Los paneles solres en la actualidad han tenido un gran avance tanto en eficiencia y desarrollo tecnològico , son una excelente opciòn para ahorrar dinero y cuidarel medio ambiente.
¿Qué son los paneles solares fotovoltaicos?
Los paneles solares fotovoltaicos son dispositivos encargados de generar electricidad a partir de la luz solar y de manera gratuita para usted ,estàn formados por celdas solares , son de distintas potencias , calidad y marcas.
Estos funcionan de manera completamente diferente a los colectores solares de agua caliente. Cuando la luz del día incide en un panel solar fotovoltaico, se genera una corriente eléctrica de CC. Si coloca varios de estos paneles en un techo en serie, la corriente se vuelve significativa.
Esta corriente de CC luego viaja hacia un inversor, que convierte la electricidad de CC a CA. Todas las casas en Irlanda utilizan energía de CA para ejecutar todos los elementos eléctricos estándar de la casa.
Los paneles solares fotovoltaicos le brindan energía y electricidad gratis para alimentar su televisor, hervidor, tostadora, cargador de teléfono, radio, horno, etc. La cantidad de electricidad gratuita que generan sus paneles fotovoltaicos está garantizada por al menos 20 años. Eso te da paz interior por mucho tiempo.
¿ Cuales son los beneficios de los paneles solares fotovoltaicos?
- Grandes ahorros : un sistema de energía solar fotovoltaica puede ahorrarle de € 200 a € 800 por año en su factura de electricidad doméstica. Esto hará una gran diferencia en los costos de funcionamiento de sus hogares.
- Salida garantizada de 20 años : la salida de sus paneles solares fotovoltaicos está garantizada por 20 años desde el momento de la instalación.
- Electricidad gratis para siempre – todos usamos electricidad. Si quiere energía gratis, si quiere electricidad gratis, nuestros paneles solares fotovoltaicos son perfectos para usted.
- Inversión inteligente: instalar un sistema fotovoltaico solar es una inversión inteligente para su hogar. Un sistema típico de 4kWp le ahorrará alrededor de € 850 por año de sus facturas de electricidad.
- Máxima eficiencia : solo utilizamos los paneles solares de mayor rendimiento disponibles. Nuestros paneles solares de 250 vatios normalmente se montan en el techo, orientados hacia el sur para una máxima producción. Los paneles se pueden colocar en techos planos o en el suelo con kits de montaje especiales.
- Alta calificación energética de los edificios (BER) . El BER es un palo de jardín que se usa para comparar casas en la misma área. Es imposible lograr una calificación «A» en su BER sin el uso de un panel solar. Esto se debe a que los paneles solares producen electricidad gratuita sin la necesidad de combustibles fósiles. Instalar un panel solar elevará su BER y, cuando se trate de alquilar o vender su casa, estará un paso por delante de la competencia en su área.
¿Cómo funcionan los paneles solares fotovoltaicos?
La energía fotovoltaica es la conversión de la luz en electricidad. Foto significa luz y voltaica significa voltio, o electricidad.
Hay algunos materiales que generarán electricidad cuando la luz brille sobre ellos. La cantidad de electricidad generada por una célula es solo pequeña; tantas celdas están dispuestas juntas para formar un módulo o un panel solar. Un panel solar podría tener 60 células solares pequeñas en él.
Entonces es posible que tenga varios paneles solares conectados entre sí, para formar una matriz o un banco o paneles solares. Un sistema doméstico típico podría tener de 5 a 20 paneles solares en el techo. Para instalaciones comerciales de energía solar fotovoltaica, podría haber cientos de paneles solares en la matriz.
La electricidad generalmente viaja por un cable desde la matriz hasta un inversor en el ático. El inversor cambia o convierte la electricidad de CC a CA. La alimentación de CA se puede utilizar en casi todos los hogares del mundo.
Una vez que la energía se convierte en energía de CA utilizable, se envía a la placa de fusibles de su hogar. Desde allí irá a todos los tomacorrientes de su casa como siempre lo haría. Si los paneles generan más energía de la que requiere su hogar, el exceso se puede desviar a su inmersión eléctrica, lo que le dará agua caliente gratis.
Una vez que el cilindro de agua está caliente, el exceso se envía a la red nacional. Esto reduce dramáticamente sus facturas de electricidad.
Si los paneles solo generan el 60% de la energía que requiere su hogar, el 40% restante saldrá de la red como lo haría normalmente. Prácticamente todas las casas ya tienen una conexión a la red, que es donde la electricidad llega a su casa desde el ESB.
Por lo tanto, si instala un sistema de paneles solares fotovoltaicos, se beneficiará de la reducción de las facturas de electricidad para siempre, su BER aumentará y sus credenciales ecológicas aumentarán considerablemente. Instale la última tecnología en su hogar y tome el control de sus facturas.
Una explicaciòn ms tècnica del funcionamiento de los paneles solares
Las células solares fotovoltaicas (PV) utilizan la luz solar para producir energía. Todas las células fotovoltaicas solares están hechas de materiales llamados semiconductores que absorben fotones cuando la luz del sol incide en la célula fotovoltaica. Los fotones absorbidos luego sueltan electrones dentro de las células fotovoltaicas, lo que les permite fluir, lo que produce una corriente.
Las células fotovoltaicas solares contienen uno o más campos eléctricos que fuerzan la dirección del flujo de electrones. Al colocar contactos metálicos en la parte superior e inferior de una celda fotovoltaica, esta corriente se utiliza para que pueda alimentar aparatos externos, como una calculadora o una bomba de piscina.
Por su parte, las células fotovoltaicas solares producen una cantidad limitada de energía, pero cuando están dispuestas y conectadas eléctricamente y montadas en una estructura de soporte, el resultado es un panel fotovoltaico solar que combina la salida eléctrica de cada célula fotovoltaica solar, produciendo una mayor cantidad de energía solar. producción de energía. La potencia, o vataje, que puede producir una célula solar o un panel de células se determina midiendo su corriente y voltaje.
Tres factores afectan el rendimiento de un panel solar:
- Luz solar directa
- Temperatura de funcionamiento
- Seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT)
¿ Cuales son los tipos de paneles solares fotovoltaicos ?
Los datos clave sobre cada tipo de célula solar:
Monocristalino
Visión general y apariencia
Esta es la más antigua y más desarrollada de las tres tecnologías. Los paneles monocristalinos, como su nombre indica, se crean a partir de una única estructura de cristal continua. Se puede identificar un panel monocristalino a partir de las células solares que aparecen como un solo color plano.
Construcción
Se hacen a través del método Czochralski, donde se coloca una ‘semilla’ de cristal de silicio en una tina de silicio fundido. Luego, la semilla se extrae lentamente con el silicio fundido formando una estructura cristalina sólida alrededor de la semilla conocida como lingote. El lingote de silicio de cristal sólido que se forma es un lingote en rodajas finas, lo que se conoce como oblea de silicio. Esto se convierte en una célula.
El proceso de Czochralski produce grandes lingotes cilíndricos. Se cortan cuatro lados de los lingotes para hacer obleas de silicona. Una cantidad significativa del silicio original termina como desperdicio.
Policristalino
Visión general y apariencia
El policristalino o el multicristalino son una tecnología más nueva y varían en el proceso de fabricación.
La construcción
policristalina también comienza como una ‘semilla’ de cristal de silicio colocada en una tina de silicio fundido. Sin embargo, en lugar de extraer la semilla de cristal de silicio como con Monocrystalline, la cuba de silicio simplemente se deja enfriar. Esto es lo que forma los bordes distintivos y los granos en la célula solar.
Anteriormente se pensaba que las células policristalinas eran inferiores a las monocristalinas porque eran ligeramente menos eficientes, sin embargo, debido al método más barato por el cual pueden producirse junto con eficiencias ligeramente más bajas, se han convertido en la tecnología dominante en el mercado de paneles solares residenciales.
En noviembre de 2015, Trina Solar anunció que había producido una célula multicristalina con una eficiencia del 21,25%. Esto debería permitirles producir módulos policristalinos con eficiencias de entre el 18% y el 20%, un concepto que se creía imposible en 2013.
Sobre la base del nuevo récord de células solares multicristalinas tipo p se encuentran las continuas mejoras en la calidad de las obleas multicristalinas que han ayudado a impulsar los paneles multicristalinos estándar de 60 celdas de 240W a 260W en los últimos años.
Los policristalinos están ahora muy cerca de las células monocristalinas en términos de eficiencia.
Película delgada
Descripción general y apariencia
Los paneles de película delgada son una tecnología totalmente diferente a los paneles monocristalinos y policristalinos. Son una tecnología nueva en comparación con las células mono y policristalinas y no se considerarán una tecnología madura, ya que se esperan grandes mejoras en esta tecnología en los próximos 10 años.
Un panel de película delgada se puede identificar por tener un aspecto negro sólido. Pueden o no tener un marco, si el panel no tiene marco es un panel de película delgada.
Construcción
Los paneles de película delgada se fabrican depositando una sustancia fotovoltaica sobre una superficie sólida como el vidrio. La sustancia fotovoltaica que se utiliza varía y se han utilizado con éxito y comercialmente múltiples combinaciones de sustancias. Ejemplos de las sustancias fotovoltaicas más comunes utilizadas son:
- Silicio amorfo
- Telururo De Cadmio (CdTe)
- Cobre selenio de galio indio (CGIS)
- Células solares sensibilizadas por tinte (DSC)
Cada uno de los anteriores se conoce como «tipos» de paneles diferentes, pero todos caen bajo el paraguas de ser un panel de película delgada.
Rendimiento
Las células de película delgada tienen la reputación de ser las «peores» de las tecnologías de paneles solares porque tienen la eficiencia más baja. Sin embargo, esto solo se debe a que tienen una menor eficiencia de energía, lo que significa que requieren la mayor cantidad de espacio para la misma cantidad de energía. Dado que se están convirtiendo en los paneles más baratos para producir debido a los bajos costos de material para película delgada, se están convirtiendo rápidamente en los tipos de paneles más eficientes económicamente.
Dependiendo de la tecnología, los prototipos de módulos de película delgada han alcanzado eficiencias entre el 7% y el 13% y los módulos de producción operan en aproximadamente el 9%. Se espera que las futuras eficiencias de los módulos aumenten cerca del 10–16%.
El mercado de la fotovoltaica de película delgada creció a una tasa anual del 60% de 2002 a 2007. En 2011, cerca del 5% de los envíos de módulos fotovoltaicos de EE. UU. Al sector residencial se basaron en película delgada.
¿ Cuales son las condiciones de prueba de un panel solar fotovoltaico ?
Condiciones de prueba estándar (STC)
Para hacer una comparación de manzanas con manzanas entre los tipos de paneles, se han definido las condiciones de prueba estándar (STC). STC usa las mismas condiciones para todos los paneles: luz solar directa, incidente a una intensidad de 1000 vatios por metro cuadrado (W / m²); una temperatura de celda de 25 ° C (77 ° F); y una masa de aire de 1.5 (la masa de aire, o densidad, afecta la cantidad de luz solar que llega a la superficie de la Tierra).
La temperatura de funcionamiento de un módulo está determinada por el equilibrio entre el calor producido en el módulo fotovoltaico, la temperatura de funcionamiento ambiente y la capacidad del panel para disipar el calor a través de sus materiales encapsulantes.
A medida que aumentan las temperaturas, las tensiones asociadas con la expansión térmica también aumentan, lo que aumenta las tasas de degradación del módulo fotovoltaico en un factor de aproximadamente dos por cada 10 ° C de aumento de temperatura en sus valores de STC. ¿Por qué esto importa? ¡El montaje correcto del panel es muy importante! Cuanto más caliente se calienta un panel fotovoltaico, más negativamente se ve afectada su potencia de salida.
¿ Que es la eficiencia de un panel solar fotovoltaico ?
El uso de energía solar fotovoltaica reduce la dependencia de los medios tradicionales de generación de energía (red eléctrica o generador impulsado por combustible). Otros beneficios del uso de la generación de energía solar incluyen:
- Operación silenciosa
- Pequeñas huellas
- Facilidad de uso
- Bajo mantenimiento
Las aplicaciones que necesiten más generación de energía deben considerar el uso de un sistema híbrido de alta eficiencia .
Los paneles solares generan energía en cualquier momento que haya luz diurna, incluso en un día nublado, lo que los convierte en una fuente de energía garantizada. Esto los hace 100% efectivos, pero no 100% eficientes.
La eficiencia de los paneles solares se mide por la cantidad de radiación solar que un panel puede convertir en electricidad.
Las células solares de unión única son las células solares más comunes. Por lo general, convierten del 10 al 20% de la luz solar recibida en electricidad. En comparación, el Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL, por sus siglas en inglés) ha establecido un récord de eficiencia de células solares de aproximadamente el 46%, utilizando una célula de tipo concentrador de cuatro conexiones. Pasará algún tiempo antes de que este tipo de tecnología de celdas solares de múltiples conexiones esté disponible.
Paneles solares
monocristalinos rígidos El monocristalino rígido es la primera generación de tecnologías de paneles fotovoltaicos solares y sigue siendo el más eficiente, estableciendo el estándar para otras tecnologías fotovoltaicas; sin embargo, los avances en la tecnología de fabricación han aumentado la eficiencia de los paneles multicristales o policristalinos a casi la de los paneles monocristalinos. Si bien son similares con eficiencias del 15 al 20%, los paneles monocristalinos son ligeramente más eficientes a pleno sol, mientras que los paneles multi- o policristalinos ofrecen una salida ligeramente mayor durante los períodos de sombra parcial.
Paneles solares flexibles Los paneles
solares flexibles son menos eficientes que sus primos rígidos. Las células de silicio amorfo pueden alcanzar una eficiencia inicial del 10%.
Las celdas de cobre, indio, galio, seleniuro (CIGS) con respaldo de acero ofrecen una eficiencia de hasta el 15%. Los paneles CIGS son más eficientes que el silicio amorfo, pero se ven peor en situaciones de poca luz.
Esperanza de vida y costos generales
La compra de paneles solares fotovoltaicos es el único costo directo asociado con su uso. Una vez que los posee, los paneles producen energía para su vida útil nominal gratis, siempre y cuando haya luz solar.
Invierta en un panel que se adapte a la aplicación prevista para soportar los desafíos ambientales operativos, como el calor, las inclemencias del tiempo y el tratamiento físico adverso.
Al elegir o reemplazar un panel o matriz solar fotovoltaica, el costo varía según el tipo de panel. Los paneles solares fotovoltaicos cristalinos, rígidos y basados en silicio, son considerados como la mejor tecnología disponible. Sin embargo, esta alta calidad se corresponde con un precio más alto, lo que hace que estos paneles sean los más caros del mercado.
Las celdas fotovoltaicas solares de película delgada son menos costosas de producir que las celdas de silicio porque requieren menos materiales para la construcción.
Debido a que se necesita muy poco material para hacer celdas de película delgada, esta tecnología genera mucho interés dentro de la industria de la energía solar.
Al igual que sus primos de panel rígido, las tecnologías fotovoltaicas de película delgada pueden producir energía durante muchos años. La vida útil de los paneles solares fotovoltaicos de película delgada está limitada por su construcción física. Muchos materiales utilizados en estos paneles, como los plásticos y los tejidos, se degradan con el uso y la exposición a los elementos.
En ambientes severos, un panel CIGS con un plástico resistente o un sustrato de acero inoxidable por lo general dura más que un panel de silicio amorfo de construcción más liviana con la misma potencia nominal. Examine la construcción física de cualquier panel solar fotovoltaico flexible para asegurarse de que se adapte a la aplicación prevista.
Los paneles de película delgada requieren más cuidado y mantenimiento que las tecnologías de paneles rígidos. Al comprar, tenga cuidado con los paneles de película delgada producidos a bajo costo. La tecnología fotovoltaica puede estar bien diseñada, pero si la construcción es deficiente, el panel puede quedar inutilizable rápidamente.
¿Cómo calcular la producción anual de energía solar de un sistema fotovoltaico?
Aquí aprenderá cómo calcular la producción anual de energía de una instalación solar fotovoltaica.
La fórmula global para estimar la electricidad generada en la salida de un sistema fotovoltaico es: E = A * r * H * PR
A = Panel solar total Área (m2)
r = rendimiento o eficiencia del panel solar (%)
H = Promedio anual de radiación solar en paneles inclinados (sombreados no incluidos)
PR = Relación de rendimiento, coeficiente de pérdidas (rango entre 0.5 y 0.9, valor predeterminado = 0.75)
r es el rendimiento del panel solar dado por la relación: potencia eléctrica (en kWp) de un panel solar dividido por el área de un panel.
Ejemplo: el rendimiento del panel solar de un módulo fotovoltaico de 250 Wp con un área de 1,6 m2 es del 15,6%.Tenga en cuenta que esta relación nominal se da para condiciones de prueba estándar (STC): radiación = 1000 W / m2, temperatura de la celda = 25 grados centígrados, velocidad del viento = 1 m / s, AM = 1.5.La unidad de la potencia nominal del panel fotovoltaico en estas condiciones se denomina «Watt-peak» (Wp o kWp = 1000 Wp o MWp = 1000000 Wp).
H es el promedio anual de radiación solar en paneles inclinados. Entre 200 kWh / m2.y (Noruega) y 2600 kWh / m2.y (Arabia Saudita). Puede encontrar este valor de radiación global aquí: Bases de datos de radiación solar
Debe encontrar la radiación anual global incidente en sus paneles fotovoltaicos con su inclinación específica (inclinación, inclinación) y orientación (azimut).
PR : PR (Relación de rendimiento) es un valor muy importante para evaluar la calidad de una instalación fotovoltaica, ya que proporciona el rendimiento de la instalación independientemente de la orientación e inclinación del panel. Incluye todas las pérdidas.
Ejemplo de pérdidas detalladas que dan el valor de PR (depende del sitio, la tecnología y el tamaño del sistema):
– Pérdidas del inversor (4% a 10%)
– Pérdidas de temperatura (5% a 20%)
– Pérdidas de cables de CC ( 1 a 3%)
– Pérdidas de cables de CA (1 a 3%)
– ¡Sombras de 0% a 80%! (específico para cada sitio)
– Pérdidas con radiación débil 3% a 7%
– Pérdidas debido al polvo, nieve … (2%)
– Otras pérdidas (?)
Por supuesto, en orden para simular la producción de energía de un sistema fotovoltaico con una mayor precisión y para obtener valores eléctricos mensuales, por hora o instantáneos, debe utilizar las herramientas y los programas que se enumeran en www.photovoltaic-software.com.