¿Qué Tipos de Paneles Solares existen y para qué se usan?
Todas las clases de paneles solares que existen aprovechan la energía solar para transformarla en otro tipo de energía aprovechable para nuestras necesidades diarias. Dependiendo de dicha conversión los 3 tipos de paneles solares son: captadores térmicos (para calefacción y agua caliente), placas fotovoltaicas (para electricidad) y paneles solares híbridos (para energía térmica y eléctrica).
Contenido
- ¿Qué Tipos de Paneles Solares existen y para qué se usan?
- ¿Cómo funciona un panel solar?
- Tipos de paneles fotovoltaicos:
- Comparativa resumen de tipos de paneles fotovoltaicos:
- Paneles solares térmicos:
- Paneles solares híbridos:
- Tipos de Placas Solares Para Casa y para Autoconsumo:
- Conclusiones:
- Autor / Redactor
En esta sección podrás encontrar los diferentes tipos de paneles solares de acuerdo con varios "filtros" para clasificarlos.
Elegir las placas solares adecuadas para tu instalación solar depende de varios factores. Esperamos que este artículo te ayude a tener una perspectiva sobre los tipos de placas solares disponibles en la actualidad.
¿Cómo funciona un panel solar?
El funcionamiento de una célula solar consiste en absorber y transformar la radiación solar es la luz -también conocida como radiación electromagnética- que emite el sol y que llega a la Tierra.
Aunque todos los lugares de la Tierra reciben algo de luz solar a lo largo del año, la cantidad de radiación solar que llega a cualquier punto de la superficie terrestre varía.
Las tecnologías solares captan esta radiación y la convierten en formas útiles de energía.
Tipos de paneles fotovoltaicos:
Funcionamiento de un panel fotovoltaico:
El funcionamiento de panel fotovoltaico consiste en que cuando los fotones que componen los rayos de luz del sol chocan con la superficie de una célula solar, se produce un desplazamiento de electrones desde la capa superior de la célula a la inferior, lo cual produce una corriente eléctrica.
Por lo que, resumiendo, una placa fotovoltaica transforma la energía del sol en energía eléctrica. Las responsables de esa transformación son las células solares. Son los utilizados en todo tipo de instalación fotovoltaica.
Tipos de paneles solares fotovoltaicos:
Dentro de los paneles fotovoltaicos, según el tipo de silicio, existen los tipos monocristalinos, policristalinos y amorfos, y dentro de esas familias hay incluso variedades de tecnologías (HJT, PERC, N-Type, TOPCon...).
- Tecnología Monocristalinos PERC: Con una eficiencia de entre (19%-20%), son los que más se comercializan por su relación calidad/precio.
- Tecnología Monocristalinos Tipo N: Son módulos de porcentaje de conversión superior a los convencionales, compuestos por material de mayor calidad.
- Tecnología Monocristalinos IBC: O también llamados de células de contactos traseros. Generalmente son células tipo-n y además con los contactos por la parte posterior de la célula. Por tanto, su eficiencia, durabilidad... es muy superior al resto.
- Tecnología Monocristalinos Tandem como HJT: Combinan al menos dos tipos de célula en una. Generalmente, monocristalino y amorfo, aunque poco a poco se está probando con perosvskyta también.
- Perosvkita: En lugar de utilizar silicio, los paneles de perosvskyta utilzan un material creado a partir de un compuesto cristalino llamado perosvskita. Aún en fase experimental.
- Paneles CIGS: Fabricados con cobre, indio, galio y selenio. Ofrecen una alta eficiencia y existen opciones flexibles.
- Policristalinos: con porcentaje de conversión entre el 17-18%, tienen mejor relación calidad precio pero su rendimiento es menor y se están dejando de fabricar.
- Bifaciales: Tienen la capacidad de captar energía por ambas caras de la célula.
- Amorfos: fabricados con silicio amorfo. Están en desuso, tienen rendimiento bajo y no son adecuados para instalaciones en viviendas.
Eficiencia de cada tipo de paneles fotovoltaicos:
Tipo de Célula | Eficiencia |
---|---|
Policristalina | De 15 a 17% |
Monocristalina | De 16 a 19% |
Policristalina PERC | De 17 a 19% |
Monocristalina PERC | De 19 a 20,7% |
Monocristalina Tipo-N | De 19 a 21% |
Monocristalina Tipo-N HJT | De 19 a 21.9% |
Monocristalina Tipo-N (IBC-Contactos traseros) | De 20 a 22,7% |
Paneles Fotovoltaicos monocristalinos:
Como su propio nombre dice, un placa fotovoltaica monocristalina está compuesta por células monocristalinas. Son ese tipo de célula que, a simple vista, podemos diferencia por su color “negro” y con las esquinas recortadas con un chaflán (resultado del corte de la célula).
Ventajas:
Son los módulos fotovoltaicos de más eficiencia que podemos encontrar, siempre superan en eficiencia y rendimiento a los policristalinos y son los utilizados para autoconsumo fotovoltaico. También el rendimiento de las placas solares monocristalinas es mejor que el resto de tipos de placas solares.
Desventajas:
A corto plazo (la inversión inicial) son algo más caros que los policristalinos, aunque a medio-largo plazo, so más rentables por tener mayor rendimiento
El modo más común de fabricación de células de silicio monocristalino (sc-Si) consiste en partir de un lingote de un único cristal de silicio, obtenido por los métodos de Czochralski (Cz) o zona flotante (FZ), y cortarlo en obleas que constituyen el sustrato sobre el que tendrá lugar todo el proceso restante (unión “p-n”, metalización, etc.).
La imagen anterior es un ejemplo de este tipo de célula que comentamos. Además de esto, señalar que los paneles solares monocristalinos son los que mayor eficiencia tienen de entre todos los disponibles en el sector.
Paneles Solares Policristalinos:
Al igual que comentamos con los modelos monocristalinos, los paneles solares policristalinos están compuestos, en este caso, por células policristalinas.
Podemos diferencia por su color “azulado” y no poseen el chaflán en las esquinas como los monocristalinos.
Las células de silicio policristalino (mc-Si) también utilizan obleas de silicio como sustrato, pero a diferencia de las monocristalinas, éstas proceden del corte de un bloque de silicio que se ha dejado solidificar lentamente en un crisol y que está formado por muchos pequeños cristales de silicio.
Este tipo de elaboración es menos costoso que el anterior, pero reduce considerablemente la eficiencia de las células y su rendimiento. Pueden ser interesantes cuando el factor precio sea determinante para el proyecto, pero a largo plazo son más rentables los monocristalinos.
Vemos en la imagen la diferencia visual entre una célula policristalina y la anterior monocristalina del punto anterior.
Paneles Solares Amorfos y Thin-Film:
Aunque los tipos de paneles más habituales son los descritos, mono y policristalinos, no debemos olvidar también las placas solares de silicio amorfo, o llamadas también de “capa fina” u otras versiones no basadas en silicio como los de Teluro de Cadmio (CdTe), o los CIGS (Cobre, Indio, Galio y Selenio).
El funcionamiento de una célula solar de capa fina de silicio amorfo es el mismo que las cristalinas pero su elaboración es muy diferente. Los aspectos característicos de esta tecnología son:
- Proceso de fabricación sencillo y de fácil automatización.
- Necesidad de poco material activo y reducción del gasto energético y del coste.
- Facilidad para realizar módulos flexibles y con óptima eficiencia cuántica en un amplio rango del espectro.
La tecnología del silicio amorfo a-Si tiene una eficiencia considerablemente menor que las basadas en silicio cristalino, debido principalmente a la mala calidad del silicio utilizado, cuya estructura interna dificulta la recolección de los portadores fotogenerados. Sin embargo, son especialmente adecuadas para uso en interiores, en atmósferas con mucho polvo, etc.
Tal como se puede ver en la imagen, las placas solares de silicio amorfo no consisten en la unión de células individuales como en los paneles solares cristalinos, sino en una lámina cortada a medida en la que se observan unas tiras delgadas que separan las células, creadas y conectadas entre sí durante la elaboración del propio módulo, cuyo enmarcado facilita el manejo y el montaje del mismo.
El rango de tensiones también es más amplio que en los de silicio cristalino, abarcando desde unos pocos voltios hasta decenas de voltios y que los hace interesantes también para sistemas de bombeo solar.
Paneles solares flexibles:
Eso si, una placa solar flexible tiene que disponer de células solares que sean flexibles, y el 99% de las que existen, no lo son. Por ese motivo, para este tipo de panel, hay que elegir siempre aquellos que sean con células solares tipo Maxeon, que será la manera de asegurarse que la placa solar sea realmente flexible y que no haya microrroturas en las células al doblar el panel.
¿Qué voltajes tienen estos paneles solares para uso fotovoltaico?
Todos los módulos solares que disponemos a la venta son para conexión a red y autoconsumo. Entre paneles solares características y voltajes podemos tener:
- Para aplicaciones con voltajes de 12 voltios. Estos paneles solares de 12 voltios, suelen ser placas solares pequeñas para aplicaciones muy concretas.
- Para aplicaciones con tensión de 24 voltios o superior. Los tipos de paneles solares de 24V son los más habituales.
- Paneles Solares de Conexión a Red: Los paneles solares de conexión a red está recomendada para la realización de huertos solares de gran tamaño, o instalaciones de autoconsumo residencial e industrial.
Bien es cierto que para hacerlos funcionar en instalaciones aisladas o con baterías, necesitará un regulador MPPT ( este tipo de reguladores son capaces de convertir cualquier tensión en 12,24 o 48V según lo configuremos).
Estos paneles, gozan de un excelente precio de venta por la producción masiva que que existe. Son los únicos paneles solares que se pueden instalar a la hora de plantear un autoconsumo sin baterías; es decir, un autoconsumo directo.
En realidad, las placas solares para electricidad tienen más tensión que esas de 12V o 24V, simplemente es un modo de segmentar por tipo de aplicaciones.
Para el resto de instalaciones de conexión a red eléctrica, plantas solares (huertas solares), tipos de autoconsumo fotovoltaico..., se usan módulos fotovoltaicos de conexión a red que tienen tensiones de salida de más de 35 Voltios.
Tipos de nivel de eficiencia:
- Modelos de alta eficiencia: Son aquellos con una eficiencia de panel superior al 19-20%, solo alcanzadas por los modelos monocristalinos. Su gran ventaja radica en que se pueden instalar paneles solares de más potencia en menos espacio, por lo que se puede optimizar más el espacio disponible en el tejado que generalmente es limitado. Puedes consultar algunos de los modelos de paneles solares de mayor eficiencia.
- Modelos de eficiencia baja-media: Son aquellos con una eficiencia energética de panel inferior al 18-19%. Su única ventaja es que el precio es algo inferior a los de alta eficiencia. Sin embargo, limita la potencia que se puede instalar en el tejado, al necesitar más superficie, por lo que la rentabilidad a medio plazo se ve perjudicada con estos modelos.
Elegir entre Placas solares Monocristalinas o Policristalinas:
Ahora que ya hemos visto, a grandes rasgos, las diferencias fundamentales del sicilio policristalino vs monocristalino, vamos a ir desgranando los motivos por los que concluir cuál es mejor de ellos.
Si partimos de la base del silicio que se usa en estos dos tipos de tecnologías, tenemos que:
- Las placas solares policristalinas están compuestas por células cuyo silicio no procede de un único cristal de silicio, sino de muchos pequeños fundidos en grupo. Por este motivo, al no tratarse de un solo cristal, no es tan puro como una célula monocristalina, y sus eficiencias y rendimientos son siempre algo inferiores a un panel monocristalino.
- Las placas solares monocristalinas están compuestas por células cuyo silicio SI procede de un único cristal. Por tanto, la pureza es óptima y esto mejora la eficiencia.
- Además existen las llamadas "Mono Black" que son placas solares negras y las preferidas como paneles solares para casa, por su excelente integración y mínimo impacto visual.
Es decir, al menos a nivel de eficiencia, si te preguntas qué placa solar es mejor, monocristalina o policristalina, la respuesta es, sin duda, la monocristalina. Siempre se va a lograr más eficiencia una placa monocristalina que una policristalina.
Prueba de ello es que, en el mercado actual, los paneles solares de más alto rendimiento son todos de tecnología monocristalina.
No en vano, el rendimiento de placas solares policristalinas por metro cuadrado es de unos 170 Wattios por metro cuadrado, sin embargo el rendimiento de placas solares monocristalinas por metro cuadrado puede oscilar entre 180 Wattios (lo más habitual) hasta 220W por metro cuadrado.
Eso si hablamos a nivel de eficiencia. Pero vamos a tratar otro tema que siempre genera dudas:
Monocristalinas | Policristalinas | |
Precio Panel Solar | Algo más caras | Más baratas |
Eficiencia | Mayor eficiencia y más rendimiento | Menor eficiencia y menor rendimiento |
Estética | Las células son de un tono negro, azul muy oscuro | Células de un color azulado irregular |
Rendimiento | Alto | Medio |
Durabilidad | Al menos 25 años | Al menos 25 años |
Principales Fabricantes | Sun Power LG Panasonic | Canadian Solar Jinko Solar JA Solar |
Tipos de placas solares por duración de garantía:
- Modelos gama media-baja: Poseen garantías de 10-12 años de producto y 25 años de producción (rendimiento o potencia).
- Modelos gama media: Poseen garantía de 15-20 años de producto y 25 años de producción (rendimiento o potencia).
- Modelos gama alta: Poseen garantía de 25 años de producto y 25 años de producción.
Visita nuestra sección de selección de modelos de gama alta, si quieres comprar placas solares de máxima eficiencia y rendimiento.
Fabricante | Garantía de Producto | Garantía de Producción |
99% de Fabricantes Convencionales | 10-12 años | 25 años |
SunPower | 25 años | 25 años |
Panasonic | 25 años | 25 años |
Tipos según el número de células solares:
Las placas solares fotovoltaicas tienen un número de células solares conectadas en serie, y en función de ese número se pueden agrupar en:
- 36 células solares: tienen una potencia de 150W aproximadamente y sirven para baterías de 12V.
- 60 células y 120 medias célula: tienen una potencia de entre 320W y 340W para autoconsumo. También se les suele denominar paneles solares de 24V.
- 72 células y 144 medias células: tienen una potencia de entre 385W y 415W, para autoconsumo y también permiten cargar baterías de 24V.
- Shingle Cells: Son un tipo de panel con tecnología muy avanzada donde se unen las células fotovoltaicas cortadas "en teja" para que tenga un comportamiento como una "super célula". El número de células solares puede variar.
- Media Célula (O células cortadas): Son células fotovoltaicas cortadas en dos y seriadas. Tiene la ventaja de mejorar el comportamiento en sombras pero una gran desventaja que es la que se duplican las soladuras y contactos metálicos, por lo que están más expuestas a fallos.
Rangos de potencia habituales:
Número de Células | Rango Potencia | Tamaño | Aplicaciones |
60 o 120 (media célula) | 280-330W | 1.7 x 1.0 metros | Viviendas (+) e Industria (-) |
72 o 144(media célula) | 330-420W | 2.0 x 1.0 metros | Industria (+), Huertos solares (+), y Viviendas (-) |
36 o 72(media célula) | 80 - 190W | 1.6 x 0.9 metros | Aplicaciones aisladas de red |
Shingle Cells | 330-420W | (1.7 x 1.0) / (2.0 x 1.0) metros | Viviendas e Industria |
Comparativa resumen de tipos de paneles fotovoltaicos:
Como resumen a los tipos de paneles fotovoltaicos, podemos agrupar los conceptos más importantes en la siguiente tabla comparativa:
Tipo de Placa | Ventajas | Eficiencia (%) | Degradación Anual (%) | Coeficiente de Temperatura (ºC) | Precio Medio |
---|---|---|---|---|---|
Monocristalinos | Alta eficiencia y durabilidad | 15-22 | ~0.3-0.5 | -0.3 a -0.5 | Alto |
Policristalinos | Costo más bajo, fabricación sencilla | 13-16 | ~0.5-0.7 | -0.3 a -0.5 | Medio |
Amorfos | Buen rendimiento en baja luz, flexible | 6-8 | 0.8-1.0 | -0.2 a -0.4 | Bajo a Medio |
HJT | Alta eficiencia, bajo coeficiente de temperatura | 18-24 | ~0.3 | -0.2 a -0.3 | Alto |
PERC | Mayor eficiencia que Mono-SI estándar | 15-22 | ~0.3-0.5 | -0.3 a -0.4 | Medio a Alto |
Shingled | Mejora en la estética, menor resistencia eléctrica | Hasta 20 | ~0.3-0.5 | -0.3 a -0.5 | Alto |
Tándem | Combinación de materiales para alta eficiencia | Hasta 30 (teórico) | Variable | Variable | Muy Alto |
Perovskita | Potencial de alta eficiencia, bajo costo | 10-28 (teórico) | Variable | Variable | Bajo (teórico) |
Telururo de Cadmio (CdTe) | Costo efectivo, buen rendimiento a altas temperaturas | 10-12 | ~1.0 | -0.2 | Medio |
CIGS (Cobre Indio Galio Selenio) | Flexibilidad, potencial para alta eficiencia | 10-12 | ~1.0 | -0.45 | Medio a Alto |
Recuerda:
- Eficiencia (%): Indica la capacidad del panel para convertir la luz solar en electricidad.
- Degradación Anual (%): Muestra la tasa a la que la eficiencia del panel disminuye cada año.
- Coeficiente de Temperatura (ºC): Refleja cómo la eficiencia del panel se ve afectada por el cambio de temperatura. Un valor más bajo indica una mejor resistencia al aumento de temperatura.
- Precio Medio de instalar placas solares: Varía según tecnología, región, marca y otros factores. Los valores indicados son aproximados y pueden cambiar con el tiempo y las fluctuaciones del mercado.
Paneles solares térmicos:
Paneles solares híbridos:
Hace el trabajo de los dos anteriores. Aprovecha la misma superficie para generar calor y electricidad, aunque su desarrollo aún no está del todo logrado.
Tipos de Placas Solares Para Casa y para Autoconsumo:
Este tipo de paneles solares para casa y para autoconsumo las agrupamos pues no difieren entre si.
Suelen ser paneles solares de tecnología monocristalina (mayor eficiencia) o policristalina (menor eficiencia), y con potencias que suelen oscilar entre los 300W y los 550W, en caso de los monocristalinos.
Para casas, el tipo de paneles siempre es aconsejable que no sean de gran tamaño. No debemos de olvidar que el tejado de una vivienda no es igual que el de una nave industrial, es menos transitable. Por lo que es mejor utilizar paneles con tamaños que no sean mayores de 1.7 x 1 metro o 2 x 1 metro y con eficiencia mayor al 20%, para facilitar su instalación. Además de que también serán más modulares, por lo que se aprovechará mejor la superficie disponible.
En caso de instalaciones de autoconsumo de mayor tamaño, en una nave industrial por ejemplo, ya hay mayor facilidad para realizar los trabajos de instalación. En estos casos se puede optar por usar placas solares de tamaños 2x 1 metros o también de 2,1x 1,2 metros (típicamente 72 células).
Placas solares para Autocaravana y para sistemas Aislados:
Una placa solar para furgoneta suele ser para aplicaciones de 12V. Es decir, lo que se busca es una tipo de placa solar con una tensión en bornes de alrededor de 18V para poder alimentar la batería de la autocaravana.
De este modo, si colocas una placa solar en una furgo vw o en una camper.... etc, lo que tendrás es que la batería se puede cargar mientras esta el vehículo parado y te aportará un extra de energía para las horas en las que no hay sol y que no está la caravana circulando.
Conclusiones:
Hasta aquí esta sección de tipos de placas solares. Seguramente se puede enfocar desde otros puntos de vista o incluso hacer otras clasificaciones.
¿Tienes alguna sugerencia o crees que nos hemos olvidado algunas?.
Sobre Nosotros:
SunFields Europe es una empresa de distribución y venta equipos fotovoltaicos para ahorro energético desde el año 2007 y está formada por profesionales con una dilatada experiencia técnica en el sector de la energía solar.
Autor / Redactor
Profesional Fotovoltaico desde 2001.
- Ingeniero técnico en Telecomunicaciones por la Escuela Politécnica de Alcalá de Henares.
- Ingeniero en Atersa del 2001 al 2005.
- Director Técnico en SolarWorld, del 2006 al 2009.
- Gerente SolarWorld Ibérica, del 2009 al 2013.
- Director Técnico en SunFields Europe desde 2014.
Más sobre mí en: https://www.linkedin.com/in/ra%C3%BAl-germ%C3%A1n-7561a642/