Menu

Panells d'energia
solar fotovoltaica

Tipus de panells fotovoltaics: descripció i rendiment

Tipus de panells fotovoltaics: descripció i rendiment

Al mercat hi ha diversos tipus de plaques solars fotovoltaiques per a ús domèstic. Els tipus més comuns són:

Les plaques solars fotovoltaiques es fan servir per generar energia elèctrica mitjançant l'efecte fotovoltaic. No obstant això, a les instal·lacions solars tèrmiques també s'utilitzen un altre tipus de plaques solars anomenades col·lectors solars que s'utilitzen per escalfar aigua per a ús domèstic.

Al mercat també existeixen els anomenats panells solars híbrids, que permeten alhora generar electricitat i obtenir aigua calenta sanitària.

Al voltant del 90% de la tecnologia fotovoltaica es basa en l‟ús d‟alguna variació del silici. Les diferències entre els diferents tipus de plaques solars es basa en la distribució, la composició i la puresa d'aquest material. 

Com més pur és el silici, més alineades estan les seves molècules, i millor converteix l'energia solar en electricitat.

A continuació analitzem més detalladament cadascun dels tipus de panells fotovoltaics més comuns:

Panells solars monocristal·lins de cel·les de silici

Tipus de panells fotovoltaics: descripció i rendimentAls panells solars monocristal·lins les cel·les solars de silici monocristal·lí (mono-Si), són força fàcils de reconèixer per la seva coloració i aspecte uniforme, que indica una alta puresa en silici.

Les cel·les monocristal·lines es fabriquen amb blocs de silici o ingots, que són de forma cilíndrica. Posteriorment, per reduir els costos de fabricació i optimitzar-ne el rendiment, es retallen els quatre costats dels blocs cilíndrics per fer làmines de silici. Aquesta retallada és la que els dóna aquest aspecte característic.

Es pot distingir clarament un panell solar monocristal·lí d'un policristal·lí perquè al policristal·lí les cel·les no tenen cantonades arrodonides i són perfectament rectangulars.

La diferència bàsica entre les cel·les solars monocristal·lines i policristal·lines és la composició del vidre de silici. Les cèl·lules monocristal·lines estan formades per un únic tipus de vidre de silici, d'aquesta manera s'aconsegueix un alineament força perfecte de tots els components del vidre.

Panells solars policristal·lins

Tipus de panells fotovoltaics: descripció i rendimentEn la fabricació de plaques solars policristal·lines no es fa servir el mètode Czochralski. En aquest tipus de panell solar el silici en brut es fon i s'aboca en un motlle quadrat. A continuació es refreda i es talla a làmines perfectament quadrades.

El seu avantatge més gran respecte a les cel·les monocristal·lines parteix d'un procés de producció de menor cost.

L'eficiència baixa en augmentar la temperatura

D'altra banda, aquest tipus de plaques fotovoltaiques compta amb alguns desavantatges: La menor tolerància a la calor d'aquestes cel·les fa que tinguin una eficiència inferior a l'alternativa monocristal·lina. Aquesta propietat és més rellevant quan la instal·lació es troba a zones càlides.

En concret, s'estima que als panells que inclouen cèl·lules policristal·lines la ràtio d'eficiència és d'un màxim del 16%, fonamentalment per la menor quantitat de silici que incorporen.

Panells solars fotovoltaics de capa fina

Tipus de panells fotovoltaics: descripció i rendimentEl fonament daquests panells és dipositar diverses capes de material fotovoltaic en una base.

Depenent del tipus, un mòdul de capa fina presenta una eficiència del 7-13%. Com que tenen un gran potencial per a ús domèstic, cada vegada són més demandats.

Els mòduls fotovoltaics de pel·lícula prima es fabriquen dipositant el material semiconductor sobre un substrat similar al vidre, perquè els panells solars rígids s'utilitzin a exteriors. En el cas de panells flexibles per a usos menys convencionals, es fa servir plàstic.

El mòdul de pel·lícula prima es fabrica com un bloc i no requereix l'assemblatge de diverses cel·les. A més, la quantitat de material semiconductor present al panell és força menor que els panells solars fets amb cel·les fotovoltaiques estàndard. D'aquesta manera es redueixen els costos de producció, però d'altra banda tenen una eficiència menor en comparació dels equivalents monocristal·lins.

Categories dels panells de capa fina

Els mòduls de pel·lícula prima se subdivideixen en diverses categories segons els materials semiconductors dipositats en ell, entre els més comuns trobem:

  • Silici amorf, en què els àtoms de silici es dipositen químicament en forma amorfa, o estructuralment desorganitzats, sobre la superfície de suport. Aquesta tecnologia utilitza quantitats molt petites de silici. Generalment mostren una eficiència menys constant de les altres tecnologies en comparació dels valors nominals, tot i tenir garanties en línia amb el mercat.

  • Telurur de cadmi (CdTe): aquests són panells solars més prims amb un preu més baix i una menor eficiència termodinàmica.

  • El sulfur de cadmi microcristal·lí (CdS), que té costos de producció molt baixos degut. S'aplica a un suport de metall per a recobriment per polvorització. Entre els desavantatges associats amb la producció d'aquest tipus de cèl·lules fotovoltaiques hi ha la toxicitat del cadmi i la baixa eficiència.

  • Arseniur de gal·li (GaAs), és un aliatge binari amb propietats semiconductores, capaç de garantir rendiments molt alts, a causa de la propietat de tenir una bretxa directa (a diferència del silici). S'utilitza principalment per a aplicacions militars o científiques avançades. No obstant això, el cost del material monocristal·lí és enorme.

  • Dissel·lenur de coure indi (CIS), amb una opacitat que va del 100% al 70% obtinguda a través d'orificis fets directament a la pel·lícula.

  • Indi coure gal·li dissel·lenur (CIGS)

  • Heterojunction, literalment unió entre diferents substàncies, en què s'empra una capa de silici cristal·lí com a superfície de suport d'una o més capes amorfes o cristal·lines. Cadascuna de les quals està optimitzada per a una subbanda de radiació específica.

  • El silici micro esfèric, en què s'utilitza silici policristal·lí reduït en esferes amb un diàmetre de proper als 0,75 mm engabiat en un substrat d'alumini.

Autor:

Data de publicació: 6 de novembre de 2017
Última revisió: 28 de març de 2020