¿Qué metales se utilizan en las placas solares fotovoltaicas?
La generación de electricidad solar se basa en dos tecnologías principales. La opción predominante son los módulos o paneles solares fotovoltaicos que convierten la luz solar en electricidad. La mayoría de las placas solares se construyen con materiales fotovoltaicos como:
Silicio monocristalino.
Silicio policristalino.
Silicio amorfo.
GaAs (arseniuro de galio).
GaAlAs (arseniuro de galio-aluminio).
InP (fosfuro de indio).
CdS (sulfuro de cadmio).
CdTe (telururo de cadmio).
Entre otros.
¿Cuáles son los componentes y materiales de las placas solares fotovoltaicas?
Todos los sistemas fotovoltaicos se componen de varias capas superpuestas, diseñadas para optimizar la captación y conversión de la energía solar. Estos sistemas generalmente comienzan con una capa protectora de vidrio templado que proporciona durabilidad y permite una alta transmisión de luz solar. Debajo del vidrio, se encuentra una capa de contacto transparente, a menudo compuesta por óxido de estaño indio o materiales similares, que permite que la luz alcance las células solares sin impedimentos significativos.
La estructura estratificada de los módulos fotovoltaicos y la selección cuidadosa de materiales semiconductores específicos son partes de un panel solar fundamentales para optimizar el rendimiento de cada sistema fotovoltaico, asegurando que se ajusten a las necesidades particulares de cada instalación.
Por lo general, esta es la estructura y los componentes que las placas solares fotovoltaica suele tener:
Marco de aleación de aluminio. Cumple varias funciones esenciales como proteger los bordes del vidrio, fortalecer el sellado de componentes con silicona, aumentar la resistencia mecánica, simplificar la instalación y el transporte y mejorar la resistencia a la carga a través de un sistema de fijación eficaz.
Silicona. Se emplea principalmente para sellar y adherir elementos como módulos PV laminados de vidrio, cajas de conexiones y láminas traseras, desempeñando un papel vital en la protección contra la radiación UV.
Vidrio templado de bajo hierro. Este tipo de vidrio, también conocido como vidrio blanco, se distingue por su alta transmitancia en la longitud de onda de respuesta espectral de las células solares y su resistencia a la radiación UV. Asegura una transmisión de luz eficiente y protección contra agentes externos.
Película de encapsulación EVA. Adhesivo termofusible que encapsula la célula, protegiéndola de factores externos y mejorando la transmisión de luz de los módulos fotovoltaicos. Une eficazmente la célula con el vidrio templado y la lámina trasera.
Cinta de soldadura fotovoltaica. Compuesta por tiras de interconexión y de convergencia, esta cinta es esencial en la conducción de electricidad y en la recolección de corriente de las células del módulo fotovoltaico.
Célula solar. El núcleo del sistema, transforma la luz solar en energía eléctrica a través de un material semiconductor. Emplea el campo electrostático en la región de barrera de potencial de la unión P-N para separar y recolectar electrones y huecos, generando así corriente eléctrica.
Placa trasera. Confeccionada con materiales como TPX, KPX y PET, mejora la resistencia al envejecimiento y a la corrosión, dispersa la luz para aumentar la eficiencia de absorción y disminuye la temperatura de operación de los módulos PV gracias a su alta emisividad infrarroja.
Caja de conexiones. Se instala en el módulo fotovoltaico para facilitar la transmisión de corriente. Está diseñada para satisfacer los requisitos eléctricos, mecánicos, térmicos, de resistencia a la corrosión y a la intemperie, garantizando seguridad y durabilidad.
¿Cómo se fabrican los paneles solares?
LLa fabricación es un proceso intrigante que convierte materiales básicos de un panel solar en una fuente robusta de energía renovable. Usualmente, se podría resumir su fabricación en estos pasos:
Fabricación de células solares: Las células solares son el núcleo de los paneles solares y, fabricadas de silicio, pueden ser monocristalinas o policristalinas. Para formar una célula solar, el silicio se funde con elementos como galio o boro, creando un lingote de silicio. La adición de fósforo dota al silicio de conductividad eléctrica. Estos lingotes se cortan en láminas delgadas y se revisten con una capa antirreflectante para optimizar la captación de luz. Estas láminas se graban con finas hendiduras para dirigir eficazmente la electricidad.
Ensamblaje del panel solar: Las células solares se sueldan y se organizan en una matriz. La cantidad de células varía, siendo las configuraciones de 60 o 72 células las más habituales. Posteriormente, se intercalan entre capas de plástico EVA y vidrio, este último con un recubrimiento antirreflectante. Estas capas se fusionan mediante calor para sellar el panel, garantizando su durabilidad.
Protección y encapsulamiento del panel: El conjunto se monta en un marco metálico que ofrece soporte estructural y facilita la instalación. Una lámina trasera, hecha de materiales altamente resistente para la instalación de los paneles solares, se fija en la parte inferior del panel para proteger las células solares de factores externos, asegurando así su durabilidad.
Instalación de la caja de conexiones y cableado: Las células solares se agrupan en cadenas que se conectan a una caja de conexiones, un elemento vital que gestiona las conexiones eléctricas del panel. Esta caja garantiza el flujo eficiente de electricidad al inversor y previene el retorno de corriente al panel en momentos de inactividad.
Pruebas de calidad: Antes de su distribución, cada panel solar se somete a exhaustivas pruebas de calidad bajo condiciones de prueba estándar para verificar que cumpla con los criterios de rendimiento y eficiencia. Utilizando un probador instantáneo que simula condiciones específicas, los paneles deben pasar estas pruebas antes de considerarse aptos para el envío y la instalación.
Aunque la tecnología subyacente es compleja, la fabricación es un proceso meticulosamente orquestado, diseñado para garantizar que cada panel convierta de manera eficiente la luz solar en electricidad durante muchos años.
Además, contar con materiales para paneles solares de alta calidad es clave para garantizar un mayor rendimiento, durabilidad y eficiencia energética en tu instalación inteligente o convencional fotovoltaica.
