CONSTRUCCIÓN DE PANELES SOLARES

CONSTRUCCIÓN DE PANELES SOLARES, La tecnología de paneles solares está avanzando rápidamente con una mayor eficiencia y precios más bajos, lo que se traduce en un enorme aumento de la demanda. Sin embargo, a pesar de la inversión masiva, la construcción de paneles solares no ha cambiado mucho a lo largo de los años. La mayoría de los paneles solares todavía están formados por una serie de celdas de silicio cristalino intercaladas entre una placa de vidrio frontal y una lámina posterior de plástico de polímero posterior que se apoya dentro de un marco de aluminio.

Una vez instalados en un tejado, los paneles solares están sujetos a condiciones severas a lo largo de más de 25 años de vida útil. Las variaciones extremas en la temperatura, la humedad, el viento y la radiación UV pueden poner una enorme presión en un panel solar. Afortunadamente, la mayoría de los paneles están bien diseñados para soportar el clima extremo, pero a pesar de esto, algunos paneles aún pueden fallar de varias maneras, incluida la entrada de agua, las microfracturas de las células y la degradación potencial inducida o PID, por eso es vital que los paneles solares se fabriquen utilizando solo Los componentes de más alta calidad. Enumeraremos los fabricantes que utilizan los materiales de mejor calidad y realizaremos las pruebas según los estándares más altos en nuestra guía para seleccionar los paneles solares de mayor calidad .


¿Cómo Se Fabrican Los Paneles Solares?

Los paneles solares fotovoltaicos o «PV» se fabrican utilizando los 6 componentes principales que se describen a continuación y se ensamblan en instalaciones de fabricación avanzadas con extrema precisión. En este artículo, nos centraremos en los paneles fabricados con células solares de silicio cristalino que son, con mucho, la tecnología solar más común y de mayor rendimiento disponible en la actualidad. Existen otras tecnologías de energía solar fotovoltaica disponibles, como las celdas de película delgada y las impresas con pantalla, pero no las discutiremos ya que tienen un uso limitado o aún están en desarrollo.

Los 6 componentes principales de un panel solar.

  • Marco de aluminio extruido
  • Vidrio templado – 3 a 4 mm de espesor
  • Células fotovoltaicas de silicona
  • Encapsulación – capas de película de EVA
  • Lamina trasera de polímero
  • Caja de conexiones – diodos y conectores

Muchos fabricantes bien conocidos de paneles solares están » integrados verticalmente «, lo que significa que la única empresa suministra y fabrica todos los componentes principales, incluidos los lingotes de silicio y las obleas que se utilizan para fabricar las células fotovoltaicas solares.

Sin embargo, muchos fabricantes de paneles ensamblan paneles solares utilizando partes de fuentes externas, incluidas las celdas, la lámina posterior de polímero y el material de encapsulación EVA. Estos fabricantes pueden ser más selectivos con respecto a los componentes que eligen, pero no siempre tienen control sobre la calidad de los productos, por lo que deben estar seguros de que utilizan los mejores proveedores disponibles.

Top 10 Paneles Solares - Última Tecnología 2019

Células Fotovoltaicas

Top 10 Paneles Solares - Última Tecnología 2019

Las células fotovoltaicas de silicio o las células fotovoltaicas convierten la luz solar directamente en energía eléctrica de CC.

El rendimiento del panel solar está determinado por el tipo de célula y las características del silicio utilizado, siendo los dos tipos principales el silicio monocristalino y el policristalino .

Además, la base de la célula se puede construir utilizando diferentes aditivos para crear un silicio de tipo p positivo o un silicio de tipo n negativo . Sin embargo, hay varias configuraciones de celdas diferentes disponibles que ofrecen diferentes niveles de eficiencia y rendimiento. Ver más información en la revisión completa de la tecnología fotovoltaica solar .

La mayoría de los paneles solares residenciales contienen 60 celdas conectadas entre sí a través de barras colectoras en serie para generar un voltaje entre 30 y 40 voltios, según el tipo de celda utilizada. Los paneles solares más grandes utilizados para sistemas comerciales y granjas solares de escala de servicios públicos contienen 72 o incluso 90 celdas y, a su vez, funcionan a un voltaje más alto. Los contactos eléctricos que interconectan las celdas se conocen como barras de distribución y permiten que la corriente fluya a través de todas las celdas de un circuito

construccion de paneles solares

Vaso

La lámina de vidrio frontal protege a las células fotovoltaicas del clima y al impacto del granizo o de los desechos del aire. El vidrio es generalmente un vidrio templado de alta resistencia que tiene un espesor de 3,0 a 4,0 mm y está diseñado para resistir cargas mecánicas y cambios extremos de temperatura. La prueba de impacto estándar mínimo de IEC requiere que los paneles solares soporten un impacto de piedras de granizo de 1 pulgada (25 mm) de diámetro que viajan hasta 60 mph (27 m / s). En el caso de un accidente o un impacto severo, el vidrio templado también es mucho más seguro que el vidrio estándar, ya que se rompe en pequeños fragmentos en lugar de secciones dentadas afiladas.

Para mejorar la eficiencia y el rendimiento, la mayoría de los fabricantes utilizan vidrio de alta transmisión, que tiene un contenido de hierro muy bajo y un revestimiento antirreflectante en la parte trasera para reducir las pérdidas y mejorar la transmisión de luz.

Cuadro

Top 10 Paneles Solares - Última Tecnología 2019

El marco de aluminio desempeña un papel crítico al proteger el borde de la sección laminada que aloja las celdas y al proporcionar una estructura sólida para montar el panel solar en su posición. Las secciones de aluminio extruido están diseñadas para ser extremadamente ligeras, rígidas y capaces de soportar esfuerzos extremos y cargas de vientos fuertes y fuerzas externas.

El marco de aluminio puede ser plateado o negro anodizado y, según el fabricante del panel, las secciones de esquina pueden atornillarse, presionarse o sujetarse entre sí, lo que proporciona diferentes niveles de resistencia y rigidez.

EVA Film

EVA significa «acetato de etileno y vinilo», que es una capa de polímero altamente transparente (plástico) especialmente diseñada para encapsular las células y mantenerlas en posición durante la fabricación. El material EVA debe ser extremadamente duradero y tolerante a temperaturas y humedades extremas, juega un papel importante en el rendimiento a largo plazo al evitar la entrada de humedad y suciedad.

La laminación a cada lado de las células fotovoltaicas proporciona cierta absorción de impactos y ayuda a proteger las células y los cables de interconexión de las vibraciones y el impacto repentino de las piedras de granizo y otros objetos. Una película de EVA de alta calidad con un alto grado de lo que se conoce como «reticulación» puede ser la diferencia entre una larga vida útil o una falla del panel debido a la entrada de agua. Durante la fabricación, las celdas primero se encapsulan con el EVA antes de ensamblarse dentro del vidrio y la hoja posterior.

Hoja posterior

La lámina posterior es la capa más trasera de los paneles solares comunes que actúa como una barrera contra la humedad y una capa externa final para proporcionar protección mecánica y aislamiento eléctrico. El material de la lámina posterior está hecho de varios polímeros o plásticos, incluyendo PP, PET y PVF, que ofrecen diferentes niveles de protección, estabilidad térmica y resistencia a los rayos UV a largo plazo. La capa de la lámina posterior es típicamente de color blanco, pero también está disponible como transparente o negro según el fabricante y el módulo.

El material PVF ‘Tedlar’ de Dupont es conocido como una de las principales hojas posteriores de alto rendimiento para la fabricación de módulos fotovoltaicos.

Paneles de vidrio duales : algunos paneles, como los paneles bifaciales y sin marco, usan un panel de vidrio trasero en lugar de una lámina posterior de polímero. El vidrio lateral trasero es más duradero y más duradero que la mayoría de los materiales de la lámina posterior, por lo que algunos fabricantes ofrecen una garantía de rendimiento de 30 años en paneles de vidrio dual.

Caja de conexiones

La caja de conexiones es un pequeño gabinete a prueba de intemperie ubicado cerca de la parte superior en la parte trasera del panel. Es necesario para conectar de forma segura los cables necesarios para interconectar los paneles. La caja de conexiones es importante ya que es el punto central donde todas las celdas se interconectan y deben protegerse de la humedad y la suciedad.

Diodos de bypass

La caja de conexiones también aloja los diodos de derivación necesarios para evitar la corriente de retorno que se produce cuando algunas celdas están sombreadas o sucias. Los diodos solo permiten que la corriente fluya en una dirección y un panel típico de 60 celdas tiene 3 filas de 20 celdas PV y, a su vez, hay 3 diodos de bypass, uno para evitar la corriente inversa en cada uno de los 3 conjuntos de celdas. Desafortunadamente, los diodos de derivación pueden fallar con el tiempo y es posible que deban reemplazarse, por lo que la cubierta de la caja de conexiones generalmente se puede quitar para su mantenimiento, aunque muchos paneles solares modernos ahora usan diodos más avanzados de larga duración y cajas de conexiones sin servicio.

Montaje Y Fabricación De Paneles Solares.

Los paneles solares se ensamblan en instalaciones de fabricación avanzadas utilizando equipos robóticos automatizados y sensores para colocar los componentes con precisión con extrema precisión. Las plantas de fabricación deben estar extremadamente limpias y controladas para evitar cualquier contaminación durante el montaje.

A lo largo del proceso de fabricación, los paneles y las celdas se revisan y se inspeccionan con sensores ópticos / de imagen avanzados para garantizar que todos los componentes se encuentren correctamente y las obleas de las celdas, que son muy delicadas, no se dañen ni agrieten durante el proceso de ensamblaje. Dependiendo del fabricante, el conjunto del panel final se verifica exhaustivamente mediante una serie de pruebas que incluyen electroluminiscentes (EL) o pruebas de destello para identificar cualquier defecto en las células que pueda provocar un fallo una vez expuesto a la luz solar y altas temperaturas durante muchos años.

A continuación se muestra un video de Tindo Solar, un fabricante australiano de paneles solares.

Video que muestra una moderna planta de ensamblaje de paneles solares con procesos y controles automatizados de ensamblaje y prueba. – Video crédito Tindo Solar

Sustentabilidad

La luz solar o la energía solar es una fuente gratuita de energía sostenible , a diferencia de la combustión de combustibles fósiles, que son un recurso finito. Los paneles solares no producen emisiones mientras están en uso, sin embargo, los paneles solares están hechos de diferentes materiales que requieren diferentes niveles de recursos y energía. La energía utilizada durante la fabricación de un producto se conoce como ‘ energía incorporada ‘ y se mide en años como el tiempo total de recuperación de la energía (EPBT).

Un panel solar cristalino de silicio típico generará suficiente energía para pagar la energía incorporada dentro de los 3 a 4 años de la instalación, sin embargo, a medida que aumenta la eficiencia del panel, se espera que se reduzca a menos de 2 años en la próxima década.

Un panel solar cristalino de silicio común generará suficiente energía para pagar la energía incorporada en un plazo de 3 a 4 años desde la instalación, esto está respaldado por múltiples estudios detallados y análisis del ciclo de vida. Sin embargo, muchos de los estudios ahora son obsoletos, ya que la eficiencia de las células fotovoltaicas solares ha aumentado del 14% al 18% (un aumento del 30%) en los últimos 4 años, por lo que el tiempo de recuperación podría reducirse en 1,5 años. Teniendo en cuenta que un panel solar típico durará entre 20 y 30 años, devolverá fácilmente la energía incorporada varias veces.

Referencias – Análisis detallado del ciclo de vida de los sistemas fotovoltaicos solares.

  • http://www.appropedia.org/LCA_of_silicon_PV_panels
  • http://iea-pvps.org/fileadmin/dam/public/report/technical/Future-PV-LCA-IEA-PVPS-Task-12-March-2015.pdf
  • https://www.researchgate.net/publication/264672000_Life_Cycle_Analysis_LCA_of_photovoltaic_panels_A_review

Paneles Solares De Reciclaje

Dado que la mayoría de los paneles solares instalados en los últimos 20 años todavía están en uso, no hay un gran volumen de residuos solares, sin embargo, durante los próximos 10-15 años, dado que muchos sistemas llegan al final de su vida útil (EOF), se espera que haya una Gran aumento en el volumen de residuos relacionados con la energía solar que deberán ser reciclados. El reciclaje de paneles solares es una industria emergente debido a los materiales fácilmente reciclables, como los marcos de aluminio y los sistemas de montaje. La mayoría de los fabricantes de paneles solares están presionando para ser más sostenibles y ahora son parte de la organización sin fines de lucro del Ciclo FV : «PV CYCLE ofrece a los miembros y los tenedores de desechos un mejor acceso para recuperar y garantizar tasas de reciclaje superiores a los estándares de la industria».

  • En Australia hay varias compañías que reciclarán paneles solares viejos o dañados, incluido el ReclaimPV basado en Adelaide . http://reclaimpv.com/
  • En Europa, la empresa francesa de gestión de residuos Veolia ha inaugurado la primera instalación de reciclaje de paneles solares en el sur de Francia, que puede recuperar y reciclar el 95% de los materiales.

 

Veolia abre la primera planta europea totalmente dedicada al reciclaje de paneles fotovoltaicos en Rousset www.veolia.com

 

 

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138 comentarios

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