Para realizar el artículo nos hemos puesto en contacto con los expertos de Solar Plak, gracias a los cuales hemos podido dar respuesta a las preguntas más comunes sobre las células fotovoltaicas. Toda la información que buscas la podrás encontrar aquí, por lo que te animamos a leer el artículo con calma.
¿Qué es una célula fotovoltaica?
Podemos decir que las células fotovoltaicas se elaboran a base de obleas de silicio. En las mismas se produce el fenómeno que conocemos como efecto fotovoltaico. Eso se debe a que durante ese proceso el silicio es capaz de capturar los fotones de luz para posteriormente emitir electrones. Todo eso se traduce en la creación de electricidad.
Por supuesto, la conversión no es automática, es importante dejar claro que los electrones previamente son capturados por la rejilla de contacto y se une a otras células para conseguir que la energía capturada sea superior.
Todas las células fotovoltaicas están unidas dando forma a lo que conocemos como panel solar. El mismo es el encargado de capturar y dirigir al mismo punto la energía, la cual podrá ser usada para diferentes fines.
Componentes de un panel solar
Como podemos ver en los kits solares de SolarPlak, los paneles solares tienen diferentes partes que dan formato a la estructura de dicho panel. Para poder ver cómo funcionan los paneles y en consecuencia las células fotovoltaicas es necesario conocer los componentes de los mismos.
- Cubierta frontal: es la parte que tiene como objetivo proteger al panel de las condiciones climáticas. Para conseguirlo, normalmente esa cubierta se suele fabricar a base de un vidrio templado con una concentración realmente baja de hierro. El objetivo es conseguir una buena transmisión de la radiación solar y ofrecer una gran resistencia ante los posibles impactos.
- Capas encapsuladas: son las encargadas de dar protección a las células fotovoltaicas y sus contactos. En muchas ocasiones se suelen fabricar con EVA, gracias a que ofrece un gran aislamiento.
- Marco de apoyo: es la parte a través de la cual se busca dar robustez al conjunto del panel solar. Normalmente se suelen fabricar con aluminio. El objetivo es que el marco ofrezca una buena resistencia a la intemperie, sin olvidar que debe ofrecer una buena disipación de calor. Para conseguir una buena producción energética, el marco debe tener una inclinación determinada para aprovechar al máximo la radiación solar.
- Protector posterior: el objetivo de esta parte del panel es conseguir una barrera que evite que la humedad pueda entrar en el interior.
- Caja de conexiones eléctricas: es la parte a la cual se lleva la energía que se crea a través de las células fotovoltaicas. Se unifica la energía. La caja es una parte de la cual se consigue una buena continuidad del circuito eléctrico. Algunos modelos incluyen una toma de tierra, pero depende de la instalación.
- Células fotovoltaica: se puede decir que son la parte más importante.
Tipos de células fotovoltaicas
Ahora es el momento de mostrarte los diferentes tipos de células que componen la gran mayoría de módulos fotovoltaicos.
1- Células fotovoltaicas de silicio monocristalino
Se elaboran a base de cristal de silicio y cuentan con una estructura uniforme a través del sistema Czochralski.
Gracias a este tipo de células se puede conseguir un rendimiento superior, obtener una vida útil más larga y comenzar a producir energía incluso cuando la radiación solar es bastante baja.
Pero también tiene desventajas. Por ejemplo, destaca por tener un peor coeficiente térmico, tienen un precio más caro porque fabricarlos cuesta más, no da buenos resultados en los sitios de zona parcial y se necesitan grandes cantidades de silicio a la hora de realizar su producción.
2- Células fotovoltaicas de silicio policristalino
Es el modelo que se forma a base de una gran cantidad de cristales de silicio. Al elaborarse en moldes cuadrados no es necesario biselarlos, lo que hace que la producción sea más económica que la versión anterior. Darse cuenta de esta variedad es muy fácil porque cuenta con un color y superficie irregular.
Esta variedad destaca por ser bastante fácil de fabricar, lo que hace que su precio sea más económico. También se usa menos silicio que en el tipo anterior y ofrece un mejor coeficiente térmico.
En cambio, la producción de energía puede ser de hasta un 20% inferior. Eso quiere decir que se necesita más superficie para crear la misma energía. En situaciones de poca radiación la producción es muy baja.
3- Celdas solares de capa fina
En este caso los módulos fotovoltaicos no se fabrican con células individuales, sino que se fabrican con bandas continuas. En la gran mayoría de ocasiones se fabrican de silicio amorfo con un espesor máximo de 2 micras. La ventaja de este sistema es que no necesita de interconexiones interiores.
¿Cómo funciona una célula fotovoltaica?
Teniendo en cuenta que la celda fotovoltaica produce energía a través del sol, vamos a explicar de una manera sencilla su funcionamiento.
Tras la instalación de la placa, la luz solar índice en el material tipo n. En ese momento, los fotones incidentes sufren una excitación de los electrones de valencia hasta el punto de romper en muchas ocasiones su enlace.
Cada vez que se produce un enlace roto, lo que realmente se crea es un par de electrones hueco. Eso crea una diferencia de potencial entre los lados de la unión, lo cual se suele conocer bajo el nombre de generación radiactivo.
La creación de los pares hace que una parte sea afectada directamente por fenómenos de recombinación, de aquí que algunos electrones libres se queden atrapados en los huecos creados. Mientras que el resto se aleja de la unión, lo cual genera la corriente eléctrica en la zona del semiconductor.
La acumulación de electrones en la zona dopada negativamente provoca que aparezca el campo eléctrico.
Tras conectar el circuito eléctrico a los dos materiales de diferente potencial lo que se consigue es crear un flujo de electrones que provoca una corriente eléctrica exterior a la célula.
Eso quiere decir que la conexión de la resistencia permite sacar la potencia eléctrica de la célula cuando la misma está sometida a la radiación. Por ese motivo, la placa solar es capaz de crear energía.
