Tipos de paneles fotovoltaicos: ¿cuáles son las diferencias?

Los 3 principales tipos de paneles fotovoltaicos son monocristalinos, policristalinos y de capa fina. Descubre las características y diferencias

Los tipos de paneles fotovoltaicos actualmente presentes y comercializados en el mercado son:

• monocristalinos;
• policristalinos;
• de capa fina.

Se diferencian entre sí por sus características y prestaciones que varían en función del tipo de célula fotovoltaica que los componen. Pero, ¿cuáles son las diferencias fundamentales? Descubramos juntos todas las características para elegir el mejor modelo para tu instalación.

Para evitar equivocarse en alguna elección que pueda comprometer el rendimiento de los paneles fotovoltaicos, te sugiero que consultes las librerías y el asistente de diseño de un software fotovoltaico que te ayudarán a dimensionar los paneles y mucho más.

¿Qué son los paneles fotovoltaicos?

Un panel fotovoltaico es un conjunto de varias células fotovoltaicas conectadas en serie o en paralelo y colocadas en la misma estructura de soporte.

Los sistemas fotovoltaicos se caracterizan por su modularidad que ofrece una amplia escala de uso. Por lo tanto, cada elemento se compone de muchos pequeños constituyentes:

• los componentes eléctricos elementales que transforman la radiación solar en energía eléctrica son las células fotovoltaicas;
• las células fotovoltaicas se unen entre sí para dar vida a los paneles;
• varios paneles conectados en serie forman una cadena;
• el conjunto de varias cadenas conectadas en paralelo para obtener la potencia deseada constituye el generador fotovoltaico.

Elementos básicos de los sistemas fotovoltaicos

Los módulos para formar paneles se pueden conectar a través de diferentes configuraciones; dependiendo de cómo se conecten entre sí, pueden aumentar en intensidad o tensión.

Una vez establecida la potencia a instalar, la elección del número de paneles y su disposición dentro de las cadenas también es variable. El cálculo y su dimensionamiento es un proceso delicado, ya que también entran en juego otros factores como el valor de la radiación solar del lugar y el grado de exposición solar. Por lo tanto, te sugiero que utilices un software fotovoltaico capaz de calcular y dimensionar rápidamente los elementos del sistema.

¿Cuántos tipos de paneles fotovoltaicos existen?

Los diferentes tipos de paneles fotovoltaicos se clasifican según el tipo de células fotovoltaicas que forman los módulos que los constituyen y varían a su vez según el cristal que los caracteriza en células:

• monocristalinas;
• policristalinas;
• amorfas.

Sobre la base de estas células se crean los 3 principales tipos de paneles fotovoltaicos:

• monocristalinos;
• policristalinos;
• de capa fina.

Paneles fotovoltaicos monocristalinos

Los paneles fotovoltaicos monocristalinos son láminas delgadas que suelen constar de 30-70 células fotovoltaicas ensambladas, soldadas entre sí y cubiertas con un vidrio protector y un marco exterior de aluminio.

Las células que las componen son homogéneas – células monocristalinas – y se obtienen cortando en rodajas los lingotes de silicio a través del sistema Czochralski. Se trata de un proceso en el que una semilla de cristal se sumerge en una masa fundida de silicio y a partir de la cual se genera un macro cristal único para formar un lingote de silicio.

Se caracterizan por una coloración azul oscuro, casi negra.

Panel fotovoltaico monocristalino

Por otro lado, los paneles monocristalinos son bastante sensibles a las sombras, incluso parciales, pero funcionan muy bien si los rayos del sol son perfectamente perpendiculares a su superficie. Este tipo de paneles son los más costosos entre los tradicionales.

Sin embargo, al estar formados por células de un solo cristal orientado en la misma dirección, pueden aprovechar al máximo la energía solar y tienen mayor rendimiento en la misma superficie con respecto a otros tipos de paneles.

Paneles fotovoltaicos policristalinos

Los paneles fotovoltaicos policristalinos también son muy populares porque tienen características bastante similares, aunque no idénticas, a los paneles monocristalinos.

Se fabrican a partir de recortes de lingotes monocristalinos y constan de células de silicio policristalino formadas por varios cristales orientados aleatoriamente con una estructura caótica.

Esta estructura más desordenada hace que el rendimiento sea un poco más bajo, sobre todo cuando los rayos solares inciden perpendicularmente. Sin embargo, esta imperfección es también su peculiaridad: son capaces de aprovechar mejor la luz solar a lo largo del día.

Este tipo de panel, al igual que el anterior, es especialmente sensible a las sombras, incluso parciales, lo que podría provocar caídas repentinas o temporales del rendimiento de todo el sistema.

Su coloración típica es azul con tonos cambiantes.

Panel fotovoltaico policristalino

Paneles fotovoltaicos de capa fina

Los paneles fotovoltaicos con células de capa fina están hechos de silicio amorfo o teluro de cadmio y no tienen estructura cristalina.

Consisten en una capa de vidrio o superficies plásticas sobre la que se aplica uniformemente una capa de silicio muy fina. Visualmente, no se presentan como células cuadradas que dibujan la superficie, sino que aparecen como una lámina de un color oscuro uniforme.

Paneles fotovoltaicos de capa fina

Una característica que los distingue es la versatilidad: se utilizan en diversos contextos de integración arquitectónica, mobiliario urbano o elementos estructurales de edificios.

Entre las ventajas de la capa fina también está la de trabajar bien con luz difusa o con altas temperaturas. Además, este tipo de paneles son los más baratos del mercado, aunque su rendimiento energético es menor.

¿Qué diferencias hay entre los paneles fotovoltaicos monocristalinos, policristalinos y de capa fina?

La principal diferencia está en la eficiencia o rendimiento de los paneles fotovoltaicos, es decir, la relación entre la energía producida y la superficie ocupada.

En específico, los paneles fotovoltaicos más eficientes son aquellos que necesitan una superficie inferior para generar la misma cantidad de energía con la misma radiación, temperatura y otras condiciones externas de funcionamiento.

Entre los tipos mencionados:

• los paneles monocristalinos tienen una mayor eficiencia, que oscila entre el 15 y el 20%. Para la producción de 1 kWp de potencia necesitan aproximadamente 6 m²;
• los paneles fotovoltaicos policristalinos, por otro lado, tienen una eficiencia menor y necesitan una superficie mayor. Para la producción de 1 kWp de potencia necesitan aproximadamente 8 m²;
• los paneles de capa fina, en cambio, tienen una eficiencia de producción de aproximadamente el 6% y necesitan una superficie de 11÷13 m² para producir 1 kWp.

Rendimiento de los paneles solares

Teniendo en cuenta la eficiencia en diversas condiciones de temperatura, resulta que:

• los paneles de silicio monocristalino funcionan mejor a bajas temperaturas y son más eficientes que los policristalinos en presencia de una intensidad solar menor;
• los paneles policristalinos producen más a altas temperaturas, ya que pueden gestionar mejor el calor;
• los paneles fotovoltaicos de capa fina tienen una eficiencia más baja, pero tienen la ventaja de trabajar mejor en condiciones de alta temperatura o luz difusa.

Otra diferencia importante es el precio:

• los paneles hechos de silicio monocristalino cuestan más;
• los paneles fotovoltaicos de silicio policristalino tienen un coste más bajo que los paneles de silicio monocristalino;
• los paneles de capa fina son los más baratos del mercado.

Desde el punto de vista de las características extrínsecas:

• los paneles monocristalinos son de color negro y tienen una estructura ordenada;
• los paneles policristalinos son de color azul iridiscente y tienen una estructura mucho más caótica;
• los paneles de capa fina tienen una estructura ausente con respecto a las células que los componen, pero, en comparación con las tecnologías más tradicionales, tienen una gran versatilidad de uso.

Tipos de paneles solares fotovoltaicos

Los paneles fotovoltaicos también se pueden comparar entre sí en función de algunas características eléctricas:

1. la potencia de pico;
2. tensión de máxima potencia;
3. corriente de máxima potencia;
4. corriente de corto circuito;
5. tensión en circuito abierto;
6. tensión máxima del sistema, tensión máxima a la que puede estar sometido el módulo;
7. coeficientes de temperatura, pérdidas que se pueden tener en el panel en función de la variación de temperatura.

Estos valores deben tenerse en cuenta a la hora de elegir el inversor que se conectará a los paneles fotovoltaicos. Para que el sistema funcione correctamente, es necesario cumplir con las verificaciones eléctricas entre el inversor y los paneles conectados a él. Te recomiendo que pruebes un software fotovoltaico gratuito que te proporcionará las herramientas para realizar correctamente las comprobaciones eléctricas necesarias para un dimensionamiento correcto.