Un panel fotovoltaico es un tipo de panel solar cuya función es la conversión de la radiación solar (fotones) en energía eléctrica. Se puede denominar también módulo fotovoltaico o placa fotovoltaica, y dicha conversión es debido al efecto fotoeléctrico que es la base de la energía solar fotovoltaica.
¿Qué partes componen un panel fotovoltaico?
Todos los paneles fotovoltaicos están compuestos de los siguientes materiales:
- Una cubierta frontal de vidrio con alta transmisión para proteger el panel de la intemperie y dejar pasar la máxima radiación solar posible.
- El encapsulado, que consta de una especie de «sandwich» con una capa superior e inferior de EVA y las células solares entre medias. Al aplicarle calor, se produce un sellado y aislante que protege las celdas fotovoltaicas.
- El tedlar, que se encuentra en la parte posterior del panel, para aportar estanqueidad a la parte posterior del panel.
- El marco, generalmente de aluminio anodizado, que aporta robustez al grupo y facilita su montaje en estructuras.
- La caja de conexiones, que es la que utilizamos para poder extraer la electricidad del panel fotovoltaico.
¿Qué es un panel fotovoltaico y cómo funciona?
Un panel fotovoltaico es un tipo de panel solar que convierte la luz solar en electricidad de corriente continua que puede utilizarse para alimentar dispositivos eléctricos y generar un ahorro en el consumo eléctrico.
Los paneles solares que se utilizan en edificios, naves industriales o viviendas, se componen de matrices de células fotovoltaicas fabricadas con materiales semiconductores como el arseniuro de galio o el silicio cristalino, que transforman la energía solar que incide sobre ellos, en producción de energía eléctrica.
Esta conversión de electricidad se produce gracias al efecto fotovoltaico, que consiste en que un electrón salte de una célula cargada negativamente a otra cargada positivamente, lo que produce un flujo continuo de electrones, o lo que es lo mismo, una corriente eléctrica.
Una vez se genera esa corriente en los módulos fotovoltaicos, al ser una corriente continua, puede almacenarse en una batería, y posteriormente deberá pasar por un inversor solar, para transformar esa corriente continua en corriente alterna y así poder utilizarla para su consumo.
No debes confundirlo con los paneles solares térmicos, cuya función es calentar el agua que circula por su interior, son otra tecnología.
Potencia nominal de un panel fotovoltaico:
La potencia de un panel solar se mide en Vatios (W) y está medida en lo que se denomina, Condiciones Estándar de Medida, o STC (Standard test conditions). Estas son condiciones de laboratorio y consisten en medir las propiedades eléctricas de cada panel solar a una temperatura de 25ºC y con una radiación de 1.000 Watts/m2.
Tipos de paneles solares fotovoltaicos:
Sin entrar en demasiados detalles, existen tres tipos de paneles solares fotovoltaicos:
- Monocristalinos: Compuestos por células fotovoltaicas de silicio monocristalino.
- Policristalinos: Compuestos por células de silicio policristalinos.
- Capa fina (o Thin Film): Compuestos por capas de silicio amorfo.
Placas solares Monocristalinas:
Este tipo de panel fotovoltaico está compuesto por células de silicio monocristalino y son los de mayor eficiencia. Esto es debido a que las celdas se obtienen a partir de un único cristal de silicio, de ahí su nombre de «mono cristalino». Pueden llegar a tener hasta un 22% de eficiencia (Vatios / metro cuadrado).
Podemos diferenciarlos por su color “negro” y, en ocasiones, con las células solares con las esquinas recortadas (producidas por el corte que se debe hacer en el lingote de silicio).
Placas solares Policristalinas:
Este tipo de módulo fotovoltaico es de menor eficiencia que los anteriores. Esto es debido a que las celdas no proceden de un único cristal de silicio, sino que es el resultado de aglutinar varios cristales de silicio. Esto implica que su eficiencia es más baja (16-17%).
Podemos diferenciarlos por que sus células tienen un color “azulado” y son totalmente cuadradas. También por su precio, que siempre es más bajo, aunque también su rendimiento.
Placas solares de Capa Fina (Amorfo):
Este tipo de paneles solares está cada día más en desuso. Los motivos son los precios competitivos de los otros tipos, y que además los paneles fotovoltaicos de silicio amorfo, rara vez superan el 10-12% de eficiencia y su comportamiento a largo plazo no es el mejor posible.
Su aspecto de de un tono negro uniforme y su potencia suele ser baja.
Placas solares transparentes:
Sin ser un tipo de panel solar en si, puesto que utilizan las mismas células fotovoltaicas monocristalinas y policristalinas, si es verdad que sus aplicaciones son más para integración, ventanas, y espacios donde se desea que pase, parcialmente, la luz al interior.
Paneles solares flexibles:
Son otra variedad de los anteriores, con la particularidad que poseen cierta flexibilidad y, por tanto, se pueden utilizar en superficies curvas o de difícil uso de soportes metálicos. Sus usos más frecuentes son en autocaravanas y barcos.
Tipos por número de células:
Generalmente se suele hablar de dos variedades de medidas para una placa solar fotovoltaica:
- De 36 células: tienen una potencia de 160W y sirven para sistemas fotovoltaicos aislados con baterías de 12V. Son llamados también «paneles solares de 12V«.
- De 60 células: son las que más se usan en tejados de viviendas, por ser más pequeñas. El tamaño de estos paneles suele estar alrededor de los 1.7 metros de largo y 1.0 metros de ancho. Su potencia nominal suele ser desde 280 hasta 330 Wattios.
- De 72 células: Se utilizan en proyectos más industriales donde no hay tanta dificultad a la hora de subir los paneles al tejado. Estos suelen tener unas dimensiones de 2.0 metros de largo y 1.0 metros de ancho aproximadamente. Su potencia nominal suele ser desde 330 hasta 420 Wattios. Son también llamados «paneles solares de 24V» cuando nos referimos a sistemas aislados.
- De 60 células para aislada: Es un tipo de panel fotovoltaico de pequeño tamaño de entre 80W hasta 190W, que son utilizados para aplicaciones aisladas de 12V – 24V con baterías.
- Shingle Cells: Son un tipo de panel con tecnología muy avanzada donde se unen las células fotovoltaicas cortadas «en teja» para que tenga un comportamiento como una «super célula». El número de células solares puede variar.
- Media Célula (O células cortadas): Son células fotovoltaicas cortadas en dos y seriadas. Tiene la ventaja de mejorar el comportamiento en sombras pero una gran desventaja que es la que se duplican las soladuras y contactos metálicos, por lo que están más expuestas a fallos.
Tipos de potencias habituales en función del número de células:
| Número de Células | Rango Potencia | Tamaño | Aplicaciones |
| 60 o 120 (media célula) | 280-330W | 1.7 x 1.0 metros | Viviendas (+) e Industria (-) |
| 72 o 144(media célula) | 330-420W | 2.0 x 1.0 metros | Industria (+), Huertos solares (+), y Viviendas (-) |
| 36 o 72(media célula) | 80 – 190W | 1.6 x 0.9 metros | Aplicaciones aisladas de red |
| Shingle Cells | 330-420W | (1.7 x 1.0) / (2.0 x 1.0) metros | Viviendas e Industria |
Tipos por el tiempo de cobertura de la garantía:
- Modelos gama media-baja: Poseen garantías de 10-12 años de producto y 25 años de producción (rendimiento o potencia).
- Modelos gama media: Poseen garantía de 15-20 años de producto y 25 años de producción (rendimiento o potencia).
- Modelos gama alta: Poseen garantía de 25 años de producto y 25 años de producción.
¿Cuál es la esperanza de vida de un módulo fotovoltaico?
Un buen panel fotovoltaico, de buena calidad, puede durar más de 30 años generando energía eléctrica. Hay ya casos de módulos solares fotovoltaicos con más de 30 años produciendo energía sin mayores problemas.
Eso si, las placas solares pueden durar 30 años si son de alta calidad. Por el contrario, las placas solares baratas suelen comenzar a dar problemas a los 6-8 años. Por eso insistimos siempre en la importancia de la calidad la hora de invertir en instalaciones fotovoltaicas.
¿Cómo los paneles fotovoltaicos pueden suministrar electricidad a una casa?
La instalación de paneles fotovoltaicos más habitual es el sistema conectado a la red, que, como su nombre indica, está conectado a la red de distribución eléctrica nacional. Esto significa que por la noche, cuando los paneles solares no funcionan, se puede utilizar la electricidad de la red.
Además, si una instalación solar produce más electricidad de la que necesita, se puede verter el excedente a la red y, de hecho, ahorrar más dinero por tener paneles solares, al poder descontar esa energía de la factura mensual.
Por tanto, el uso de paneles fotovoltaicos como fuente de electricidad puede resultar realmente beneficioso gracias a la reducción de los costes de la electricidad. Además, existen multitud de subvenciones que reducen drásticamente la inversión inicial necesaria, lo que implicar una amortización mucho más rápida.
Otra de las muchas ventajas de la energía solar es que es respetuosa con el medio ambiente. Su uso contribuye a reducir nuestra huella de carbono.
¿Como se instalan?
Una instalación fotovoltaica de módulos solares se realiza siempre sobre algún tipo de soporte o estructura, en acero o aluminio, destinada para este tipo de instalaciones. Dependiendo del proyecto y la ubicación, estas estas estructuras pueden tener inclinación, o también ser instaladas directamente sobre el tejado, cuando el mismo ya disponga de la inclinación suficiente.
La orientación debe ser siempre Sur, o lo más cercana al sur, en caso de estar en el hemisferio Norte. Para el caso de instalaciones en el hemisferio Sur, la orientación será Norte. El motivo es para aprovechar la máxima radiación solar posible.
Por último, es fundamental evitar sombras proyectadas en cualquier tipo de instalación de paneles, pues esto puede reducir drásticamente la producción eléctrica del panel o paneles solares afectados.
¿Como se conectan los paneles solares fotovoltaicos?
Todos los paneles fotovoltaicos vienen de fábrica con una caja de conexiones en su parte posterior, de la que salen dos cables con sus respectivos conectores MC4 o compatibles, tanto en el polo positivo como en el polo negativo.
La conexión de los paneles puede hacerse en serie o en paralelo. Si los conectas en serie, consigues más tensión al final de la serie (o string) por que se suman las tensiones de cada uno de los paneles solares que están conectados. Si los conectas en paralelo lo que consigues es mayor corriente, puesto que, en este caso, el resultado es la suma de las corrientes de cada uno de los paneles que están conectados en paralelo.
