Fundamentos y Rendimiento de Módulos Fotovoltaicos: Potencia Pico y Tipos de Silicio

Potencia Pico (Wp) de un Módulo Fotovoltaico

¿Qué se entiende por potencia pico de un módulo?

Es la potencia de salida, expresada en Watts (W), que produce un panel fotovoltaico en condiciones de máxima iluminación solar. Estas condiciones estándar se definen con una radiación de aproximadamente 1 kW/m² (la que se produce en un día soleado al mediodía solar).

Diferencias Tecnológicas: Silicio Monocristalino vs. Policristalino

¿Qué diferencia existe entre los módulos policristalinos y los monocristalinos?

Los módulos fotovoltaicos están compuestos por celdas de silicio monocristalino o policristalino. La diferencia fundamental entre ambos tipos radica en el procedimiento de fabricación y la estructura cristalina resultante.

Fabricación de Celdas de Silicio Monocristalino

Las celdas de silicio monocristalino se obtienen a partir de silicio muy puro, siguiendo un proceso riguroso:

1. El silicio se refunde en un crisol junto con una pequeña proporción de boro (dopante).
2. Una vez que el material se encuentra en estado líquido, se introduce una varilla con un "cristal germen" de silicio.
3. El material se va haciendo recrecer, ordenando los nuevos átomos procedentes del líquido siguiendo la estructura del cristal.
4. De esta forma se obtiene un monocristal dopado, que luego se corta en obleas de aproximadamente 0.3 milímetros de grosor.
5. Estas obleas se introducen en hornos especiales, dentro de los cuales se difunden átomos de fósforo que se depositan sobre una cara.
6. Posteriormente, y antes de realizar la serigrafía para las interconexiones superficiales, se recubren con un tratamiento antirreflectivo de dióxido de titanio o zirconio.

Fabricación de Celdas de Silicio Policristalino

En las celdas policristalinas, en lugar de partir de un monocristal, se deja solidificar lentamente sobre un molde la pasta de silicio. Con este método se obtiene un sólido formado por muchos pequeños cristales de silicio, que luego pueden cortarse en finas obleas policristalinas.

Operación en Condiciones Variables

¿Pueden funcionar los módulos fotovoltaicos en días nublados?

Sí. Los módulos fotovoltaicos generan electricidad incluso en días nublados, aunque su rendimiento disminuye. La producción de electricidad varía linealmente con la luz que incide sobre el panel. Un día totalmente nublado equivale aproximadamente a un 10% de la intensidad total del sol, y el rendimiento del panel disminuye proporcionalmente a este valor.

Factores Determinantes del Rendimiento Fotovoltaico

¿De qué factores depende el rendimiento de un panel fotovoltaico?

El rendimiento depende fundamentalmente de dos factores:

• Intensidad de la radiación luminosa: La intensidad de corriente que genera el panel aumenta con la radiación, permaneciendo el voltaje aproximadamente constante.
• Temperatura de las celdas solares: El aumento de temperatura en las celdas supone un incremento en la corriente, pero al mismo tiempo una disminución mucho mayor, en proporción, de la tensión.

El efecto global es que la potencia del panel disminuye al aumentar la temperatura de trabajo del mismo.

Importancia de la Orientación e Inclinación

En relación con la radiación, la colocación de los módulos (su orientación e inclinación respecto a la horizontal) tiene mucha importancia, ya que los valores de la radiación varían a lo largo del día en función de la inclinación del sol respecto al horizonte.

Una radiación de 1.000 W/m