¿De qué están hechos los paneles solares? Explicación de los tipos de células y partes de un panel solar

Tiempo de leer: 6 minutos

La energía solar ha entrado en la corriente principal como la fuente de energía más barata del mundo, dejando a muchas personas preguntándose cómo la energía solar fotovoltaica puede ser tan eficiente y económica sin dejar de proporcionar energía «verde». Responder a esa pregunta significa comprender cómo funciona la energía solar, cómo se fabrican los paneles solares y cuáles son las partes de un panel solar. La mayoría de los paneles disponibles en el mercado están hechos de silicio monocristalino, policristalino o de película delgada («amorfo»). En este artículo, explicaremos las diferentes formas en que se fabrican las células solares y qué piezas se requieren para fabricar un panel solar.

Conclusiones clave sobre la fabricación de paneles solares


  • Los paneles solares generalmente están hechos de algunos componentes clave: silicio, metal y vidrio.
  • Los paneles estándar están hechos de silicio monocristalino o policristalino
  • Comience a comparar cotizaciones solares en el EnergySage Marketplace para ver sus opciones de equipo una al lado de la otra

¿De qué están hechos los paneles solares?

Los materiales utilizados para fabricar las células de los paneles solares son solo una parte del propio panel solar. El proceso de fabricación de paneles solares reúne seis componentes diferentes para crear un panel solar funcional. Estas piezas incluyen celdas solares de silicio, un marco de metal, una hoja de vidrio, un cable estándar de 12 V y un cable de bus.. Si tiene una mentalidad de bricolaje y tiene curiosidad por los materiales de los paneles solares, incluso puede ser una cuestión de querer una lista hipotética de «ingredientes» para producir uno por su cuenta. Aquí se explican las partes comunes de un panel solar:

Células solares de silicio

Las células solares de silicio convierten la luz del sol en electricidad mediante el efecto fotovoltaico. Soldadas juntas en una estructura en forma de matriz entre los paneles de vidrio, las células de silicio interactúan con la delgada hoja de la oblea de vidrio y crean una carga eléctrica.

Estructura de metal (normalmente de aluminio)

El marco de metal de un panel solar es útil por muchas razones; protegiendo contra las inclemencias del tiempo o escenarios peligrosos, y para ayudar a montar el panel solar en el ángulo deseado.

Hoja de vidrio

La hoja de la carcasa de vidrio suele tener un grosor de 6-7 milímetros y, aunque es delgada, juega un papel importante en la protección de las células solares de silicio en el interior.

Además de las células solares en sí, un panel solar estándar incluye una carcasa de vidrio en la parte frontal del panel para agregar durabilidad y protección para el silicio fotovoltaico. Debajo del exterior de vidrio, el panel tiene una carcasa para aislamiento y una lámina protectora trasera, que ayuda a limitar la disipación de calor y la humedad dentro del panel. El aislamiento es particularmente importante porque los aumentos de temperatura conducirán a una disminución en la eficiencia, lo que resultará en una menor salida del panel solar. Por lo tanto, los fabricantes de energía fotovoltaica deben esforzarse más para garantizar que la luz se capture sin que la tecnología se sobrecaliente.

Cable estándar de 12V

Un cable de 12 V ayuda a regular la cantidad de energía que se transfiere a su inversor, lo que contribuye a la sostenibilidad y eficiencia del módulo.

Cable de bus

Los cables de bus se utilizan para conectar las células solares de silicio en paralelo. Los cables de bus están cubiertos con una fina capa de soldadura para facilitar la soldadura y son lo suficientemente gruesos para transportar corrientes eléctricas.

Cómo se fabrican los paneles solares

Los paneles solares están hechos de células solares de silicio monocristalino o policristalino soldadas entre sí y selladas bajo una cubierta de vidrio antirreflectante. Una vez que la luz llega a las células solares, comienza el efecto fotovoltaico y se crea la electricidad. Los cinco pasos clave para hacer un panel solar son:

1.Haz las células solares

2. Suelde las células solares para crear un panel.

3. Instale una lámina posterior, una capa de vidrio frontal y un marco.

4. Instale una caja de conexiones

5. Pruebas de calidad

Haz las celdas solares

Los componentes principales de un panel solar son sus células solares. Las células solares tipo P o tipo n son una mezcla de silicio cristalino y galio o boro para crear un lingote de silicio. Cuando se agrega fósforo a la mezcla, las células pueden conducir electricidad. A continuación, el lingote de silicio se corta en láminas delgadas y se recubre con una capa antirreflectante. Luego, se cortan ranuras delgadas en las células para canalizar el flujo de electricidad.

Células solares de tipo N frente a tipo P


La diferencia entre las células de silicio de tipo p y de tipo n está en su química. Las células de tipo P están cargadas positivamente debido a una capa de boro, mientras que las células de silicio de tipo n están construidas sobre bases de fósforo, lo que les da una carga negativa. Las células de tipo N son generalmente más eficientes que las de tipo p debido a la forma en que interactúan con la luz entrante. A diferencia de las células de tipo p, las de tipo n se deterioran más rápido cuando se exponen a mucha luz, como en los meses de verano.

Suelde las células solares juntas para crear un panel

Después de que el fósforo le da a las obleas de silicio su carga eléctrica, los conectores de metal unen cada celda solar en un proceso llamado soldadura. La cantidad de celdas soldadas juntas a la vez depende del tamaño del panel solar que se vaya a fabricar. Como referencia, los paneles de 60 celdas son de tamaño estándar y los paneles de 72 celdas se utilizan generalmente para proyectos comerciales.

Instale una hoja posterior, una capa de vidrio frontal y un marco

Se instala una lámina trasera en la parte inferior de las células solares para su protección, generalmente hecha de un material plástico ultraduradero. A continuación, se instala una fina lámina de vidrio sobre las células solares para filtrar la luz del sol hacia las células solares. Estas piezas se mantienen unidas mediante un pegamento llamado etileno acetato de vinilo (EVA). Todos estos componentes están confinados por un marco de metal que se engancha a las abrazaderas de montaje en su techo.

Instale la caja de conexiones

La caja de conexiones protege el cableado de un panel solar de daños para mantener el flujo de electricidad en movimiento desde el panel a su inversor, evitando que la electricidad cambie de dirección. Esta funcionalidad es importante para los momentos en que un panel solar no produce electricidad, porque ese panel intentará consumir energía en su lugar. La caja de conexiones no permite ninguna inversión del flujo eléctrico, por lo que sus paneles solares pueden funcionar correctamente.

Pruebas de calidad

Cada panel solar que llega al mercado se prueba bajo condiciones de prueba estándar (STC) para garantizar que los paneles cumplan con sus salidas proyectadas, eficiencias y todo lo demás que el fabricante promete en su hoja de especificaciones técnicas. Los paneles se colocan en un probador de flash donde se simulan las condiciones «estándar»: irradiancia de 1000 W / m2, temperatura de celda de 25 ° C y una masa de aire de 1,5 g. Si pasa, el panel solar está listo para su envío e instalación.

El efecto fotovoltaico, paneles monocristalinos, policristalinos y de película fina

La energía solar fotovoltaica se fabrica con varias partes, las más importantes de las cuales son las células de silicio. El silicio, número atómico 14 en la tabla periódica, es un no metal con propiedades conductoras que le dan la capacidad de convertir la luz solar en electricidad. Cuando la luz interactúa con una celda de silicio, hace que los electrones se pongan en movimiento, lo que inicia un flujo de electricidad. Esto se conoce como el «efecto fotovoltaico».

Sin embargo, las células de silicio por sí solas no pueden proporcionar electricidad para su hogar. Están emparejados con una carcasa y un cableado de metal, que permiten que los electrones de la célula solar escapen y suministren energía útil. El silicio se presenta en varias estructuras celulares diferentes: unicelular (monocristalino), policristalino o formas amorfas, más comúnmente asociado con paneles solares de película delgada.

Proceso de fabricación de paneles solares

Monocristalino Los paneles solares se producen a partir de un gran bloque de silicio y se producen en formatos de obleas de silicio. El proceso de fabricación implica cortar obleas individuales de silicio que se pueden colocar en un panel solar. Las células de silicio monocristalino son más eficientes que las células solares policristalinas o amorfas. La producción de obleas monocristalinas individuales es más laboriosa y, en consecuencia, también son más caras de fabricar que las células policristalinas. Las células monocristalinas tienen una estética negra distintiva y, a menudo, se asocian con el aspecto elegante de los paneles premium de SunPower.

Policristalino Las células solares también son células de silicio, pero en lugar de formarse en un bloque grande y cortarse en obleas, se producen mediante la fusión de varios cristales de silicio. Muchas moléculas de silicio se funden y luego se vuelven a fusionar en el propio panel. Las células policristalinas son menos eficientes que las monocristalinas, pero también son menos costosas. Tienen un tono azulado que a menudo se asocia con la estética de los paneles solares SolarWorld.

Finalmente, silicio amorfo Las células crean materiales de paneles solares flexibles que se utilizan a menudo en paneles solares de película delgada. Las células de silicio amorfo no son cristalinas y, en cambio, están unidas a un sustrato como vidrio, plástico o metal. Por esta razón, los paneles solares de película delgada son fieles a su nombre: son delgados y flexibles, a diferencia de un panel estándar. Aunque es un caso de uso ideal para la versatilidad, las células solares amorfas son muy ineficientes en comparación con las células mono o policristalinas. First Solar es mejor conocido por fabricar paneles de película delgada en los EE. UU.

Después de fabricar el tipo único de celda solar, los fabricantes de paneles solares terminan el proceso conectando los sistemas eléctricos, agregando un revestimiento antirreflectante a las celdas y alojando todo el sistema en una carcasa de metal y vidrio.

¿Puedes hacer tus propios paneles solares?

Para cualquiera que desee instalar energía solar y esté considerando una ruta de bricolaje, hay una serie de factores a considerar, como las garantías, la longevidad de la producción, eficiencia y costo total. Para tener una idea completa de este desglose, consulte nuestro artículo sobre los pros y los contras de la energía solar de bricolaje. Si está buscando un presupuesto personalizado de lo que costaría una instalación solar en función de su ubicación específica y tipo de techo, pruebe nuestro Calculadora solar. Para propietarios interesados ​​en recibir cotizaciones de instaladores locales preseleccionados, consulte el EnergySage Solar Marketplace.

bajo contenido de CVR