Elementos y partes de un panel solar fotovoltaico
Terminología y guía completa
1. Introducción
En este artículo, exploraremos los componentes esenciales que conforman un panel solar fotovoltaico y su rol en la conversión de luz solar en electricidad. Conocer cómo funciona cada parte te permitirá comprender mejor la eficiencia y el impacto de los paneles solares en la producción de energía limpia.
2. ¿Qué es un panel solar fotovoltaico?
Un panel solar fotovoltaico es un dispositivo diseñado para capturar la luz solar y convertirla en electricidad mediante el efecto fotovoltaico. Este tipo de panel o placa es fundamental para la generación de energía limpia y renovable.
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.
3. Elementos y Partes de un panel solar fotovoltaico
3.1 Células solares
Las células solares son la unidad básica de un panel fotovoltaico. Están hechas de materiales semiconductores, generalmente silicio, que convierten la luz solar en electricidad a través del efecto fotovoltaico. Estas células están conectadas en serie y paralelo dentro del panel para generar la cantidad adecuada de energía.
Las células o celdas solares son el corazón del módulo. La razón de su calidad coladas 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 megaproducciones, tanto en forma independiente o 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 pulg x 6 pulg y los de 6 pulg x 6 pulg, siendo su espesor alrededor de los 300 micrones (0.012 pulg.) y resistencia frágil a los golpes.
3.2 Cubierta de vidrio
La cubierta de vidrio transparente protege las células solares de las inclemencias del tiempo, a la vez que permite el paso de la luz solar. Esta capa es resistente a impactos y al desgaste, lo que asegura la durabilidad del panel, a más de un 90 %, resistente a la abrasión e impactos de naturaleza “antibalas”.
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.
3.3 Encapsulantes
El encapsulante es una capa que rodea las células solares para protegerlas de humedad, suciedad y daños mecánicos. Generalmente, está hecho de lámina transparente o cristal superior que permite la transmisión de luz sin comprometer la integridad de las células solares y un cerramiento inferior entre los que queda encapsulado el sustrato conversor y sus conexiones eléctricas.
Para encapsular, se suelen añadir unas láminas finas y transparentes de EVA (Etilvinilacetato) que se funden para crear un sellado antihumedad, aislante, transparente y robusto.
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 Marco de aluminio
El marco de aluminio proporciona estructura y soporte al panel solar. Es ligero, resistente a la corrosión y ayuda a mantener la estabilidad y forma del panel, además de facilitar su instalación en diversos sistemas.
3.5 Caja de Conexiones y Cables Solares
La caja de conexiones alberga los componentes eléctricos del panel, como los diodos de bypass y las conexiones de los cables solares. Los cables solares transportan la electricidad generada por las células solares hasta el inversor o el sistema de almacenamiento.
Pequeña caja que va asegurada en la parte posterior del panel y cuenta con bornes de salida 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.
3.6 Lámina 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.
3.7. Plancha base
Consisten en una simple estructura en forma 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.
Sobre esta plancha descansan las células pegadas perfectamente con silicona, la cual 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).
3.8 Diodos de protección
Los diodos son los 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. Beneficios de comprender la estructura de los paneles solares
Conocer los componentes de un panel solar fotovoltaico permite optimizar su rendimiento, realizar un mantenimiento adecuado y mejorar la eficiencia de todo el sistema fotovoltaico.
5. Conclusión
Entender cómo funciona cada parte de un panel solar fotovoltaico es esencial para maximizar su eficiencia y vida útil. Además, al comprender su estructura, podemos tomar decisiones más informadas sobre su instalación y mantenimiento.
Como hemos visto, no es muy complicado, pero se necesita conocer la estructura básica de un panel solar fotovoltaico. Este tiene la ventaja de simplicidad, seguridad, fiabilidad y bajo costo mejor si lo fabricamos nosotros mismos.
Hechos bien por nosotros, un panel hecho en casa puede llegar a costar alrededor de US$ 50.00 (de 50 W), el mismo que tuve la suerte de hacer hace cinco años y es cómo he logrado entender más y mejor qué es un panel solar fotovoltaico.