Ventajas y desventajas de los paneles solares monocristalinos frente a policristalinos

¿Cuáles son las ventajas y desventajas de los paneles solares monocristalinos, policristalinos y de capa fina?

Hay 3 tipos de tecnología utilizados en los paneles solares disponibles en el mercado hoy en día, estos son mono-cristalino, policristalino, y amorfo de película delgada.

Como los nombres sugieren, Monocristalino y Policristalino son ambos tipos de células solares que están hechas de silicio cristalino. En casi todas las valoraciones que obtendrá al considerar la compra de paneles solares para su hogar se utilizará paneles solares cristalinos.

Hace 2-3 años, el tipo más común de paneles solares utilizados en instalaciones eran los paneles de tipo mono-cristalinos, pero en los últimos tres años los paneles solares policristalinos se han convertido en los más comúnmente utilizados en instalaciones.

Estos tipos de paneles solares de silicio cristalino son conocidos en la industria como simplemente paneles ‘Mono’ o ‘Poly’.

La elección entre paneles solares monocristalinos y policristalinos no es algo por lo que se deba perder demasiado tiempo cuando se busca comprar paneles solares para su hogar. Es más importante que usted elija una buena marca de paneles solares. Una buena marca de paneles solares es una empresa que invierte fuertemente en la calidad de su proceso de fabricación e invierte fuertemente en su reputación.

Tanto las células solares monocristalinas como las policristalinas tienen un rendimiento muy similar. Lo que realmente determina su resultado en términos de rendimiento del sistema a lo largo de la vida útil de los paneles solares es la falta de defectos en el proceso de fabricación y la existencia de una empresa que los sustituya si su rendimiento cae por debajo de los niveles garantizados.

La película delgada es una tecnología totalmente diferente. Es mucho menos eficiente y por lo tanto utiliza mucho más espacio en el techo. Su única ventaja es que funciona mejor en condiciones de poca luz, cuando hay sombra parcial del sistema o en condiciones de calor extremo.

Monocristalino:

Descripción general y apariencia

Esta es la más antigua y desarrollada de las tres tecnologías. Los paneles monocristalinos, como su nombre indica, se crean a partir de una única estructura de cristal continuo. Un panel monocristalino puede ser identificado a partir de las células solares que aparecen como un solo color plano.

Construcción

Se fabrican mediante el método Czochralski, en el que se coloca una’semilla’ de cristal de silicio en una cuba de silicio fundido. A continuación, la semilla se extrae lentamente con el silicio fundido formando una estructura de cristal sólido alrededor de la semilla conocida como lingote. El lingote de cristal de silicio sólido que se forma es entonces finamente cortado en rodajas, lo que se conoce como una oblea de silicio. Esto se convierte en una celda.

El proceso Czochralski da lugar a grandes lingotes cilíndricos. Se cortan cuatro lados de los lingotes para hacer obleas de silicio. Una cantidad significativa del silicio original termina como residuo.

Policristalino

Descripción general y apariencia

Los policristalinos son una tecnología más reciente y varían en el proceso de fabricación.

Construcción

Los policristalinos también comienzan como un cristal de silicio ‘semilla’ colocada en una cuba de silicio fundido. Sin embargo, en lugar de extraer la semilla de cristal de silicio como en el caso de Monocristalino, la cuba de silicio simplemente se deja enfriar. Esto es lo que forma los bordes y granos distintivos en la célula solar.

Anteriormente se pensaba que las células policristalinas eran inferiores a las monocristalinas porque eran ligeramente menos eficientes; sin embargo, debido al método más barato por el que se pueden producir, junto con eficiencias ligeramente inferiores, se han convertido en la tecnología dominante en el mercado de los paneles solares residenciales.

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En noviembre de 2015 Trina Solar anunció que había producido una célula multicristalina con una eficiencia del 21,25%. Esto debería permitirles producir módulos policristalinos con eficiencias de entre el 18 y el 20%, un concepto que se creía imposible en 2013.

La base del nuevo récord de células solares policristalinas tipo p ha sido la continua mejora de la calidad de las obleas policristalinas que han ayudado a que los paneles policristalinos estándar de 60 células pasen de 240W a 260W en los últimos años.

Los policristalinos están ahora muy cerca de las células monocristalinas en términos de eficiencia.

Capa fina

Descripción general y apariencia

Los paneles de película delgada son una tecnología totalmente diferente a los paneles mono y policristalinos. Son una nueva tecnología en comparación con las células mono y policristalinas y no se considerarían una tecnología madura, ya que se esperan grandes mejoras en esta tecnología en los próximos 10 años.

Un panel de película delgada puede identificarse como de apariencia negra sólida. Pueden o no tener un marco, si el panel no tiene marco es un panel de película delgada.

Construcción

Los paneles de película delgada se fabrican depositando una sustancia fotovoltaica sobre una superficie sólida como el vidrio. La sustancia fotovoltaica que se utiliza varía y se han utilizado múltiples combinaciones de sustancias con éxito y comercialmente. Ejemplos de las sustancias fotovoltaicas más comunes utilizadas son:

• Silicio amorfo
• Telururo de cadmio (CdTe)
• Seleniuro de cobre, galio e indio (CGIS)
• Célula solar sensibilizada por colorantes (DSC)

Cada uno de los anteriores son conocidos como diferentes «tipos» de paneles, pero todos caen bajo el paraguas de ser un panel de capa fina.

Rendimiento

Las células de película delgada tienen la reputación de ser las «peores» de las tecnologías panel solar porque tienen la menor eficiencia. Sin embargo, esto se debe únicamente a que tienen una menor eficiencia energética, lo que sólo significa que requieren la mayor cantidad de espacio para la misma cantidad de energía. Dado que se están convirtiendo en los paneles más baratos de producir debido a los bajos costes de material de la película delgada, se están convirtiendo rápidamente en los tipos de paneles más económicos.

Dependiendo de la tecnología, los prototipos de módulos de capa fina han alcanzado eficiencias de entre el 7 y el 13% y los módulos de producción funcionan a un 9% aproximadamente. Se espera que las futuras eficiencias de los módulos aumenten cerca de un 10-16%.

El mercado de la energía fotovoltaica de capa fina creció a un ritmo anual del 60% entre 2002 y 2007. En 2011, cerca del 5% de los envíos de módulos fotovoltaicos estadounidenses al sector residencial se basaron en película delgada.

Ventajas de Monocristalino

1. Los paneles solares mono-cristalinos tienen los índices de eficiencia más altos, ya que están hechos de silicio de la más alta calidad. El 2 de octubre de 2105, SolarCity anunció que ha desarrollado los paneles solares más eficientes del mundo. Los nuevos paneles convierten más del 22% de la luz solar en electricidad.
2. Apenas unos días después, Panasonic anunció que había triunfado en ese logro. Un panel solar solar panel de Panasonic ha establecido un nuevo récord mundial de eficiencia de conversión de módulos del 22,5% en un prototipo de tamaño comercial que utiliza células solares basadas en la tecnología de producción en masa. Los resultados de la prueba fueron confirmados por el renombrado Instituto Nacional Japonés de Ciencia y Tecnología Industrial Avanzada. El prototipo de 72 celdas y 270 vatios incorpora tecnología mejorada recientemente desarrollada que, con el tiempo, se ampliará a la producción en serie.
3. Panasonic también dice que está introduciendo elHIT® N330, la última incorporación a la línea de productos de módulos fotovoltaicos de alta eficiencia de la compañía y su módulo fotovoltaico más potente hasta la fecha. HIT® N330, que estará disponible en el Reino Unido y otros mercados europeos a partir de marzo de 2016, se fabrica en las modernas instalaciones de fabricación solar integradas verticalmente de Panasonic en Malasia y cuenta con un 19,7% de eficiencia a nivel de módulo y una potencia nominal de salida de 330 vatios.
4. Los paneles solares de silicio mono-cristalino son eficientes en el espacio, ya que estos paneles solares producen la mayor cantidad de energía, también requieren la menor cantidad de espacio en comparación con cualquier otro tipo. Sin embargo, los paneles solares mono-cristalinos producen marginal mente más energía por pie cuadrado de espacio utilizado en un arreglo y así sucesivamente.
5. Los paneles mono-cristalinos tienen una larga vida útil, la mayoría de los fabricantes otorgan una garantía de 25 años a sus paneles solares mono-cristalinos. Debido a que ambos tipos de paneles solares cristalinos están hechos de silicio cristalino, un material muy inerte y estable, es muy probable que estos paneles solares duren mucho más que sus 25 años de garantía.
6. Los paneles solares mono-cristalinos tienden a ser más eficientes en climas cálidos. Con todas las células solares, la producción de electricidad disminuye a medida que aumenta la temperatura. Sin embargo, esta degradación de la producción es menos severa en los paneles monocristalinos que en los paneles solares policristalinos. Sin embargo, en la práctica la diferencia es muy pequeña. El nivel al que cae la producción de cada panel solar a medida que aumenta la temperatura se denomina coeficiente de temperatura y se publica con las especificaciones de cada panel.

Desventajas de los paneles solares monocristalinos

1. Los paneles solares mono-cristalinos son los más caros. En los últimos años, una erupción en la instalación de lingotes, células y módulos policristalinos ha hecho que las eficiencias de producción policristalina solar panel se hayan vuelto más comunes y se hayan beneficiado de las ventajas de costos en comparación con los mono-paneles. La mayoría de los fabricantes que todavía fabrican paneles monofónicos se han centrado en el segmento superior del mercado.

Ventajas de los paneles solares policristalinos

1. El proceso utilizado para fabricar silicio policristalino es más sencillo y menos costoso, y la cantidad de residuos de silicio es menor en comparación con el silicio mono-cristalino.
2. Los paneles solares policristalinos tienden a tener una tolerancia al calor ligeramente menor que los paneles solares mono-cristalinos. Los paneles solares policristalinos tenderán a tener un coeficiente de temperatura más alto que los módulos solares fabricados con monoceldas. Esto significa que a medida que el calor aumenta, el rendimiento de este tipo de células disminuye. Sin embargo, en la práctica estas diferencias son muy pequeñas.

Desventajas de los paneles solares policristalinos

1. La eficiencia de los paneles solares basados en policristalinos es típicamente del 14-16%. debido a la menor pureza del silicio, los paneles solares policristalinos no son tan eficientes como los paneles solares mono-cristalinos.
2. Menor eficiencia de espacio. Generalmente se necesita cubrir una superficie mayor para producir la misma energía eléctrica que con un panel solar de silicio mono-cristalino. Sin embargo, esto no significa que todos los paneles monocristalinos panel solar funcionen mejor que los basados en silicio policristalino.
3. Los paneles solares mono-cristalinos y de capa fina tienden a ser más estéticos, ya que tienen un aspecto más uniforme en comparación con el color azul moteado del silicio policristalino.

Ventajas de los paneles solares de capa fina

1. La producción en serie es sencilla, lo que hace que su fabricación sea potencialmente más barata que la de las células solares cristalinas.
2. Su aspecto homogéneo los hace más atractivos.
3. Puede hacerse flexible, lo que abre muchas nuevas posibilidades de aplicación.
4. Las altas temperaturas y el sombreado tienen menos impacto en el rendimiento de panel solar.
5. En situaciones donde el espacio no es un problema, los paneles solares de capa fina pueden tener sentido.

Desventajas de los paneles solares de capa fina

1. Los paneles solares de capa fina en general no son muy útiles en la mayoría de las situaciones residenciales. Son baratos, pero también requieren mucho espacio. Los paneles solares monocristalinos de SunPower producen hasta cuatro veces más electricidad que los paneles solares de capa fina para la misma cantidad de espacio.
2. La baja eficiencia en el espacio también significa que los costes de los equipos fotovoltaicos (por ejemplo, estructuras de soporte y cables) aumentarán.
3. Los paneles solares de capa fina tienden a degradarse más rápido que los paneles solares monocristalinos y policristalinos, por lo que normalmente tienen una garantía más corta.