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Los paneles solares se harán más pequeños

Con el avance de la tecnologìa solar ,año tras año los paneles solares sevan modificando en tamaño y capacidad en el futuro ¿Los paneles solares se harán más pequeños?

Los paneles solares tendrán mayores capacidades de salida y dimensiones más pequeñas de acuerdo con las tendencias recientes en las tecnologías de 96 celdas.

Al involucrar nuevas tecnologías de fabricación y diseño, fabricantes como Panasonic han podido reducir o mantener las dimensiones de los paneles solares al tiempo que aumentan la potencia de salida.

¿Los paneles solares se harán más pequeños?

Esta tendencia será muy valiosa en el futuro cercano, ya que los paneles solares se extenderán por todo el mundo, ya que el costo de la tierra es uno de los principales costos de capital en proyectos comerciales y de servicios públicos. Este hecho también será importante para usted como cliente residencial, ya que esto determinará cuántos paneles solares necesita para su hogar o propiedad .

Sin embargo, hay muchos aspectos a considerar sobre este tema antes de llegar a conclusiones. No hace mucho tiempo, la tendencia apuntaba hacia dimensiones cada vez mayores con la tecnología de 72 celdas. Analicemos algunos de los factores que influyen en el tamaño de los paneles solares.

¿Qué factores influyen en el tamaño de los paneles solares?

  • Cantidad de celdas solares

La conversión de la luz solar en electricidad se produce dentro de cada célula solar. Esta conversión no es demasiado atractiva a nivel de celda solar, ya que estos dispositivos solo pueden producir aproximadamente 0.5 V por celda. Sin embargo, si conectamos múltiples células solares en una serie, obtendremos voltajes más altos y, por lo tanto, mayores salidas de potencia.

Los paneles solares son simplemente un conjunto de múltiples células solares que están conectadas en paralelo y en serie para aumentar los niveles de corriente y voltaje (por lo tanto, las salidas de potencia) a valores de escala comercial.

Los paneles solares disponibles comercialmente generalmente tienen 36 celdas, 60 celdas, 72 celdas o 96 celdas. El número de células aumentará el tamaño del panel solar, ya sea en ancho o en longitud (o tal vez en ambos).

  • Eficiencia

La eficiencia es un factor que afecta profundamente la potencia de salida y el tamaño de un panel solar. En realidad, la eficiencia se puede describir de acuerdo con esta expresión

Los paneles solares se harán más pequeños

Dónde:

Pmp : punto de máxima potencia

Im : insolación de incidentes en el módulo

Am : Área del módulo.

De la expresión anterior podemos darnos cuenta de que aumentar la eficiencia del panel solar reducirá la cantidad de área (y, por lo tanto, el tamaño) necesaria para obtener la misma potencia de salida Pmp.

Los valores de eficiencia dependen del tipo de tecnología aplicada. Los mejores paneles solares monocristalinos disponibles comercialmente pueden alcanzar valores de eficiencia entre 20% (Panasonic y LG) y 22% (Sunpower), mientras que las principales tecnologías policristalinas generalmente pueden alcanzar una eficiencia de 17% -18%. Por lo tanto, las salidas de potencia y los tamaños también pueden cambiar según el modelo y la tecnología.

Las celdas de silicio de unión PN simple tienen un valor de eficiencia teórica máxima conocido como el límite de Shockley-Queisser, que establece que debido a razones termodinámicas, la eficiencia máxima no puede superar el 33,7%. Esto establecería un límite relacionado con cuánto podemos reducir los tamaños de paneles solares de unión PN única.

Sin embargo, este valor ya se ha excedido en las pruebas de laboratorio con células solares de unión múltiple que han permitido alcanzar valores de eficiencia cercanos al 50%.

El principal problema con estas tecnologías es que aún no pueden estar disponibles comercialmente porque el costo adicional para fabricar estas células solares en el mercado todavía es demasiado alto. La mayoría de las aplicaciones para estas tecnologías están relacionadas con aplicaciones aeroespaciales, donde el precio extra por la eficiencia vale totalmente la pena.

Los paneles solares se harán más pequeños

Fuente: Laboratorio Nacional de Energías Renovables

La tendencia del mercado

El número de células y la eficiencia son, de hecho, los principales factores que influyen en el tamaño de los paneles solares. Todos los demás factores relacionados, como la potencia de salida, la tecnología o el fabricante, pueden cambiar ligeramente la longitud o el ancho del panel solar, pero los cambios no son radicales.

Cuando evaluamos el progreso de la industria fotovoltaica, nos damos cuenta de que el desarrollo ha venido del mercado fuera de la red hacia el mercado vinculado a la red. Al principio, los paneles solares se usaban principalmente para aplicaciones simples fuera de la red, como cargar una batería de 12 V.

Sin embargo, cuando la industria solar comenzó a innovar en los sectores vinculados a la red, los paneles solares de 60 celdas aparecieron en el mercado. Entonces, 72 celdas aparecieron como la revolución de la industria solar, lo que permitió el logro de mayores potencias. Con estas dos tecnologías, la aplicación para proyectos fotovoltaicos se volvió mucho más atractiva para los inversores (ya que los costos por vatio seguían bajando).

Todo este desarrollo aumentó el tamaño de los módulos, pero a medida que aumentaron los valores de eficiencia, la relación entre el espacio, las salidas de potencia y los costos comenzó a tener sentido.

En general, los módulos de 72 celdas tienen dimensiones cercanas a 1000 mm de ancho y 1960 mm de largo y pueden alcanzar potencias cercanas a 400 W. Por otro lado, los módulos de 60 celdas generalmente tienen 1000 mm de ancho y 1650 mm de largo y Puede alcanzar salidas de potencia cercanas a 300W. Eso es 300 mm extra de longitud. Si comparamos eso con los paneles solares originales de 36 celdas, la diferencia es mayor.

Por lo tanto, la tendencia parecía que los paneles solares en realidad se estaban haciendo más grandes, no más pequeños. Si lo piensas, tiene sentido. Para los desarrolladores de proyectos, es más atractivo instalar menos paneles solares que tengan una mayor potencia y eficiencia (a pesar de que pueden ser más grandes) que instalar paneles solares más pequeños que no produzcan tanta energía.

Los costos relacionados con el cableado, la mano de obra, los sistemas de montaje y la electrónica, como los microinversores u optimizadores de potencia de CC, serían más grandes y poco atractivos con paneles solares más pequeños.

Es importante notar la relación entre tamaño y eficiencia, que puede ser confusa. Los valores de eficiencia están aumentando, pero el progreso ha sido lento y el aumento de la producción de energía en el mercado fotovoltaico ha sido mayor y más rápido, por lo tanto, las dimensiones de los paneles solares deben aumentar. Después de todo, de acuerdo con la expresión anterior, si la potencia de salida y la eficiencia no aumentan proporcionalmente, entonces el área del módulo debe aumentar.

Sin embargo, las últimas tendencias en la industria de notables fabricantes de paneles solares como Panasonic y Sunpower han llevado al mercado el producto de 96 celdas, con valores de mayor eficiencia y potencias entre 340 W y 370 W. Estos productos tienen un ancho cercano a 1050 mm y una longitud de 1550 mm.

En otras palabras, a pesar del hecho de que estos paneles solares tienen más células, las dimensiones pueden ser más pequeñas en longitud que sus contrapartes de módulos de 72 celdas, y de tamaño similar a los paneles solares de 60 celdas. Esto significa que las células solares de estas dos marcas son más pequeñas, más eficientes y pueden producir la misma cantidad de energía con menos área.

No es una coincidencia que estas dos marcas se encuentren entre los 3 principales fabricantes de paneles solares más eficientes. La verdad es que a medida que los valores de eficiencia continúan aumentando, también podríamos ver resultados similares en otras marcas, maximizando la potencia y reduciendo las dimensiones.

Tal vez estamos llegando al punto en que las salidas de potencia finalmente se estabilizan, los valores de eficiencia aumentan y los tamaños se reducen. Solo el tiempo dirá si la tendencia cambia o si se trata de casos aislados.

Referencias

https://www.energy.gov/eere/solar/downloads/research-cell-efficiency-records

https://www.altestore.com/blog/2016/08/solar-panels-60-72-cells/#.XBBpJmhKi01

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