Tipos de celdas solares: monocristalinas, policristalinas, de película delgada
En las regiones soleadas del planeta, donde el suministro de energía convencional es imposible o poco práctico y la instalación de una turbina eólica por alguna razón no es adecuada, se pueden usar paneles solares (baterías). Los conjuntos de paneles solares de alta potencia se instalan en los techos de casas particulares, en jardines, en barcos, en farolas. Las baterías solares portátiles se utilizan para cargar dispositivos y baterías mientras se viaja, para alimentar walkie-talkies.
Los paneles solares son confiables, no tienen partes móviles, no están sujetos a desgaste mecánico como las turbinas eólicas, por lo que son muy duraderos y pueden servir a su propietario de manera confiable durante décadas. Veamos qué son los paneles solares, sus principales tipos.
Células solares monocristalinas
Los paneles solares monocristalinos tienen un tono tradicional negro o azul oscuro. Estos paneles están enmarcados por un marco de aluminio y cubiertos con vidrio resistente a los impactos.
Las células solares monocristalinas están hechas únicamente de silicio puro.Una fusión de silicio puro se solidifica lentamente al contacto con una semilla, produciendo así una fundición cilíndrica de cristal único de silicio de unos 20 cm de diámetro y hasta 2 metros de largo.
El lingote resultante de silicio puro se corta en placas de aproximadamente 300 μm de espesor cada una. La eficiencia de tales elementos alcanza el 19%, porque en esta multiestructura los átomos están dispuestos de tal manera que proporcionan a los electrones una movilidad correspondientemente mayor, y las baterías de ellos muestran una mayor eficiencia energética.
Las placas están equipadas con electrodos metálicos en forma de rejillas. Por lo general, las celdas individuales de las baterías monocristalinas tienen forma de cuadrados con esquinas recortadas.
Estos elementos son bastante eficientes, los diseños industriales muestran una eficiencia real en la región del 16%, por lo que los elementos de este tipo son más caros por 1 vatio que los policristalinos. Su vida útil es muy larga, puede alcanzar los 50 años.
Células solares policristalinas
Las células solares policristalinas de color azul brillante son mucho más baratas que las monocristalinas. Los elementos para ellos no están hechos de un solo cristal de silicio, por lo que los átomos de silicio están dispuestos aquí de forma aleatoria.
Ahora, la eficiencia promedio de un panel policristalino está en la región de 13-15%. Sin embargo, debido a su amplia disponibilidad, este tipo de celda es muy común entre los consumidores que quieren acceder a la energía solar de la forma más económica posible.
La gran desventaja de los elementos policristalinos es que presentan una extrema fragilidad durante el transporte. Su vida útil máxima es de 25 años.El proceso de producción industrial de elementos policristalinos está mejorando con el tiempo, por lo que existe la esperanza de que en el futuro alcancen a los monocristalinos en términos de eficiencia.
Células solares de película delgada
Células solares de película delgada más barato de fabricar que el silicio monocristalino y policristalino. Se basan en películas de polímeros, silicio amorfo, aluminio, telururo de cadmio y otros semiconductores, que ya se utilizan en la fabricación de cargadores para gadgets, en forma de pequeñas células solares plegables.
Las baterías de este tipo ocupan 2,5 veces más área que las cristalinas con la misma potencia, pero pueden funcionar incluso con tiempo nublado con luz dispersa durante el tiempo nublado, y las baterías se pueden colocar no solo en el techo del edificio, sino incluso en sus paredes Por lo tanto, el uso de baterías de película delgada está justificado en la construcción de plantas de energía solar relativamente grandes, cuando se cuenta con el área necesaria para su colocación.
Son los paneles de película delgada los que son particularmente populares hoy en día en los sistemas que operan a escala industrial con inversores conectados a la red que suministran electricidad a la red pública. Estos sistemas requieren un controlador de alto voltaje y un inversor especial, que se diferencia de los domésticos convencionales que se utilizan con las baterías monocristalinas y policristalinas habituales.
Aunque las células solares de película delgada hechas de silicio amorfo tienen una eficiencia promedio del 7%, son las más baratas en términos de costos de producción de todos los paneles solares. El telururo de cadmio tiene una eficiencia promedio del 11% y es un poco más caro que las baterías de silicio amorfo.Las células solares a base de cobre, indio, galio y selenio son las baterías de película delgada más eficientes, su eficiencia alcanza el 15%.
Ver también:Eficiencia de células y módulos solares.