La energía solar se ha convertido en una alternativa limpia de consumir energía tanto en ámbito residencial como empresarial. Uno de los elementos clave en una instalación fotovoltaica son los paneles solares, compuestos por múltiples células fotovoltaicas que captan la energía solar para transformarla después en electricidad. Pero ¿de qué están hechos los paneles solares que consiguen reducir significativamente las facturas de luz? Te contamos todo sobre sus componentes, materiales, proceso de fabricación, etc.
Componentes clave de los paneles solares
Son varios los componentes que influyen en la producción de energía fotovoltaica de un panel solar.
1. Marco: Da soporte y rigidez a la estructura del panel, protegiéndolo de los elementos externos, como el viento, lluvia y nieve, por lo que debe ser inoxidable.
2. Cubierta frontal: De vidrio templado con alta resistencia, protege las células solares de la suciedad, polvo o impactos físicos. También tiene una función antirreflejante permitiendo la mayor entrada de luz en la célula solar.
3. Lámina posterior: Proporciona aislamiento eléctrico y protección adicional a las células solares, ayudando a mantener la rigidez del panel.
4. Encapsulante: Actúa como sellador, uniendo firmemente las células solares al vidrio frontal y lámina posterior. Además, protege las células de la humedad y la degradación ambiental.
5. Células solares: Gracias a su fabricación con materiales semiconductores, como el silicio, transforman la luz solar en electricidad.
6. Caja de conexiones: Colocada en la parte trasera del panel, contienen los cables y conectores que conectan con el inversor.
7. Cables: Transportan la corriente eléctrica producida por las células solares, desde la caja de conexiones hasta el inversor.
8. Plancha: Sirve de base para las células solares.
9. Diodos de protección: Garantizan que la corriente eléctrica vaya en una única dirección.
Materiales utilizados en celdas fotovoltaicas
Una vez vistos de qué están compuestos los paneles solares, puede que te preguntes, ¿y de qué material están hechas las placas solares? Los principales materiales que se utilizan son el silicio, plástico, vidrio, estaño, aluminio o acero. Para que lo veas claramente, te presentamos, componente por componente de qué están hechos los paneles solares.
Componente | Material |
|---|---|
Marco | Aluminio anodizado o acero inoxidable |
Cubierta frontal | Vidrio templado de alta resistencia y transparencia |
Lámina posterior | Plástico o material compuesto, como poliéster o fluoruro de polivinilo |
Encapsulante | Láminas de plástico o vidrio templado |
Células solares | Silicio monocristalino, silicio policristalino, teluro de cadmio, seleniuro de cobre e indio, arseniuro de galio o perovskitas |
Caja de conexiones | Plástico resistente |
Cables | Cobre o aluminio |
Plancha | Aluminio anodizado, acero o plástico |
Diodos de protección | Materiales semiconductores como el silicio o selenio |
Tipos de paneles solares
Dependiendo de cómo se fabriquen las células fotovoltaicas de silicio, podemos encontrar dos tipos de paneles solares:
– Monocristalinos: está formado por células de un único cristal de silicio, es decir, se fabrican a partir de un bloque grande. Este tipo de panel solar aporta una mayor eficiencia y rendimiento, generando más energía con la misma cantidad de luz. Además, ofrece una mayor resistencia a la sombra y al viento, requiriendo un menor mantenimiento. En MIWenergía utilizamos los paneles solares monocristalinos en las instalaciones fotovoltaicas de nuestros clientes para maximizar la producción de energía solar.
– Policristalinos: está compuesto por células con múltiples partículas de silicio cristalizadas, es decir, se fabrican a partir de un grupo de cristales de silicio. Estos, en cambio, presentan una menor eficiencia.
Ambos paneles solares puedes diferenciarlos por el color y forma de la oblea. Mientras que los monocristalinos tienen un color azul oscuro o negro, los policristalinos tiene un tono de azul intenso.
Panel solar monocristalino
Panel solar policristalino
Innovaciones en placas solares
El sector fotovoltaico está en constante progreso, buscando optimizar al máximo el aprovechamiento de la energía solar. Las innovaciones en placas solares abarcan desde el aumento de la eficiencia hasta diseños más estéticos e integrados en el entorno. Estos avances facilitan la expansión de la energía solar en la sociedad.
Muestra de ello son los paneles solares compuestos de perovskitas, material que, en términos de eficiencia, supera a los paneles de silicio. Aunque esta innovación tiene un gran potencial, se encuentra en una etapa emergente, siendo su venta limitada.
Otra de las novedades es la fabricación de células solares en tándem, proceso que implica apilar dos o más materiales semiconductores, como silicio y perovksitas. Como resultado obtenemos una mayor eficiencia del panel.
Como hemos mencionado anteriormente, las innovaciones no se limitan solo al campo de la eficiencia, también se investigan nuevas aplicaciones de los paneles solares con el objetivo de aprovechar el espacio disponible. Un ejemplo de esto son las carreteras solares que consisten en sustituir el asfalto por paneles, proporcionando energía para el alumbrado de la carretera y poblaciones cercanas.
Proceso de fabricación de paneles solares
1. Obtención del silicio: Es el elemento clave para producir energía solar. Este mineral se extrae de la corteza terrestre y mediante procesos químicos se purifica.
2. Preparación de obleas: Una vez purificado el silicio se funde a más de 2.000ºC para formar lingotes, que se cortan en obleas delgadas y uniformes. A estas obleas de silicio se incorporan una pequeña cantidad de elementos químicos, como fósforo y boro, que alteran su conductividad eléctrica.
3. Fabricación de las células solares: Las obleas se someten a altas temperaturas para distribuir, uniformemente, las impurezas. También, se aplica a la superficie de la célula una capa antirreflejante, en vistas a reducir la pérdida de luz y mejorar la eficiencia.
4. Conexión de las células: Las células solares se unen entre sí en serie, formando un string. Con string nos referimos a una unidad más grande, con un voltaje total más alto que el de las células individuales que lo forman.
5. Encapsulado: Las células se sellan entre capas de material transparente como EVA o vidrio templado.
6. Enmarcado: Se incorpora el marco alrededor del panel solar.
7. Caja de conexiones: Se instala la caja que garantiza la protección de los cables eléctricos.
8. Control de calidad: Los paneles solares pasan por exámenes exhaustivos para garantizar que funcionan correctamente. Por una parte, se realizan pruebas técnicas, como las de rendimiento, que miden la potencia de salida del panel bajo condiciones de luz estándar. También, test visuales donde se verifican que no haya grietas o roturas. Y, por último, de durabilidad donde el panel se expone a diversas condiciones climatológicas, como a extremas temperaturas.
Reciclaje y sostenibilidad de paneles fotovoltaicos
La energía solar fotovoltaica ha experimentado un crecimiento sin precedentes en los últimos años. Según REE, la potencia instalada de energía solar fotovoltaica aumentó en 2023 un 28%. La fabricación e instalación de paneles solares seguirá en aumento, por lo que es crucial darles una segunda vida mediante el reciclaje.
Desde 2012, reciclar los paneles solares es obligatorio en la Unión Europea. Los fabricantes deben recoger y reciclar los módulos una vez terminada su vida útil. Aunque el proceso de reciclaje puede ser tedioso, es imprescindible para reducir el impacto medioambiental. Las etapas son:
1. Clasificación: Las placas solares se reciben en el centro de reciclaje y se separan en función de su tecnología y material.
2. Desmontar: Se desmantelan las partes de la placa solar, como el vidrio, las células fotovoltaicas y el marco. Además, el panel pasa por procedimientos térmicos a más de 500ºC para eliminar los plásticos adheridos.
3. Reciclaje: Los materiales recuperados se someten a procesos específicos para purificarlos y prepararlos para su reutilización. Por ejemplo, el silicio, vidrio o aluminio se pueden reusar en la fabricación de otros paneles solares.
El reciclaje de paneles solares es un campo de las energías renovables que aún se encuentra en desarrollo. Con el tiempo, esta acción estará mucho más extendida y perfeccionada, contribuyendo de manera más efectiva a la protección del medio ambiente.
Esperamos que el artículo te haya ayudado a entender mejor como se produce la energía solar, ahora que ya sabes de qué están hechos los paneles solares. Si estás pensando en pasarte a la fotovoltaica y ahorrar al máximo en tu factura de luz, puedes contactar con nosotros sin compromiso.
