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Eficiencia en paneles solares: Monocristalinos vs Policristalinos

Los paneles solares atrapan la luz solar en su estructura y la convierten en electricidad por efecto fotovoltaico, pero sólo una parte de esa energía se puede convertir a electricidad ya que no hay un sistema fotovoltaico 100% eficiente.

La mayoría de paneles solares tienen una eficiencia inferior al 20%, lo que significa que sólo pueden capturar hasta un 20% de la energía disponible en la radiación solar. Obviamente, la eficiencia de un panel depende de su calidad y precio. Para conseguir su objetivo, los paneles solares están construidos de material semiconductor dispuestos es secciones p-n que estimuladas por la luz solar permiten el paso de electrones entre dichas secciones. Al recibir la radiación solar los electrones viajan de la sección N a la P produciendo un flujo de corriente cuya magnitud depende de la temperatura, la impureza del semiconductor y la irradiancia de luz solar.

Existen varios tipos de panel solar, dentro de los cuales nos enfocaremos en los monocristalinos y policristalinos por ser los de mayor presencia en el mercado. Cada tipo tiene sus ventajas y desventajas comparado con el otro pero nos centraremos en la eficiencia. Los paneles monocristalinos son los más eficientes con un rango que va entre el 15% y el 20%. En términos de costo, los policristalinos son más económicos ya que son más baratos de producir.

La figura 1 ilustra la topología de cada tipo de panel. Los monocristalinos se caracterizan por tener celdas recortadas en sus esquinas y un color más oscuro tendiendo a negro, mientras que los policristalinos lucen de un tono más azulado.

Eficiencia

Costo

Espacio

Fabricación

1

Monocristalino

(15-20%)

Monocristalino

(Mas costoso)

Monocristalino (Más eficiente)

Policristalino (Facilidad intermedia)

2

Policristalino

(13-16%)

Policristalino

(Costo moderado)

Policristalino

(Moderado)

Monocristalino

(Fabricación compleja)

Uno de los factores más determinantes en la eficiencia de un panel es la temperatura. A medida que esta aumenta, la eficiencia disminuye lo que implica que hay grandes pérdidas de eficiencia cuando los paneles deben trabajar a altas temperaturas. No es cierto que los policristalinos trabajen mejor a altas temperaturas o viceversa, como lo demuestran las fichas técnicas de unos u otros ya que la eficiencia se ve impactada por la temperatura indistintamente sin importar el tipo de panel.

La eficiencia puede variar según la tecnología utilizada, la marca y muchos otros factores, pero a la fecha no supera el 22.8% en los paneles a base de silicio. Actualmente se desarrollan nuevos paneles con perovskita que han demostrado eficiencias superiores en laboratorio, pero todavía queda mucho para verlos en el mercado.

La figura 3 muestra la tabla de especificaciones de un panel de 72 celdas, de Yingli Solar en donde se evidencia una eficiencia máxima del 17% en el mejor caso.

-Adaptado y traducido al español del BLOG de Epever :  https://bit.ly/3eSbAc4