Capas panel solar
Encapsular celdas solares
1. Introducción
Es un tema importante, sobre todo a tener muy en cuenta cuando armamos nuestro propio panel solar fotovoltaico o llamado módulo solar fotovoltaico en nuestras casas.
Cada vez son mayores familias que se anima fabricar su propio panel fotovoltaico, motivo que nos inspira dejar aquí algunas pautas, consejos o sugerencias.
2. Riesgos contra los paneles
Precisamente estos sistemas fotovoltaicos están expuestos a múltiples efectos ambientales.
Sufren deformaciones, raspaduras, vibraciones, golpes, ya sea en el mismo bastidor o marco madera o metálico (aluminio) y cuerpo entero por razones de transporte, apilamiento, descanso y más.
Los «enemigos» son los golpes e impactos por cualquier materia extraña, sea humana o medioambiente, inclemencias del tiempo, cambios de temperatura, entonces cabe la necesidad de vigilar su cuidado.
Además, los paneles solares fotovoltaicos están sometidos a cambios de intemperie y efectos del hielo, viento, nevada, sol radiante, granizos y naturalmente la lluvia.
3. Constitución de Capas
Los módulos fotovoltaicos constan de varias capas superpuestas, veamos:
3.1. Vidrio templado de espesor variable que Tiene una doble función:
- Asegura la transmisión térmica a mayor de 90 % y
- Protege mecánicamente a los impactos externos porque las células fotovoltaicas son muy frágiles de fábrica.
3.2. Lámina EVA (Acetato Vinil Etileno) de espesor variable y doble función:
- Sellante transparente y
- Aislante dieléctrico contra agentes químicos externos.
3.3. Células fotovoltaicas con baños selladora EVA.
3.4. Vidrio trasero o posterior para facilitar intercambio térmico. Permite transparencia parcial del módulo.
4. Bondades del EVA
Este material es el copolímero de etileno y acetato de vinilo.
Es familia de los elastómeros en cuanto a la suavidad y flexibilidad.
Es procesado al igual que los termoplásticos, por lo que este tipo de material recibe el nombre de elastómero o termoplástico, mezcla fina de caucho con plástico.
El EVA, en forma de plancha para estos casos, tiene claridad y brillo, propiedades de barrera, resistencia a bajas temperaturas con resistencia al agrietamiento adhesivo a prueba de agua, y resistente a la radiación UV.
El EVA tiene poco o ningún olor y compite con la goma y productos vinílicos en muchas aplicaciones eléctricas.
Para ampliar nuestro comentario acerca del EVA. Este material es conocido también como ‘TEDLAR’ un nombre comercial, pero es el mismo polímero termoplástico «Etil Vinil Acetato» o si se quiere «Fluoruro de Polivinilo» (PVF) químicamente: «Polifluoro de Vinilo» (PFV).
Por último, EVA es conocido también como Foamy o a secas etilvinilacetato o EVA foam o EVA espumoso, material muy usado en el mundo de las manualidades.
5. Protección a las células solares.
Reiteramos, una vez más. Nuestras células o celdas o módulos solares se protegen con láminas o cintas de goma, polímero termoplástico de polietileno conocidas como EVA, es decir el Ethylene Vinyl Acetateilen-Vinil-Acetato.
Adicionalmente, nos faltaba indicar que estas láminas son lavables, no es tóxico, fácil de pegar, cortar, no es peligroso para la salud, reciclable, incinerable y lo más importante fácil de pegar para proteger sobre todas las células solares, contra la humedad, resistente a la tracción, color uniforme y una apariencia atractiva.
6. Lámina protectora
Para proteger el cuerpo exterior de los módulos solares se usan los vidrios templados de alta transmisibilidad (menos de 1.0) en lo posible con nada de hierro y espesor aprox. 4 mm.
Estos vidrios son de alta resistencia a los golpes para evitar las roturas o rajaduras de los mismos, altamente flexibles y sobre todo resistentes a los cambios bruscos de temperatura (heladas, humedad y veranos ardientes).
Los acrílicos conocidos también como plexiglás tienen su porcentaje de policarbonatos, pero son 10 a 24 veces más resistentes que los vidrios comunes o comerciales, pero tienden a amarillarse.
Estos plásticos plexiglás son de mayor contenido de policarbonatos (llamados también lexan). 30 veces más resistentes que el vidrio y hechos a ‘prueba de bala’, flexibles, moldeables y no amarilla.
Cuando se refieren a plexiglás, tengamos cuidado si es o el acrílico o el plástico.
Para el ojo humano es la sensación de ver una imagen completa, sin apreciar las zonas multiperforadas en la superficie de los módulos.
Propiedades de prolongar la vida útil de los paneles fotovoltaicos a pesar de las radiaciones solares.
7. Sellador de Silicona
Es bueno adicionar este pequeño comentario. Además de lo mencionado aquí arriba, para un hacer un panel solar se aplica un sellador en los bordes de la laminación y colocado del vidrio templado con el fin de evitar la penetración de los gases y líquidos erosivos adentro del panel o módulo o placa solar.
Además del encapsulado reciclable no curable, NovoPolymers ha creado un encapsulado de alta capacidad reflectante que puede aumentar el rendimiento de las células solares hasta un 15 %, según afirman.
8. Diseño ejemplo
Son gráficos que nos ayudan a apreciar mejor la ubicación del EVA al construir un panel solar fotovoltaico: Ver aquí arriba la lámina sección 3 de este artículo.
9. Conclusiones
- Los módulos fotovoltaicos constan de varias capas superpuestas. (Lámina sección 3).
- El ojo humano no percibe la imagen completa y llena de aparentes pirámides en la superficie de las células solares fotovoltaicas.
- Las superficies de células están protegidas, cuidadas y reforzadas por unos aparentemente plásticos simples.
- Las células están selladas para protegerse del medioambiente con materiales encapsulantes hechos de silicona transparente, mayormente el etileno vinilo acetato reconocido como EVA.
- Este trabajo de encapsular al panel solar fotovoltaico o al módulo solar fotovoltaico hace el gran papel de protector fotovoltaico, como los vidrios de seguridad en ventanas de los automóviles.