Tipos de Paneles Solares

Los tipos de placas solares se pueden agrupar en función de su aplicación, ya sea para generar calor (térmicos) o bien para generar electricidad (fotovoltaicos). 

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Usos, aplicaciones y tipos de Placas Solares

Video de nuestra última exposición de placas fotovoltaicas en Genera 2018…

Tipos de placas solares hay tantas como queramos agrupar. Podemos clasificarlas por tecnología, por potencia, por tensión, por aplicación....

En esta sección podrás encontrar los tipos de paneles solares de acuerdo con varios "filtros" para clasificarlos. Desde los paneles solares térmicos (para agua caliente) o los paneles solares fotovoltaicos monocristalinos y policristalinos, hasta los flexibles o transparentes e incluso también por su tamaño y dimensiones más habituales según el número de células que usan.

Decidir cuales son los más adecuados para tu proyecto dependerá de muchos otros factores, pero si necesitabas poner en orden los tipos de placas solares que puedes encontrar, esperamos que este artículo te sea de ayuda.

Tipos de placas solares según su aplicación:

Energía Solar y Paneles Solares

Los paneles solares tienen la función de transformar la energía del sol en energía útil para un desempeño concreto, como puede ser electricidad o calor para agua caliente y calefacción.

La palabra paneles solares, o placas solares, se suele emplear indiferentemente para citar a todo tipo de captador de energía solar. Pero hay bastantes diferencias entre ellos.

Hay que diferenciar entre los paneles solares que se usan para agua caliente y los que se usan para electricidad.

¿Qué tipos de paneles solares existen?

Como decimos los paneles solares pueden ser utilizados para generar electricidad, como es el caso de los paneles fotovoltaicos, o bien para generar calor, como es el caso de los colectores térmicos. Son dos tipos de paneles solares según su función -> Diferencias entre paneles solares fotovoltaicos y térmicos.

Es decir:

Paneles solares térmicos:

Panel solar térmico para ACS

Se utilizan para calentar agua (que circula por su interior) y que se emplea en agua caliente sanitaria o calefacción.

Paneles Fotovoltaicos:

Panel solar fotovoltaico para electricidad

Se utilizan para generar electricidad. Este tipo de placa solar genera una corriente/tensión eléctrica a partir de la energía solar. Por tanto, los paneles fotovoltaicos son un tipo de panel solar cuya función es generar electricidad a partir de la energía solar.

También conocidos como módulos solares fotovoltaicos, consisten en una serie de celdas fotovoltaicas, conectadas entre si, encapsuladas y enmarcadas posteriormente para poder usarlas en una instalación fotovoltaica.

La célula fotovoltaica, mediante el efecto fotovoltaico, transforman la energía lumínica (en este caso la energía solar) en energía eléctrica.

Esto lo que te permitirá es aprovechar la energía solar para producir tu propia energía y ahorrar en tu consumo eléctrico.

Paneles solares híbridos:

Panel solar híbrido, térmico y fotovoltaico

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.

Ahondemos entonces, a continuación, sobre los que se usan para generar electricidad, que son los que más se utilizan actualmente.

Tipos de paneles fotovoltaicos según su tecnología

Monocristalinos, Policristalinos, Amorfos y "Flexibles"

Las cosas no han cambiado demasiado en los últimos 10-15 años, estamos en 2017 y sigue habiendo 3 tecnologías que destacan sobre el resto y que son las que se instalan en el 90% de los sistemas fotovoltaicos actuales. Hablamos de las placas solares fotovoltaicas  monocristalinaspolicristalinas y amorfas.

Por tecnologías:

  • En primer lugar, por orden de mayor rendimiento, tendríamos los módulos fotovoltaicos monocristalinos. Formados por células monocristalinas, que son ese tipo de célula que podemos diferencia por su color “negro” y con las esquinas recortadas con un chaflán (resultado del corte de la célula).
  • En segundo lugar, con menor eficiencia y rendimiento, vendrían las paneles solares policristalin0s. Compuestas por células policristalinas que podemos diferencia por su color “azul” y no poseen ese chaflán en las esquinas como los monocristalinos, sino que son perfectamente cuadradas.
  • En tercer y último lugar, y con cada vez menos presencia, los paneles de tecnología amorfa.

Paneles Fotovoltaicos monocristalinos:

Como su propio nombre dice, las placas solares monocristalinas están compuestas 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).

Ejemplo Panel Solar Monocristalino
Ejemplo Panel Solar Monocristalino

Ventajas:

Son los módulos fotovoltaicos de más eficiencia que podemos encontrar, siempre superan en eficiencia y rendimiento a los policristalinos.

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.).

Célula solar monocristalina

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 Fotovoltaicos 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.

Ejemplo Panel solar policristalino
Ejemplo Panel solar Policristalino

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 placas solares" sea determinante para el proyecto, pero a largo plazo son más rentables los monocristalinos.

Célula solar policristalina

Vemos en la imagen la diferencia visual entre una célula policristalina y la anterior monocristalina del punto anterior.

¿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. Son los tipos de módulo solar más habituales.
  • Paneles Solares de Conexión a Red: La venta de paneles solares 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), autoconsumo solar..., se usan módulos fotovoltaicos de conexión a red que tienen tensiones de salida de más de 35 Voltios.

Los datos eléctricos más importantes:

De entre todos los datos y especificaciones, los más importantes son los que encontramos en las hojas técnicas de los productos.

Aquí puedes ver una explicación de los parámetros habituales en una ficha técnica de un panel:

Datos Eléctricos Explicación
Potencia Nominal (Pnom) 400 W Es la máxima potencia pico que puede entregar el panel en condiciones óptimas de temperatura y radiación.
Tolerancia de Potencia +5/0% Generalmente expresada en Wattios o en %, es la potencia pico real que puede llegar a tener el panel. Generalmente todos los paneles vienen hoy en día con tolerancia positiva.
Eficiencia de Panel 22.6% Eficiencia: relación entre la potencia eléctrica entregada por el panel solar y la potencia de la radiación que incide sobre él.
Tensión máxima potencia (Vmpp) 65,8V Es la tensión, en voltios, que proporcionará el panel cuando esté su punto de máxima potencia (Pmpp)
Corriente máxima potencia (Impp) 6.08A Es la corriente, en amperios, que proporcionará el panel cuando esté su punto de máxima potencia (Pmpp)
Tensión Circuito Abierto (Voc) 75,6V Tensión de circuito abierto (VOC): la mayor tensión que se puede obtener de la placa cuando trabaja como generador.
Corriente de Corto Circuito (Isc) 6.58A Corriente de cortocircuito (ISC): valor de la corriente que circula cuando la tensión en los terminales de la placa es nula, = 0. Además de esto, es la máxima corriente que se podría llegar a obtener (en un caso ideal) de la placa cuando trabaja como generador.
Coeficiente de Temperatura -0,29% / ºC Es el % de pérdida de potencia que tiene el panel por cada ºC por encima de los 25ºC de temperatura a la que se encuentra el panel.

Los módulos fotovoltaicos generan pues electricidad en función de la energía solar (radiación) incidente. A mayor radiación solar, mayor será la producción.

Generalmente cuando hablas de un proyecto para varios paneles, en lugar de en Vatios, se suele hablar en Kilovatios de panel instalado y en Kilovatio-hora para la energía que tienen que cubrir.

Elegir entre Placa solar Monocristalina o Policristalina:

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. Además existen las llamadas "Mono Black" que son totalmente negras y las preferidas como paneles solares para casa, por su excelente integración y mínimo impacto visual.
  • 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.

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:

Recuerda: Si necesitas suministro para tu proyecto de algunos de estos tipos de tecnologías, puedes visitar nuestra sección de paneles fotovoltaicosy pedirnos cotización.

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

 

En Altas Temperaturas ¿Qué es mejor, un placa solar monocristalina o policristalina?

Partimos de la base que la temperatura, el calor, es uno de los mayores enemigos de un panel solar.

Si examinas una ficha técnica de una placa solar monocristalina o policristalina, verás que hay un dato llamado Coeficiente de Temperatura (expresado en %/ºC o %/K), que lo que indica es el % de potencia pierde ese panel solar por cada grado centígrado que la temperatura de la célula solar sube de 25ºC.

Fíjate en los siguientes ejemplos extraídos de fichas técnicas de placas solares monocristalinas o policristalinas actuales (2019):

  • Coeficiente de temperatura, resaltado en rojo, de una placa solar policristalina.

Coeficiente de temperatura de una placa solar policristalina

  • Coeficiente de temperatura, resaltado en rojo, de una placa solar monocristalina.

Coeficiente de temperatura de una placa solar monocristalina

  • Coeficiente de temperatura, resaltado en rojo, de una placa solar monocristalina de alto rendimiento (tecnología Maxeon, exclusiva de SunPower)

Coeficiente de temperatura de una placa solar monocristalina de alto rendimiento

 

Como ves en las imágenes anteriores, los coeficientes de temperatura de los paneles Monocristalinos, son mejores que los Policristalinos.

Dicho de otro modo, si te preocupa cómo afecta la temperatura a las placas solares monocristalinas o policristalinas, la respuesta es sencilla, se comporta mucho mejor la placa monocristalina.

Existe la creencia de que para climas con altas temperaturas, como por ejemplo el Sur de Europa (España, Portugal...), el rendimiento de una placa solar a alta temperatura es mejor si es policristalina. Pero como ves, no es algo basado en la práctica, sino que la explicación de esa creencia tiene otro origen.

Esa creencia, siempre ha sido un argumento más bien comercial, fomentado por fabricantes Asiáticos y vendedores de placas policristalinas de bajo coste.

Panel Monocristalino vs Policristalino - Estudios Científicos del Comportamiento con Temperatura

Pero es que ya no solamente es necesario mirar las fichas técnicas, sino que hay multitud de estudios que demuestran que las células de silicio policristalino alcanzan temperaturas más elevadas que las de silicio monocristalino, en las mismas condiciones ambientales.

Fíjate en esta comparativa entre temperaturas alcanzadas por células de silicio monocristalino vs policristalino, realizada por la Universidad de Santiago de Cali en 2017:

  1. En esta primera gráfica se muestran las temperaturas, medidas a lo largo del año, alcanzadas por las células monocristalinas sometidas al estudio:

Temperatura Células silicio monocristalino
Temperatura Células silicio monocristalino a lo largo de un año

  1. Y esta segunda gráfica muestra las temperaturas, medidas a lo largo del año, alcanzadas por las células policristalinas sometidas al estudio:

Temperatura células silicio policristalino
Temperatura células silicio policristalino a lo largo del año

Para el experimento se utilizaron varias fórmulas (modelo King, Duffle y Masters) para el cálculo de las temperaturas, y el resultado fue inapelable:

Como resultado de la investigación realizada, es posible concluir que existe una relación inversamente proporcional entre la temperatura de la celda calculada por los tres modelos de desempeño y la eficiencia de conversión, es decir que a mayor temperatura de la celda, la eficiencia de conversión de energía es menor.

Eficiencia Placa Solar Monocristalina vs Policristalina Temperatura
Eficiencia Placa Solar Monocristalina vs Policristalina Temperatura

Por otro lado, al comparar la gráfica de los tipos de tecnologías de paneles, se evidencia que el panel de silicio monocristalino es el que mayor eficiencia de conversión de energía presenta, seguido del panel de silicio policristalino.

Los paneles policristalinos alcanzaron siempre una temperatura de célula más alta que los monocristalinos. Nada sorprendente, pues ya habíamos visto que eso ya viene incluso reflejado en las fichas técnicas de cualquier placa solar hoy en día.

¿Cómo funcionan?

Sin entrar en más detalles, que puedes ampliar en nuestro artículo sobre cómo cómo funcionan los paneles solares, transforman la energía del sol en electricidad. Las responsables de esa transformación son las células solares.

¿Qué componentes lo forman?

Los paneles fotovoltaicos están siempre integrados por los siguientes componentes:

  • Un cubierta de vidrio templado, generalmente de unos 3mm de espesor, que protege al panel de las inclemencias del tiempo.
  • Las celdas fotovoltaicas conectadas generalmente en serie y que son las encargadas de transformar la energía solar en electrcidad.
  • Encapsulamiento en EVA, para agrupar las células y darle solidez como grupo.
  • Tedlar trasero para proteger al panel fotovoltaico de la intemperie.
  • Caja de conexiones, con sus respectivos diodos de protección. Es por donde extraer la electricidad.
  • Marco de aluminio que da solidez a todo el grupo y para facilitar su instalación.

Continuamos con otros tipos de placas solares:

Paneles silicio amorfo (capa fina):

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”.

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.

Las células de silicio amorfo han sido las primeras células de capa fina que se comenzaron a comercializar, sin embargo, debido a la bajada de precios experimentado por los paneles solares cristalinos, han ido perdiendo posiciones en el mercado y actualmente su implantación es muy reducida.

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.

Panel Solar Silicio Amorfo

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:

Aunque no sería en si un tipo, sino quizá una categoría, también merece la pena mencionarlos. Son un tipo de panel, con una particularidad, su capacidad para ser flexibles. Esto es debido a que no usan marco, ni vidrio, sino que van encapsulados en polímeros para poder facilitar esa flexibilidad.

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 microroturas en las células al doblar el panel.

Tipos de placas fotovoltaicas según su uso o aplicación:

Si lo habitual es clasificar las placas solares según tecnología, también es posible hacerlo según su uso. vamos a separarlos por aplicaciones.

Tipos de placas solares por aplicación:

  • Placas solares para autoconsumo. Son las que más se están utilizando hoy en día, en gran medida por el auge de este tipo de sistemas. Se trata de placas fotovoltaicas estándar, monocristalinas o policristalinas, y con potencias que suelen ir desde los 300W hasta los 400W.
  • Placas solares para casas. No se diferencian de las anteriores. Se usa el mismo tipo de paneles para casas que para otro tipo de instalación, pero si que, en ocasiones, en casas aisladas se utilizan otro tipo de equipamiento que para el autoconsumo conectado a red.
  • Placas solares para autocaravanas. Suelen ser para sistemas de 12V, por la tensión habitual de la batería del vehículo.

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 400W, en caso de los monocristalinos, y entre los 280W y 340W en caso de los policristalinos. De ahí su diferencia en rendimiento.

Este 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, 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 1,7 x 1 metros (típicamente 60 células) o también de 2 x 1 metros (típicamente 72 células).

También puedes ampliar información sobre las implicaciones de este tipo de instalaciones en viviendas en: Energía solar ventajas y desventajas.

Placas solares para Autocaravana:

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 furgovw 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.

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?.

Conclusiones finales sobre paneles fotovoltaicos monocristalinos y policristalinos:

La creencia popular de que en climas cálidos se comporta mejor el policristalino no es cierta, de hecho se aleja mucho de la realidad, como hemos podido comprobar.

Bien es cierto que si quieres elegir entre placas solares monocristalinas o policristalinas y necesitas precios bajos, entonces los paneles policristalinos, efectivamente, son más baratos.

Si por el contrario lo que buscas es rendimiento y eficiencia y el precio de las placas solares no es lo más importante para ti, sino que te interesa más la calidad, entonces los paneles monocristalinos son muy superiores.

Informes relacionados sobre paneles solares y calidades:

Autor / Redactor

Raúl Germán - Director Técnico Comercial en SunFields Europe

Raúl Germán Cordero

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.
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