Los paneles solares están hechos en su mayoría de silicio. Así es como esa abundante sustancia se transforma en algo que genera electricidad.
La arena es gruesa, áspera, irritante y llega a todas partes. También es el ingrediente clave en los paneles solares .
Si está buscando instalar un sistema solar en su hogar para poder despedirse de su factura de electricidad , y de la inflación que la sigue elevando, debería estar agradecido por la arena.
Ahora, no puede simplemente salir, arrojar un montón de arena en su techo y rezar para que la energía fluya a través de ella hacia sus tomas de corriente, ni mucho menos. Si bien la arena es una materia prima esencial para producir células solares, no todos los tipos de arena sirven. La arena utilizada para la producción de células solares debe ser rica en dióxido de silicio y cumplir con los estándares más exigentes para garantizar que la célula solar resultante convierta la luz solar en electricidad de la manera más eficiente.
También se necesita un proceso de fabricación muy sofisticado para crear células solares eficientes , los componentes básicos de los paneles solares que se ven en los tejados de todas partes.
Esto es lo que entra en un panel solar.
¿De qué están hechos los paneles solares monocristalinos?
Los dos tipos más comunes de paneles solares domésticos, monocristalinos y policristalinos, comienzan con arena que tiene un alto contenido de dióxido de silicio que se calienta y purifica para formar bloques llamados lingotes, Rohit Kalyanpur, director ejecutivo de la empresa de tecnología solar Optivolt, con sede en Silicon Valley
Para los paneles solares monocristalinos, las obleas individuales se cortan de un solo lingote. Los lingotes utilizados para las células monocristalinas tienen un aspecto negro distintivo y una estructura celular uniforme. Los paneles solares fabricados con células solares monocristalinas son los más eficientes, con índices que van del 17 % al 22 %, y ofrecen el mejor rendimiento. A partir de 2021, más de la mitad de los paneles solares residenciales instalados en los EE. UU. tenían índices de eficiencia superiores al 20 %, en comparación con el 0,6 % de hace una década, según el informe Tracking the Sun del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley .
El costo promedio de estos paneles es de $1 a $1.50 por vatio, pero los precios pueden variar según la ubicación. Los paneles monocristalinos tienen una vida útil de 25 años, un coeficiente de temperatura moderado (lo bien que funcionan en los días calurosos) y una apariencia totalmente negra.
¿De qué están hechos los paneles solares policristalinos?
Los paneles solares policristalinos están hechos de una combinación de varios cristales de silicio. El proceso de fabricación implica la fusión de múltiples cristales de silicio y su formación en obleas. Estas obleas mezcladas tienen un tono azulado distintivo, debido a la orientación aleatoria de los cristales de silicio. Debido a que la oblea tiene una estructura celular no uniforme, las células solares policristalinas son menos eficientes que las células solares monocristalinas. Por lo tanto, los paneles solares fabricados con células solares policristalinas tienen índices de eficiencia que van del 15 % al 17 %.
El costo promedio de estos paneles oscila entre 90 centavos y $1 por vatio. El coeficiente de temperatura de los paneles policristalinos es peor que el de los paneles monocristalinos, lo que significa que funcionarán peor cuando haga calor, pero aún pueden funcionar hasta por 25 años. Como resultado, estos paneles son excelentes para los propietarios de viviendas conscientes del presupuesto.
¿De qué están hechos los paneles solares de película delgada?
Los paneles solares de película delgada se fabrican colocando una capa delgada de material fotovoltaico, como silicio amorfo, telururo de cadmio (CdTe) o seleniuro de cobre, indio y galio (CIGS), sobre un material como vidrio o plástico. Estos paneles son conocidos por ser flexibles y livianos, lo que los hace adecuados para aplicaciones en las que los paneles tradicionales pueden no ser factibles, como en superficies curvas o dispositivos portátiles. Sin embargo, los paneles de película delgada son generalmente menos eficientes que los paneles de silicio monocristalino y policristalino, y cuestan entre $1 y $1,50 por vatio.
¿Cómo se fabrican los paneles solares?
Ahora que hemos cubierto cómo se fabrican los diferentes tipos de células solares, probablemente se esté preguntando cómo se ensamblan los paneles solares. Aquí hay un esquema paso a paso del proceso.
- Paso 1: purificación de silicio y formación de lingotes : la arena con un alto contenido de silicio se refina para eliminar las impurezas y producir silicio de alta pureza. El silicio se funde y se forma en lingotes cilíndricos.
- Paso 2: Rebanado de obleas: Los lingotes de silicio se rebanan en un grosor preespecificado y medido con precisión con una sierra con borde de diamante. El grosor de la oblea se controla cuidadosamente para optimizar el equilibrio entre la absorción de luz y la conductividad eléctrica. Estas obleas son la «base de cada célula solar», dijo Kalyanpur.
- Paso 3: Procesamiento de celdas: Luego, las obleas se someten a una serie de tratamientos para mejorar sus propiedades fotovoltaicas. Los tratamientos incluyen un proceso de texturización para aumentar la absorción de luz. Se agregan contactos de metal al frente y atrás de cada celda para permitir que las celdas conduzcan la electricidad.
- Paso 4: Ensamblaje y encapsulación de celdas solares: Las celdas solares se ensamblan en un panel solar conectándolas en configuraciones en serie o en paralelo. La configuración determinará el voltaje deseado y la salida de corriente. Luego, las celdas se recubren con vidrio duradero u otro material transparente. Luego, las celdas encerradas se unen a un marco.
- Paso 5: Integración de componentes eléctricos: La caja de conexiones y otros componentes eléctricos se agregan a los paneles. Estos componentes permiten que el panel solar transmita la electricidad que genera al inversor y al controlador de carga.
Los paneles solares se someten a un riguroso proceso de garantía de calidad en cada etapa del proceso de fabricación, incluso después del ensamblaje. Este proceso de garantía de calidad ayuda a garantizar que cada componente cumpla con los estándares requeridos de rendimiento y confiabilidad.