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Elementos estructura partes de panel solar fotovoltaico

por: Eliseo Sebastian
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Estructura de un panel fotovoltaico

Terminología de Panel Solar

1. Introducción

Un módulo solar o placa solar es mayormente conocido como panel solar.

Este término de «panel solar» abarca dos campos bien definidos:

a) El de la línea de energía térmica para calentar el agua y afines. Distinguido como el grupo de «panel solar térmico».

b) El de la generación eléctrica para el trabajo de los artefactos y equipos eléctricos en general.

2. Conformación General

Los módulos o paneles fotovoltaicos están formados por un cristal o lámina transparente superior y un cerramiento inferior entre los que queda encapsulado el sustrato conversor y sus conexiones eléctricas.

La lámina inferior puede ser transparente, pero lo más frecuente es un plástico de TEDLAR que se comenta en otro artículo muy bien detallado.

Para encapsular se suele añadir unas láminas finas y transparentes de EVA ( Etilvinilacetato) que se funden para crear un sellado anti-humedad, aislante, transparente y robusto.

3. Sus Elementos o Componentes

3.1. Cubierta de Vidrio

Vidrio templado y antirreflectante con cualidades de transmisión de luz a más de 90%, resistente a la abrasión e impactos de naturaleza «antibalas».

Es importante esta cubierta porque reduce significativamente el reflejo, de manera que entra más luz en la célula solar, lo cual se traduce en una mayor conversión de potencia.

En el mercado podemos hallar fácilmente estos revestimientos anti-reflectantes que garantizan un óptimo equilibrio entre rendimiento óptico, resistencia y costos.

Gracias a su aplicación por una sola cara, se consigue también una correspondencia perfecta entre el índice de refracción del aire y del vidrio, al mismo tiempo que se impide el desequilibrio entre el índice de refracción del vidrio y de la capa de EVA (etileno Vinil acetato) que algunos usan como revestimientos en ambos lados.

3.2. Láminas de Plexiglás

Mucho más flexible que el vidrio templado, pero considerado como «vidrio orgánico» porque son efectivamente láminas de vidrio polimerizado con resinas y compuestos acrílicos. Tiene propiedades mecánicas de gran estabilidad a los agentes atmosféricos y químicos.

3.3. Marco de aluminio o de acero inoxidable

Se emplean tornillos y anclajes para asegurar la rigidez del panel en sí. Yo he fabricado con marcos de madera tornillo totalmente seco para lograr también la rigidez exigida y sobre todo resistencia a la humedad del ambiente (en caso de madera).

3.4. Células Solares

El corazón del mismo módulo, la razón de su calidad colada en filas y columnas, unos seguidos de otros en grupos por panel cuya cantidad varía por la naturaleza y objetivos a rendir su energía desde un simple cargador de pilas de 1.5 V hasta mega producciones tanto en forma independiente como formando parte de las redes eléctricas convencionales.

Son «galletas» de cristal, variando su forma y tamaño. Comercialmente, los más usados actualmente son los de 3″ x 6″ y los de 6″ x 6″ siendo su espesor alrededor de los 300 micrones (0.012 pulg.) y resistencia frágil a los golpes.

Las células solares` están hechas de un material químico que abunda en la corteza terrestre conocido como SILICIO cuyo símbolo conocido es «Si«.

El silicio es un elemento químico que se encuentra en la naturaleza formando grupo con el carbono, germanio y el estaño, y es considerado como «no metálico» como el carbono a excepción del germanio y estaño que sí son metales.

Elementos

Este silicio no está libre en la Tierra. Se encuentra como óxidos en formas de cuarzo llamados: Amatista, cuarzo o simplemente cristal de roca, junto a otroselementos químicos.

Se dice también que el silicio se encuentra en abundancia en las rocas y en los minerales.

Vale la pena mencionar que el dióxido de silicio (SiO2) es la fórmula del conocido como SÍLICE mientras que el SILICIO (Si) es el símbolo del elemento silicio acotado arriba.

La sílice (SiO2) se encuentra en formas diversas de cuarzo conocidas a la vez como simplemente arena, pero todo este interesante conocimiento será motivo de otro artículo especial.

El silicio en las células solares actúa como fuente de fotoelectrones, y proporciona el campo eléctrico para separar las cargas y crear una corriente. En la superficie de la celda dirigida hacia el sol la más alta radiación solar incidente promedio es de 1000 W/m².

3.5. Plancha Base

Consisten en una simple estructura en manera de caja, en modo de fondo que puede ser de madera, de aluminio o de vidrio cuyo tamaño varía acorde al número y tamaño de células.

Elementos de un panel solar

Sobre esta plancha descansan las células pegadas perfectamente con silicona el mismo que es un perfecto sellador para evitar ingreso de aire, agua o partículas en suspensión incluso menores al tamaño M10 hacia el grupo de las células mencionadas.

Hay costumbre de algunos hacedores de paneles fotovoltaicos usar como plancha base de panel, el vidrio con revestimiento de un material polímero termoplástico conocido como «goma EVA» (Etileno Vinil Acetato).

3.6. Salida línea a tierra

Estar preparado para adversidades atmosféricas sobre todo cuando se instalen más módulos de mayor potencia porque estamos sujetos a las derivaciones eléctricas. Obviamente se tiene que utilizar enchufes con tomas de tierra.

Posterior del módulo
3.7. Caja de terminales

Pequeña caja que va asegurada en la parte posterior del panel y cuenta con bornes de salido para la conexión del panel con otros como batería, regulador o carga directa de consumo.

Es empleado para corriente eléctrica derivada producida por el panel donde está asegurada y debe ser resistente a cambios de clima rigurosos.

3.8. Diodos de Protección

Protectores de los paneles porque son los «guardianes» para que el flujo de corriente eléctrica se dirija solo en una dirección, es decir a donde se le indique menos de retorno a las células solares o paneles propiamente.

4. Conclusión

Este artículo está diseñado para aumentar conocimientos de las partes básicas que puede constituir un Panel Solar Fotovoltaico.

Como hemos visto, no es muy complicado, pero se necesita conocer la estructura básica de un panel solar fotovoltaico, éste tiene la ventaja de simplicidad, seguridad, fiabilidad y bajo costo mejor si lo fabricamos nosotros mismos.

Hechos bien por nosotros mismos, un Panel hecho en casa puede llegar a costar al rededor de US$ 50.00 (de 50 W), el  mismo que tuve la suerte de hacerlo, hace cinco años y es cómo he logrado entender más y mejor qué es un panel solar fotovoltaico. 

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