- Paneles solares monocristalinos
- Paneles solares policristalinos
- Paneles solares de película delgada (amorfo)
Cada tipo de panel solar fotovoltaico tiene sus diferencias
- de precio
- capacidad de convertir energía solar en electricidad también conocida como eficiencia
- área de instalación requerida por electricidad CC generada también conocida como área necesaria para la instalación de 1 KWp (1KWp = 1000Wp).
Estos tres factores principales se traducen en dos indicadores principales de rendimiento clave utilizados para comparar diferentes tipos de paneles solares:
- $ / Wp o precio por Wp instalada en USD
- área necesaria para la instalación de 1KWp
Centrémonos en tres parámetros importantes de los diferentes tipos de paneles solares que determinan el punto de precio del panel solar y el área de instalación necesaria para la matriz solar.
Estos tres parámetros son:
- Eficiencia de conversion de paneles solares
- el impacto de la temperatura en la eficiencia del panel solar
- el impacto de la irradiancia cambia en la eficiencia, por ejemplo, la diferencia entre el rendimiento solar en un día soleado y uno nublado, en invierno y etc. debido a estos cambios
Eficiencia de conversión de paneles solares
Diferentes tipos de paneles solares tienen diferentes capacidades para convertir la luz del sol en electricidad o en eficiencia de conversión:
Tipo de eficiencia de conversión del panel solar
Silicio monocristalino 12.5-16%
Silicio policristalino 11-14%
Seleniuro de galio e indio de cobre (CIGS) 10-13%
Telururo de cadmio (CdTe) 9-12%
Silicio amorfo (a-Si) 5-7%
Cabe señalar que la eficiencia de conversión de la célula solar suele ser más alta que la del panel solar en sí.
Según Fraunhofer ISE: Informe de energía fotovoltaica (2014) actualizado: 28 de julio de 2014:la eficiencia de la celda del laboratorio de grabación es del 25% para monocristalinos y del 20.4% para la tecnología basada en obleas de silicio multicristalino.
La mayor eficiencia de laboratorio en tecnología de película delgada es 19.8% para CIGS y 19.6% para células solares CdTe
¿Que impacto tiene la temperatura en la eficiencia del panel solar?
Otro importante indicador clave de rendimiento de los paneles solares revela cómo su capacidad para producir energía solar de manera eficiente se ve afectada por el aumento de la temperatura y las condiciones ambientales cálidas.
Este indicador se conoce como «coeficiente de potencia de la temperatura del panel solar».
Los paneles solares tienen un coeficiente de temperatura negativo, lo que significa que el rendimiento del panel solar disminuye cuando aumenta la temperatura de la celda.
Como sabe, la potencia de salida nominal del panel solar se define en Condiciones de prueba estándar (STC).
Esto significa:
- 1,000W / m2 de luz solar
- Temperatura de la celda de 25 ° C
- Espectro en la masa de aire de 1.5
Tenga en cuenta que, en general, para las temperaturas positivas del área circundante, la temperatura de la celda es aproximadamente 15 ° C más alta que la temperatura ambiente debido a la encapsulación del panel solar.
Por ejemplo, si el coeficiente de temperatura de un panel solar determinado es de -0.5% / ° C y la temperatura ambiente es de 40 ° C, se espera que la temperatura de la celda sea aproximadamente 15 ° C más alta que la temperatura ambiente debido a la encapsulación del panel.
En este caso, la pérdida en la potencia de salida del panel solar a 40 ° C es:
0.5% / ° C * (55-25) = 15%.
En otras palabras, un panel clasificado a 100 W bajo STC (temperatura de celda de 25 ° C) produciría solo 85 W a temperatura ambiente de 40 ° C.
En general, el coeficiente de temperatura de los paneles de película delgada es menos negativo en comparación con uno de los paneles solares cristalinos.
Esto significa que pueden producir más energía que los paneles cristalinos bajo temperaturas calientes.
¿Cuàl es el impacto de los cambios de irradiancia en la eficiencia de paneles solares?
La irradiación solar está relacionada con las condiciones climáticas.Cambia durante el día y el año y uno es diferente para diferentes lugares.
Por lo tanto, el segundo factor importante para elegir el mejor tipo de panel solar es la condición climática imperante en su lugar.
Como ya sabemos, los parámetros de rendimiento de los paneles solares se dan bajo condiciones STC y cualquier desviación de esas condiciones determina la cantidad de pérdidas correspondientes.
La definición de condiciones STC revela el principal factor que contribuye a las pérdidas de producción:
- condiciones de temperatura
- cualquier desviación con respecto al nivel de irradiancia de 1000W / m2, que corresponde al día más soleado del mediodía.
Ya hemos descrito anteriormente la influencia de la temperatura en la eficiencia de conversión del panel solar.
Sin embargo, uno de los parámetros más ignorados es la influencia del nivel de irradiancia en la productividad de los paneles solares.
Normalmente, cuanto menor es el nivel de irradiación con respecto a 1000 W / m2, menor es la eficiencia de la célula solar.
Puede esperar niveles más bajos de irradiación temprano en la mañana, durante el día nublado o durante el invierno.
Sorprendentemente, los módulos solares de capa fina de Si amorfo, que se consideran como una versión de menor grado y más económica de los tipos de paneles solares mono y policristalinos, muestran un mejor rendimiento en condiciones de menor irradiancia que los cristalinos más costosos.
Por lo tanto, el tipo de panel solar que podría ser el más adecuado para su proyecto solar en la mayoría de los casos debe elegirse cuidadosamente al sopesar los pros y contras de los factores y parámetros mencionados anteriormente.
Al conocer estos pros y contras, puede tomar una decisión informada sobre qué paneles serán la mejor opción para usted.
Diferentes tipos de placas solares fotovoltaicas
Paneles solares monocristalinos
Los paneles monocristalinos son el tipo más eficiente de paneles solares, pero también los más caros. Vienen en color azul o negro.
Cuantos menos paneles solares necesite para producir cierta cantidad de energía, mayor será la eficiencia. Normalmente, si no hay suficiente espacio libre en el techo, eliges paneles con mayor eficiencia.
La otra desventaja de los paneles solares monocristalinos es su mayor intolerancia a la sombra y la suciedad. Incluso el sombreado de una sola célula solar puede reducir su rendimiento en un 20%.
Paneles solares policristalinos
Los paneles policristalinos tienen un ciclo de vida de aproximadamente 25 años. Sin embargo, la práctica ha demostrado que los paneles policristalinos instalados hace más de 25 años siguen siendo perfectamente operativos.
Los paneles policristalinos son típicamente azules y se pueden distinguir fácilmente por su apariencia multifacética y amable.
Paneles de película delgada (amorfo)
Los paneles de capa delgada son los paneles menos costosos con la eficiencia más baja, generalmente dos veces menos que la eficiencia de los paneles monocristalinos.
Esto significa que para generar la misma cantidad de energía necesita dos veces más paneles de película delgada que los monocristalinos.
Los paneles de película delgada tienen una superficie oscura, usualmente coloreada en marrón, gris o negro. Los módulos de capa fina se usan en calculadoras solares.
Bajo el grupo de paneles de película fina se clasifican los siguientes tipos de paneles solares:
- Amorfo-Si (a-Si)
- Tandem a-Si / microcristalino
- CIGS (Cobre Indio Gallium Selenide)
- CdTe (telururo de cadmio)
- Tinte-sensibilizado (TiO2)
La eficacia del Si amorfo es de aproximadamente 6-7%, sin embargo, la eficacia de los paneles de película fina CIGS es aproximadamente del 16-18% con un registro reciente del 20,8% en condiciones de laboratorio.
A pesar de su alta eficiencia por el momento, los paneles de película fina CIGS no pudieron competir en términos del menor costo por electricidad Watt producida.
Otra cosa importante que vale la pena mencionar es que los paneles solares de silicio de capa delgada (amorfo) se ven afectados por el llamado efecto Staebler-Wronski.
Este efecto causa una reducción de la eficiencia del módulo a lo largo del tiempo. La razón principal para que esto ocurra es la densidad del defecto del silicio amorfo que aumenta bajo la exposición a la luz solar.
Unos seis meses después de la instalación, sin embargo, este efecto alcanza el equilibrio y prácticamente no provoca una mayor degradación de la potencia de salida del módulo solar.
Por lo tanto, debe tener en cuenta que durante el primer año de funcionamiento, los módulos de silicio de película delgada (amorfo) producen aproximadamente un 10-15% de energía más alta.
Después de aproximadamente seis meses de su operación se establecen a su rendimiento habitual que mantienen durante los años restantes.
Los paneles solares de película fina tienen pérdidas menores o, en otras palabras, tienen un mejor rendimiento en:
- climas cálidos y temperaturas más altas
- condiciones de baja irradiación, es decir, temprano en la mañana, durante la puesta de sol y el clima nublado
- condiciones de sombreado parcial
También son más adecuados para condiciones de montaje no estándar en fachadas.
Los paneles fotovoltaicos (mono o poli) cristalinos son los paneles solares más comunes para sistemas fotovoltaicos domésticos y comerciales. Hoy en día, este tipo de paneles solares representan el 90% de la cuota de mercado de la energía fotovoltaica. Por el contrario, los paneles solares de película delgada tienen aproximadamente un 10% de cuota de mercado.
Los paneles cristalinos vienen en una variedad de tamaños y formas. La forma rectangular es la más común.
Cada panel solar tiene una potencia nominal nominal en ‘watts-peak’ (Wp) o ‘kilowatts-peak’ (kW), también conocida como energía WpDC instalada o potencia de corriente continua de vatios-pico. Aquí hay una comparación entre la eficiencia del panel solar de acuerdo con el área necesaria para instalar un panel solar de potencia nominal = 1 kWp:
Material de célula fotovoltaica Eficiencia del panel Área necesaria 1 kWp
Silicio monocristalino 13-16% 7 m2
Silicio policristalino 12-14% 8 m2 (
Silicio amorfo 6-7% 15 m2
Otras cosas importantes a tener en cuenta al elegir el mejor panel solar son:
- Reputación del fabricante del panel solar
- calidad del proceso de fabricación, es decir, si el fabricante controla cada etapa del proceso de fabricación, es decir, material de silicio-oblea-célula-panel solar-módulo solar-sistema solar
- materiales utilizados para producir los paneles solares
Antes de elegir el mejor tipo de panel solar para su aplicación, deben tenerse en cuenta las siguientes variables:
- las condiciones climáticas imperantes que influyen en el impacto de la temperatura en la eficiencia del panel solar y el impacto de los cambios de irradiancia en la eficiencia
- área de montaje disponible que determina la eficiencia de conversión del panel solar elegido
- las condiciones de garantía del panel solar y la reputación de su fabricante
- su presupuesto disponible y sus planes para la futura expansión de su sistema de energía solar
Como ve, no hay un ganador obvio entre los diferentes tipos de paneles solares. Lo que es más, bajo diferentes circunstancias, el ganador cambia.Cada parámetro notable anunciado del tipo dado de panel solar no considerado en el contexto de las variables mencionadas anteriormente podría llevarlo a una decisión equivocada.
Después de todo, no compra los parámetros de rendimiento que compra una mejor productividad en términos de kWh / kWp de potencia generada a menor costo posible.
¿Por qué es importante saber más no solo sobre los paneles solares sino también sobre el resto de los componentes básicos de un sistema de energía solar y el sistema en su conjunto?
La eficiencia de los paneles solares para convertir la luz solar en electricidad juega un papel importante y juega un papel clave en la entrega de electricidad solar.
Para producir la electricidad que usan sus electrodomésticos, un sistema solar necesita no solo paneles solares sino también componentes adicionales. El uso de tales componentes introduce pérdidas adicionales inevitables en el sistema, lo que a su vez reduce la cantidad de electricidad producida por los paneles solares.
Mediante el diseño cuidadoso del sistema solar y la selección hábil de todos sus componentes, estas pérdidas podrían minimizarse. Además, si todo lo demás sigue igual, al usar bloques de edificios especiales, puedes exprimir más potencia hasta un 30% más del sistema solar, manteniendo su precio relativamente igual.
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