientales.

¿Qué características tienen las placas solares de capa fina?

Los paneles solares de capa fina se caracterizan por su flexibilidad, diseño ligero y color oscuro uniforme, (negro, rojizo o azul). Estos paneles son finos y son aplicables en superficies planas y curvas.

Las 12 características más importantes de las placas solares de capa fina se detallan en la siguiente lista.

• Eficiencia baja-moderada: entre el 7% y el 18%.
• Dimensiones variables: Varía mucho e incluso pueden comprarse en rollos. Los paneles de capa fina necesitan más tamaño para alcanzar la misma potencia de la tecnología cristalina.
• Película continua: No están definidos por celdas independientes.
• Potencia media baja: Los paneles de capa fina tienen una potencia media de 50-60W/m².
• Buen coeficiente de temperatura: Las placas solares de capa fina funcionan mejor a altas temperaturas con una menor pérdida de eficiencia de entre -0.2%/ºC y -0.3%/ºC.
• Buen comportamiento en sombra: Los paneles de capa fina tienen alta resistencia al sombreado y mantienen la potencia proporcional incluso con sombreado parcial.
• Baja tensión: El voltaje que producen los paneles de capa fina está en el rango de 12V a 24 voltios.
• Alta degradación: Los paneles de capa fina se degradan entre un 3.4% y un 4.0% anual, a excepción de los paneles de CIGS que se degradan un 0.2% anual.
• Vida útil corta: Generalmente entre 10 y 20 años, según la tecnología de capa fina específica.
• Buena estética: Aspecto elegante y uniforme, sin celdas ni bus-bars visibles.
• Flexibilidad: Los paneles thin film son aplicables en múltiples superficies planas y curvas.

¿Qué precios tienen los paneles de capa fina?

Los precios de los paneles solares de capa fina que puedes comprar hoy en día varían entre los 12€ y los 140€. Esta variación de precios está relacionada con la potencia que tenga el panel y la tecnología de capa fina que utilice.

¿Qué garantía tienen los paneles de capa fina?

Los paneles solares de capa fina tienen 2 tipos de garantía: una garantía de producto y una garantía de rendimiento (o también llamada de potencia) que se ve mermada por la mayor degradación de este tipo de panel frente a los cristalinos.

Las garantías que tienen los paneles de capa fina se listan a continuación.

• Garantía de producto: Varía entre 10 y 12 años y cubre defectos de materiales y de fabricación.
• Garantía de rendimiento: varía entre el 70% y el 80% de la potencia al cabo de 20 a 25 años. El intervalo de garantía de rendimiento más común es de 20 años, pero con una tasa de degradación más pronunciada, especialmente en los primeros años.

¿Cuánto duran las placas solares de capa fina?

Los paneles solares de capa fina duran entre 10 y 20 años de media. Su vida útil es más corta por sus altos índices de degradación. Siguen funcionando más allá de los 20 años, pero su eficiencia disminuye rápidamente, con un rendimiento que cae a alrededor del 70% al 80% de la capacidad original durante este período.

¿Qué mantenimiento necesitan los paneles de capa fina?

Los paneles thin-film necesitan el mismo mantenimiento que los otros tipos de paneles solares.  Los principales trabajos de mantenimiento consisten en mantener los paneles limpios y asegurarse de que no haya residuos, polvo o suciedad que puedan obstruir la luz solar.

Se recomienda hacer inspecciones periódicas para comprobar posibles daños, como grietas o conexiones sueltas de los paneles.

¿Dónde se utilizan los paneles de capa fina?

Los paneles solares de capa fina son versátiles y suelen utilizarse en aplicaciones en las que su flexibilidad, diseño ligero e integración estética sean requisitos prioritarios.

Las 5 principales aplicaciones de los paneles de capa fina se resumen en la siguiente lista.

• Energía fotovoltaica integrada en edificios (BIPV): Integrada en tejados, fachadas y ventanas.
• Dispositivos portátiles: Alimentación de pequeños aparatos, cargadores y equipos de camping.
• Tejados comerciales curvos: Ideal para grandes tejados curvos donde el peso y la flexibilidad son importantes.
• Instalaciones aisladas: Utilizadas en sistemas autónomos con menores necesidades energéticas.
• Agrivoltaica: se instalan sobre campos y equipos de bombeo solar, y ofrecen sombra a la vez que producen energía.

¿Cuál es la diferencia entre paneles solares de capa fina y monocristalinos?

Los paneles solares de capa fina son ligeros, flexibles y menos eficientes, lo que los hace útiles para aplicaciones específicas como dispositivos portátiles y sistemas integrados, mientras que los paneles monocristalinos son más eficientes, duraderos y más adecuados para instalaciones residenciales y comerciales.

Las 7 diferencias más importantes entre paneles solares de capa fina y monocristalinos se resumen a continuación.

• Eficiencia: Los paneles de capa fina tienen un rendimiento inferior (7-18%) al de los paneles monocristalinos (18-23%), con una menor producción de energía para la misma superficie.
• Coste: Los paneles de capa fina son más baratos por vatio y necesitan de más espacio, mientras que los paneles monocristalinos son más caros y producen más energía en espacios reducidos.
• Aspecto: Los paneles de capa fina son flexibles y están disponibles en varias formas, mientras que los paneles monocristalinos tienen formas rígidas y rectangulares.
• Instalación: Los paneles de capa fina son ligeros y fáciles de instalar en superficies irregulares o integrados en edificios, mientras que los paneles monocristalinos requieren sistemas de montaje robustos por su rigidez y mayor peso.
• Rendimiento con poca luz: Los paneles de capa fina rinden mejor con poca luz, nubosidad o altas temperaturas que los paneles monocristalinos.
• Degradación y vida útil: Los paneles de capa fina se degradan más rápido y tienen una vida útil más corta (10-20 años), mientras que los paneles monocristalinos duran 25-30 años con índices de degradación más bajos.
• Aplicaciones: Los paneles de capa fina se utilizan habitualmente en dispositivos portátiles, aplicaciones flexibles e integrados en edificios, mientras que los paneles monocristalinos se usan para instalaciones residenciales, comerciales e industriales.

¿Cuál es la diferencia entre paneles solares de capa fina y policristalinos?

Los paneles solares de capa fina son más baratos, versátiles y flexibles, pero menos eficientes que los policristalinos. Los paneles policristalinos ofrecen mayor eficiencia y durabilidad a un precio más alto.

¿Qué ventajas tienen los paneles solares de capa fina?

Las mayores ventajas que tienen los paneles solares de capa fina residen sobre todo en que son flexibles, ligeros y su bajo precio. Estas y otras ventajas de este tipo de paneles frente a otros, se resumen en la siguiente lista.

• Son flexibles.
• Bajo peso comparado con el resto de paneles solares.
• Precio por vatio más barato.
• Mejor rendimiento con poca luz.
• Tolerancia a altas temperaturas.
• Personalización estética en tonos y colores.
• Aplicaciones versátiles incluso con formas curvas.

¿Qué desventajas tienen los paneles solares de capa fina?

Las mayores desventajas que tienen los paneles solares de capa fina son su baja eficiencia y su alta degradación. Estas y otras desventajas de este tipo de paneles frente a otros cristalinos, se resumen en la siguiente lista.

• Menor eficiencia.
• Peor índice de degradación.
• Vida útil más corta.
• Disponibilidad limitada.