¿Qué vidrio se usa para los paneles solares?
La gente tiende a hacer muchas preguntas sobre los paneles solares. Desde lo que pueden alimentar los paneles solares hasta si el uso de un panel solar reduce mi factura de electricidad.
Pero una de las preguntas más comunes se relaciona con los materiales que se encuentran en un panel solar.
¿Qué vidrio se usa para los paneles solares y cuáles son los beneficios de una capa de vidrio?
Únase a nosotros mientras respondemos estas preguntas candentes. Pero primero, debemos ver qué materiales componen las diferentes capas de un panel solar.
¿De qué están hechos los paneles solares?
Metal
El metal que se usa en los paneles solares tiene que ser lo suficientemente resistente para soportar las inclemencias del tiempo, ya que permanecerán al aire libre, pero también lo suficientemente liviano para trabajar con él. La mayoría de los paneles solares usan celdas de silicio para generar corriente y aluminio para hacer el marco.
Dentro de una celda solar, el silicio cristalino semiconductor se coloca entre capas conductoras.
Otras capas que se encuentran en las células solares son la placa de metal inferior, una rejilla de metal en la parte superior, una capa de revestimiento antirreflectante y una pieza de vidrio.
Vaso
Los paneles solares contienen células solares que recogen la energía luminosa del sol y la convierten en electricidad utilizable. Este proceso es similar a cómo una hoja pasa por el proceso de fotosíntesis, generando alimento para una planta.
El sol emite ondas de energía que varían en longitud desde ondas ultravioletas cortas hasta ondas infrarrojas más largas. Cuanto más corta es la longitud de onda, más energía contiene, lo que significa que los fabricantes de paneles solares quieren capturar el extremo superior del espectro para generar más electricidad.
Para lograr esto, los fabricantes eligen materiales para el panel solar que capturan el extremo superior del espectro de radio en el vidrio del panel. Estos materiales incluyen el silicio, que se extrae de la arena de sílice y se utiliza como elemento principal en la mayoría de los paneles solares.
Este elemento es el segundo elemento más abundante que se encuentra en la corteza terrestre, por lo que es poco probable que las empresas de paneles solares tengan escasez de materiales en el corto plazo.
Diferentes paneles solares tienen diferentes anchos de vidrio dependiendo de sus objetivos. Un panel solar de película delgada es el tipo de panel solar más económico del mercado, por lo que utiliza una capa relativamente delgada de vidrio estándar.
Los paneles solares cristalinos suelen utilizar vidrio de 4 mm, lo que los hace más duraderos y estables.
Pero, ¿qué hace exactamente esta capa de vidrio? Bueno, averigüémoslo.
¿Cuál es el propósito del vaso?
Capa protectora
Dado que el vidrio es la primera capa que encuentra la luz, es importante que entendamos su propósito. En primer lugar, el vidrio es un aislante, lo que significa que no conduce electricidad.
Otros aislantes que tienen una conductividad similar a la del vidrio incluyen el caucho y el poliéster, pero el vidrio se destaca entre ellos porque es completamente transparente. Esto significa que la mayor parte de la luz del sol simplemente pasa a través de las otras capas. El vidrio sirve más como medida de protección que cualquier otra cosa.
Mantiene todo lo demás lejos de dañar las capas internas. Estos incluyen rocas de escombros o una rama que cae de un árbol y golpea la superficie del panel solar.
Las otras capas dentro de las células solares son frágiles, por lo que tener esa capa adicional de protección evita que esas capas se dañen.
Eficiencia incrementada
Sin embargo, la capa de vidrio constituye aproximadamente el 97 % del peso total de un panel solar. Hace más que solo proteger los componentes internos de la celda solar, también refleja la luz del sol, permitiendo que los paneles solares la concentren.
Si los semiconductores estuvieran expuestos, el 30 % de la luz se reflejaría en la celda solar. Esto lo hace ineficiente y cuando usamos paneles solares en una red a gran escala, nos esforzamos por lograr la eficiencia. El vidrio ya refleja el 5% de la luz que entra y ciertos paneles solares pierden más luz debido al calentamiento.
La combinación del cristal y el revestimiento antirreflejos nos permite conseguir eficiencia y evita que perdamos más energía. El revestimiento antirreflectante también es transparente, pero la luz no pasa directamente a través de él como lo haría con el cristal.
El recubrimiento obtiene un reflejo de la parte superior e inferior, y si tiene el grosor correcto, los dos reflejos se anulan entre sí. Esto hace que la luz reflejada desaparezca, dejando solo la luz entrante. La cantidad de cancelación depende más de las longitudes de onda, por lo que nunca se deshará por completo de la luz reflectante.
Tanto el vidrio como el revestimiento antirreflectante resuelven muchos de los problemas prácticos a los que se enfrentan los paneles solares. Pero nos vamos a centrar en lo primero, y por qué tantos fabricantes de paneles solares insisten en usarlo en sus células solares.
¿Cuáles son los beneficios del vidrio en un panel solar?
Antes de que podamos entrar en qué tipo de vidrio se usa en los paneles solares, debemos entender por qué tantos fabricantes lo usan como una capa en sus paneles solares.
Transmitir y Reflexionar
Como mencionamos anteriormente, el vidrio es transparente. La razón por la que muchos fabricantes de paneles solares utilizan capas de vidrio es que transmiten la luz sin absorberla.
Esto significa que si la luz del sol golpea la superficie del vidrio, no se absorbe y, en cambio, pasa directamente a través del otro lado del vidrio para llegar a las otras capas. El vidrio actúa como un espejo debido a que es altamente reflectante. Si se aplica al concepto de un panel solar, les permite concentrar la luz solar que ingresa.
Ciertos fabricantes de paneles solares hacen un esfuerzo adicional y laminan el vidrio. Los recubrimientos comunes son aluminio, cloruro de oro y nitrato de plata.
El propósito de este recubrimiento es agregar una capa adicional de protección a los semiconductores debajo de la capa de vidrio y agregar la rigidez del panel solar en sí.
Cubrir el vidrio con una lámina trasera de polímero no será tan efectivo y expondrá las células solares a la humedad ambiental.
Fortaleza
El vidrio es mucho más fuerte de lo que piensas. A menos que se apliquen grandes cantidades de tensión al vidrio, causando un impacto, el vidrio necesitará mucho más que una rama que cae para romperlo.
Los paneles solares están hechos de vidrio templado, también conocido como vidrio de seguridad. La razón es que es cuatro veces más resistente que el vidrio enchapado estándar.
Los diferentes tipos de vidrio tienen diferentes niveles de resistencia. Por ejemplo, se ha demostrado que el vidrio de cal sodada templado es más resistente y menos propenso a romperse en comparación con las ventanas de todos los días.
Si el vidrio se rompe, se romperá en pedazos más pequeños, lo que reduce el riesgo de lesiones por cortes. Cubriremos los diferentes tipos de vidrio en un panel solar después de haber desglosado los beneficios del vidrio en un panel solar. Pero por ahora, sepa que el vidrio puede soportar el estrés causado por los fuertes vientos y las nevadas.
El vidrio utilizado en los paneles solares es resistente al fuego, lo que aumenta la seguridad contra incendios y la protección general del panel solar .
Barato y Liviano
El vidrio requiere poco para producir en comparación con otros materiales. No hay mucha ciencia detrás de esto, todo lo que se requiere es carbonato de sodio y arena. Derretir y dar forma al vidrio es un proceso simple que no requiere ninguna maquinaria sofisticada para realizar el trabajo.
El vidrio también es ligero en términos de peso. Esto hace que la instalación sea mucho más fácil y que el peso total del panel solar sea mucho más ligero, lo que hace que el proceso de transportarlo sea sencillo.
Entonces, si se pregunta si es seguro instalar paneles solares en su techo, la respuesta no solo depende de su panel solar. Por mucho que los paneles solares de vidrio sobre vidrio sean relativamente más livianos que sus otros paneles solares, debe asegurarse de que su techo sea rígido y esté bien mantenido antes de cualquier instalación. A
Conveniencia
Los paneles solares pueden ensuciarse, al igual que cualquier otro electrodoméstico que se deje afuera. Lo que hace conveniente tener una capa de vidrio en el panel solar es que es fácil de limpiar.
Ciertos materiales requieren ciertos métodos de limpieza, pero todo lo que necesita usar para limpiar vidrios es agua jabonosa y una esponja. Eso es todo.
Dado que el vidrio es liso, la suciedad normalmente se desliza y el polvo se puede limpiar. En otras palabras, te estás ahorrando comprar artículos de limpieza especiales o contratar a alguien para que los limpie por ti.
Otra ventaja del vidrio en un panel solar es que es fácil de reciclar. Una vez que su panel solar haya terminado, las empresas de reciclaje calentarán el vidrio y lo convertirán en un polvo que se puede usar para producir otros productos.
Ahora que hemos cubierto todos los beneficios del vidrio en un panel solar, respondamos la pregunta candente de qué tipo de vidrio se usa en los paneles solares.
¿Qué vidrio se usa en los paneles solares?
El vidrio del que estamos hablando aquí es el “vidrio plano”, que se compone de vidrio flotado, laminado, estampado y estirado.
El más común de todos
El vidrio flotado es el que se usa comúnmente en la producción de paneles solares y ofrece la mejor calidad a un bajo costo.
Una vez que los componentes crudos están todos en un solo lote, se llevan a un horno y se derriten. Este vidrio fundido se vierte en un baño lleno de estaño fundido.
Dentro de este baño hay una mezcla de gas hidrógeno y nitrógeno, lo que evita que el estaño se oxide.
Y debido a que el estaño es más denso que el vidrio fundido, el vidrio cubre el estaño, creando una superficie lisa y nivelada.
A veces, los fabricantes también aplicarán una capa antirreflectante después del baño mediante deposición de vapor químico. Esto utiliza reacciones químicas inducidas térmicamente en la superficie del baño para recubrir la mezcla.
El recubrimiento reduce la cantidad de luz reflejada y aumenta el porcentaje de subluz absorbida por las células fotovoltaicas. Luego, el material de vidrio y estaño se coloca en un horno que permite que se enfríe y evita que se agriete.
Antes de que el vidrio se incorpore al panel solar, se inspecciona y se recubre con lucita o metacrilato de metilo. Esto evita que el vidrio se raye o dañe cuando se manipula.
Los demás
El vidrio laminado se usa en superficies que no son planas, por ejemplo, el techo de un RV. Se llama vidrio laminado porque se presiona a través de un rodillo, lo que suaviza el vidrio y permite que se envuelva alrededor de diferentes superficies.
Estos se utilizan principalmente para paneles solares flexibles y se utilizan en áreas de superficie más pequeñas, o si desea un panel portátil para llevar con usted en viajes de campamento.
Se utiliza vidrio estampado para cubrir el módulo de silicio cristalino. Tiene un patrón poco profundo en la superficie del vidrio que difunde el reflejo en la superficie del módulo.
Los patrones más profundos en este tipo de vidrio reducen aún más el reflejo, pero también atraen el agua y la suciedad que pueden dañar el vidrio. El vidrio estirado también utiliza un rodillo al hacer rodar el vidrio fundido a través de él, es una técnica mucho más antigua que nuestros contendientes anteriores.
Más empresas se están inclinando hacia el vidrio flotado, ya que es el más barato de producir y ofrece la mejor calidad del lote. Sin embargo, algunas empresas en China prefieren los métodos de producción más tradicionales y aún utilizan vidrio estirado.
Refresco de limón
La cal sodada es el tipo más común de vidrio plano. Suena como una bebida sabrosa, pero ese no es el caso. Contiene sodio, óxido de calcio y sílice.
Ciertos vidrios planos requieren dióxido de silicio, que al fundirse para generar láminas planas, es extremadamente costoso.
El vidrio de cal sodada reduce el punto de reblandecimiento al agregar óxido de sodio. Sin embargo, esto hace que el vidrio sea soluble en agua, por lo que agregar óxido de calcio ayudará a garantizar que el vidrio sea químicamente resistente.
Desafortunadamente, hay elementos alcalinos en el vidrio de cal sodada como sodio, potasio y calcio. Estos pueden escapar del vidrio y afectar las capas internas de una celda solar.
Hierro bajo
Una alternativa a la cal sodada que no es tan frecuente es el bajo contenido de hierro. El nombre proviene del vidrio que tiene un contenido de hierro más bajo que la cal sodada. Donde la cal sodada mide 1,000 ppm, el hierro bajo es drásticamente más bajo, midiendo 100 ppm.
El vidrio con un nivel más bajo de óxido de hierro hace que el panel solar tenga una mayor transmisión de luz solar. Esto significa que las células solares protegidas con bajo contenido de hierro son más eficientes que las protegidas con cal sodada. La transmisión solar que se encuentra en el vidrio de cal sodada es de alrededor del 85 %, pero en el vidrio con bajo contenido de hierro es del 91 %, a veces superando esa cantidad.
Como puede imaginar, el costo de producción del vidrio con bajo contenido de hierro es mucho mayor que el del vidrio sodocálcico estándar. Sin embargo, la mejor transmisión y la calidad general del vidrio en sí mismo justifican el precio que piden los usuarios de paneles solares más experimentados.
Conclusión
Por ahora, podemos verificar que el vidrio juega un papel importante para mantener un panel solar fuerte y funcional.
Agregar esa capa adicional de protección garantiza que aproveche al máximo su panel solar y lo mantenga a salvo de cualquier amenaza externa. Cualquiera que sea el vidrio que use su panel solar, sepa que es una característica importante para garantizar que su panel solar dure muchos años.
