Conocimiento sobre la eficiencia de los paneles solares.

La energía solar es una fuente de electricidad limpia y renovable que se ha vuelto cada vez más popular en todo el mundo. Un componente clave de los sistemas de energía solar es el panel solar, que convierte la luz solar en electricidad de corriente continua (CC) mediante el efecto fotovoltaico. La eficiencia de un panel solar se refiere al porcentaje de luz solar que puede convertir en electricidad utilizable y está influenciada por varios factores como los materiales, el diseño, la temperatura y el sombreado.

Históricamente, los paneles solares estaban hechos de obleas de silicio cristalino (c-Si) que utilizaban procesos costosos y que consumían mucha energía para purificar y cristalizar la materia prima. Sin embargo, en los últimos años han surgido nuevos tipos de células solares, incluidas células de película delgada, orgánicas, de perovskita y en tándem, que ofrecen diferentes ventajas y desafíos. La siguiente tabla muestra algunas eficiencias típicas de diferentes tecnologías de células solares, según lo informado por el Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) de Estados Unidos.

Eficiencia Tecnológica (%)

Monoc-Si 22,7

Poli c-Si 20,5

Película fina de CdTe 21.0

CIGS de película delgada 23.7

Orgánico 10.8

Perovskita 25,5

Tándem 29.1

Como se puede observar, la eficiencia más alta conseguida hasta el momento es 29,1% para una celda en tándem que combina dos o más materiales con propiedades ópticas y eléctricas complementarias. Sin embargo, este récord se estableció en un laboratorio en condiciones ideales, y las versiones comerciales de la tecnología pueden tener eficiencias más bajas debido a limitaciones prácticas como el costo, la estabilidad y la escalabilidad. Por lo tanto, es importante equilibrar la eficiencia con otros factores como la confiabilidad, la durabilidad y la asequibilidad al elegir un panel solar para una aplicación específica.

El diseño de un panel solar también afecta su eficiencia, ya que las diferentes configuraciones de células solares, conectores, revestimientos y marcos pueden afectar la cantidad de luz solar que se captura y convierte. Algunos factores de diseño comunes que pueden mejorar o reducir la eficiencia de los paneles solares incluyen:

Tamaño y forma de la celda: las celdas más pequeñas y redondas pueden reducir las pérdidas por sombreado y mejorar la conexión en serie, pero pueden aumentar los costos de procesamiento y las pérdidas resistivas.

Interconexión: las conexiones paralelas de las celdas pueden reducir el efecto del sombreado y minimizar el desajuste actual, pero pueden aumentar la resistencia interna y la susceptibilidad a los puntos críticos.

Recubrimiento antirreflectante: una fina capa de película en la parte superior de las celdas puede reducir el reflejo de la luz solar y aumentar la absorción, pero también puede introducir problemas adicionales de costo, complejidad y durabilidad.

Lámina posterior: una capa protectora en la parte inferior de las celdas puede evitar daños por humedad, polvo y impactos, pero también puede afectar la disipación de calor y la adhesión.

Marco: Un marco robusto y resistente a la intemperie puede soportar el peso del panel y facilitar la instalación y el mantenimiento, pero también puede proyectar sombras y reducir el flujo de aire.

Finalmente, La eficiencia de los paneles solares también se ve afectada por factores externos. como la temperatura y la sombra. Cuando un panel solar se calienta, su conductividad eléctrica disminuye, lo que genera un voltaje de salida más bajo y una corriente más alta. Por lo tanto, es importante elegir un panel solar con un coeficiente de temperatura de potencia (Pmax) que coincida con las condiciones climáticas locales. La sombra de árboles, edificios, nubes u otros objetos también puede disminuir la cantidad de luz solar que llega a un panel solar, provocando puntos calientes, corrientes inversas y rendimiento reducido. Para evitar la sombra, los paneles solares deben instalarse en un ángulo y orientación adecuados que maximicen la exposición solar, y pueden usar dispositivos como diodos de derivación, bolas de sombra o seguidores para mitigar los efectos de la sombra parcial.

En conclusión, la eficiencia de los paneles solares es un parámetro clave que determina cuánta electricidad se puede generar a partir de la luz solar y depende de varios factores como los materiales, el diseño, la temperatura y la sombra. Al equilibrar la eficiencia con otros criterios como el costo, la confiabilidad y la escalabilidad, la energía solar puede contribuir a un futuro energético más sostenible y resiliente.