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Paneles solares fotovoltáicos

Práctica guía sobre todo lo que debes saber acerca de las placas solares

¿Por qué instalar paneles solares?

¿Son ecológicos?

Los paneles solares están compuestos en su mayor medida por vidrio y aluminio, lo que los hace altamente reciclables (en torno al 90%), por supuesto debe hacerse por una empresa certificada para ello, pudiendo llevarlos nosotros mismos al punto limpio mas cercano, o si se trata de una renovación contratada, la empresa instaladora de los nuevos paneles tiene la obligación de llevarse los antiguos a reciclar si así lo deseamos.

¿Es rentable instalar placas solares?

Esta pregunta es muy relativa y dificil de contestar, la respuesta rápida generalmente es SÍ, ¿pero cuánto? depende de muchos factores, y debemos hacer un estudio muy amplio en cada caso en particular, dependiendo de las necesidades y horarios de consumo eléctrico en cada vivienda, la disponibilidad en suelo, tejado o terraza para instalarlos así como la posible orientación de los mismos. Pronto ampliaremos este apartado con toda la información al respecto.

Tipos de paneles solares

Los paneles fotovoltáicos se dividen principalmente en dos categorías:

  • Monocristalinos
    Están compuestos por células de silicio de un único cristal, se fabrican a partir de barras cilíndricas o lingotes (inglot), al las que se les cortan los lados convirtiendolas en prismas rectangulares pero con los bordes redondeados, despues se cortan en láminas (wafers) que son las usadas en el panel, por lo que su pureza es muy alta ofreciendo un rendimiento mayor.
  • Policristalinos o multicristalinos
    Tambíen están compuestos de silicio, pero este se funde en bruto y se vierte en un molde rectangular, como resultado estas células no tienen las esquinas redondeadas como las monocristalinas. Debido a este proceso continen impurezas, lo que conlleva una menor eficiencia.

¿Qué tipo de panel solar es mejor?

  • Los paneles solares monocristalinos son más oscuros, lo que conlleva que absorben mejor la radiación solar, pero esto es un arma de doble filo, ya que puede provocar un mayor sobrecalentamiento, por estas razónes se recomiendan para climas fríos, con tendencia a tormentas o niebla.
  • Los paneles policristalinos son de un color azul mas claro, haciendo que soporten mejor las altas temperaturas y siendo mas recomendables para instalarse en climas cálidos.

ℹ️ La diferencia de rendimiento entre ambos paneles es muy poca y relativa a otros factores, como la temperatura de trabajo a la que esté sometido ya que su sobrecalentamiento provoca un menor rendimiento, por lo tanto elegiremos el panel adecuado según estos factores.

Otras características de los paneles solares

  • PERC
    Passivated Emitter Rear Cell, Esta nueva tecnología se aplica tanto a células monocristalinas como policristalinas, básicamente se trata de añadir una capa reflectiva detrás la célula, haciendo que la luz rebote de nuevo y sea más aprovechada. También tienen otras ventajas, el silicio del que se componen las células deja pasar las longitudes de onda superiores a la infrarroja (1180nm), lo que conlleva que sean absorbidas por la última capa de la célula y generando mucho calor, la capa reflectante de las células PERC está pensada para rebotar estás longitudes de onda, haciendo que el panel se caliente menos, recordamos que producen más energía cuando su temperatura de trabajo es menor.

ℹ️ Las células PERC producen más energía sobre todo a primera y última hora, ayudando así a mejorar nuestra producción solar.

  • HALF-CELL
    Célula partida, esta tecnología consiste en dividir el panel en dos mitades, se pueden diferenciar claramente mirando la superficie, además los cables de conexión se encuentran en el centro a los dos lados.
    Esta disposición de celdas tiene la principal ventaja de que una pequeña sombra en una de las dos mitades afecta un 50% menos que en un panel convencional.

Ficha técnica

¿Qué debo saber?

Todos los paneles solares disponen de una hoja de características técnicas (Datasheet), la podemos encontrar en la web del fabricante, o pedirla al proveedor, aunque en la mayoría de casos también llevan una pegatina en el propio panel indicando estos datos, siendo estos valores los que necesitamos para calcular el tipo, tamaño y número de paneles que usaremos en nuestra instalación. 

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En esta imagen podéis ver la ficha técnica de un panel solar de 450w de la marca JA Solar, podemos aprecias los siguientes términos:

  • Peak power (Pmax):
    Potencia máxima o potencia pico, este valor nos indica el modelo del panel, se determina en vatios (W) y es la potencia máxima que puede ofrecer el panel en las condiciones optimas de radiación solar y temperatura de trabajo, esta potencia es la equivalente de multiplicar IMP * VMP
  • Open circuit voltage (Voc):
    Voltaje de circuito abierto, significa el voltaje (diferencia de potencial) que hay entre el polo negativo y el positivo cuando estos se encuentran desconectados de un circuito, o lo que es lo mismo, un circuito abierto. Este voltaje es en el que nos fijaremos para no pasarnos de las especificaciones del regulador solar que vayamos a usar.
  • Max power voltage (Vmp):
    Voltaje de máxima potencia, este valor es el que determina el voltaje de funcionamiento óptimo de la placa, en el que es capaz de dar su máxima potencia de trabajo (Imp) cuando esta se encuentra conectado a un regulador solar, por este valor es por lo que es tan importante montar reguladores solares de tipo MPPT, mas adelante explicaremos esto con mas detenimiento.
  • Shortcircuit current  (Isc):
    Intensidad en cortocircuito, los paneles solares se pueden cortocircuitar uniendo positivo con negativo, esto se hace para comprobarlos, midiendo con una pinza amperimétrica la intensidad y comparándola con este valor podemos saber el estado del mismo.
  • Max power current (Imp):
    Intensidad de máxima potencia, es la intensidad máxima en Amperios que puede producir el panel cuando trabaja en el voltaje Vmp, nos fijaremos en este valor para no pasar el máximo permitido por nuestro regulador de carga solar.
  • También tenemos otros datos como Maximun system voltage, 

Estas medidas se toman en un ambiente controlado, con una temperatura ambiente de 25º y radiación solar de 1000W/m2, tal y como indica en la ficha técnica, por lo tanto estas características se pueden ver alteradas según el ambiente donde van a estar colocados.
Un incremente de 20º puede reducir el rendimiento hasta un 10%

ℹ️ Es común que hayas oído por otras personas, o incluso visto en tiendas especializadas catalogar los paneles como 12v, 24v u otros tipos, pero esto es solo una manera de englobarlos, práctica totalmente obsoleta y desaconsejada.
Debemos de hacer los cálculos siempre con los valores proporcionados por el fabricante en su ficha técnica.

Configuración en serie y paralelo

¿Cuántos paneles puedo instalar y de qué forma?

Los paneles, al igual que las baterías, se pueden conexionar de tres formas:

  • Conexión en Serie, se realiza uniendo un polo del primer panel con el polo opuesto del siguiente (positivo con negativo o negativo con positivo), todos de la misma forma hasta unir todos los paneles, con esto sumamos el voltaje (tanto el Voc como el Vmp) de todos los paneles y mantenemos el amperaje total. Esta es la práctica más recomendable, pues a menos amperaje usaremos cables más finos, tendremos menos pérdidas en forma de calor y por lo tanto nuestra instalación será mas eficiente.
  • Conexión en paralelo, se realiza uniendo todos los positivos juntos por un lado y todos los negativos por el otro, con esto conseguimos mantener su voltaje sumando su intensidad. Esta práctica es la menos recomendable, sobre todo en medianas y grandes instalaciones en las que sería inviable en la mayoría de los casos, ya que si sumamos los amperios de todas las placas que queremos poner sería demasiado, necesitaríamos cables de una sección muy grande para soportar esas intensidades de corriente, con su consiguiente sobrecosto y pérdida de eficiencia.
  • Combinando series y paralelos, de esta forma podemos aprovechar el máximo de voltaje y amperaje que admita el regulador MPPT, pero al igual que en el caso anterior es poco recomendable al usar paralelos, solamente sería viable si no superamos un número bajo de paneles en paralelo, difícil de determinar cuantos, pero podrían ser unos 2 o 3 en paralelo, algunos más si estos están cerca, dependiendo de la potencia de los mismos y lo que admita nuestro MPPT. Cuando combinamos series y paralelos ha de ser de forma equitativa, por ejemplo, si tenemos 4 paneles en serie y queremos sumar un paralelo, tendremos que sumar 4, uno por cada uno de la serie, y todos los paneles deberán de ser exactamente iguales.

ℹ️  Para calcular cuantos paneles podemos instalar en cada caso usaremos los valores establecidos en la ficha técnica de las placas en cuestión, e intentaremos poner todos o el máximo de paneles en serie antes que usar paralelos, pues siempre es lo más eficiente y aconsejable. 

Mezclar paneles diferentes en la misma instalación

¿Puedo usar paneles solares diferentes en la misma instalación?

Se pueden mezclar los paneles sin ningún problema usando reguladores MPPT, uno por cada bloque (string) de paneles, bien si el inversor híbrido lleva más de un MPPT, y/o bien poniendo reguladores MPPT externamente.

¿Puedo mezclar paneles solares diferentes en el mismo string?

Lo mas aconsejable es no realizar estas prácticas, lo más eficiente es que todos los paneles sean exactamente iguales, aún así se pueden mezclar bajo ciertas circunstancias:

  • Tipo de panel, deben coincidir en el tipo de células, no podemos mezclar monocristalinos con policristalinos.
  • ISC, la diferencia debe ser inferior al 10%.
  • Voltaje, deben ser paneles compuestos por el mismo número de celdas.

EN PARALELO, podemos conectar paneles con un voltaje muy similar aportando cada uno su intensidad máxima, para esta práctica usaríamos fusibles diferentes si el IMP o ISC entre los paneles usados tienen una diferencia de más de 1A

EN SERIE, sólo podemos conectar paneles que sean exactamente iguales en cuanto a voltaje y amperaje.

ℹ️  Si el panel o paneles que vamos a incluir en una instalación existente no cumplen estos criterios

Calidad de las placas fotovoltaicas.

¿Cómo saber la calidad de los paneles?

  • El panel debe ser uniforme y todas las células estar bien alineadas.
  • El marco debe tener entre 4 y 5 centímetros para garantizar la integridad en fuertes vientos u otros fenómenos climatológicos.
  • Los cables han de llevar conectores MC4 estancos y de alta calidad, así como una caja de conexiones estanca pero preferiblemente practicable por si hay que hacer alguna tarea de mantenimiento o cambiar los cables en el futuro.
  • En cuanto a la garantía, debe ser igual o superior a 10 años en los materiales y 25 en la producción fotovoltaica, asegurando un 80% de la producción en ese plazo.
  • Disponer de sellos de calidad que nos indiquen la verificación de las características por un organismo independiente.
  • Certificaciones, cuantas más mejor, entre ellas IEC 61215, IEC 61730, IEC 62716, IEC 61701, IEC 600682-68, UL 1703

Posibles defectos

  • Microrroturas
  • Hot spots (puntos calientes)
  • Baba de caracol
  • Amarillamiento
  • Problemas con los diodos

Lista Tier

  • TIER 1
    Esto no es más que un listado creado por la compañía Bloomberg, una clasificación de fabricantes en función de su capacidad financiera, estar en la lista no significa directamente que sea por la calidad del producto, ya que pocas marcas se salvan de haber tenido paneles con defectos, pero si que es un indicativo de la solvencia y posible futura garantía que pueden ofrecer estas empresas, los requisitos para entrar en esta lista son:
    Ser fabricante directo con marca propia y haber suministrado a 6 proyectos de más de 1.5MW diferentes en los últimos 2 años.

Aunque varía constantemente, estas son las marcas que más suelen encontrarse dentro de la lista TIER1:

Jinko Solar
Canadian Solar
Sun Power /Maxeon
Sharp
JA Solar
QCells
Longi
Risen Energy Trina Solar
Astronergy
GCL Systems
Talesun
Seraphim
First Solar
LG Electronics Znshine Solar
Renesola
Suntech
BYD
winaico		Akcome
Phono Solar
Eging
Jinneng
REC Group
HT SAAE
Waaree
Mundra
Neo Solar Poder
Vikram Solar
Jolywood
ET Solar
Lightway
Boviet
Hansol
S-Energy
Shinsung
Helience

También existe una lista Tier 2 o Tier 3:
El Tier 2 se refiere a medianos fabricantes que producen paneles desde hace menos de 5 años, producen usando mano de obra y sus controles de calidad pueden ser inferiores.
El Tier 3 quedan los nuevos productores, que suelen tener mucha mano de obra, no tienen departamentos de I+D y dependen de los demás para evolucionar sus productos.

Mantenimiento y limpieza de los paneles solares

Veamos por qué es tan importante mantener limpias las placas solares.

Los materiales que componen el panel solar son muy resistentes, aguantan incluso al granizo, Por lo tanto no tenemos que preocuparnos en exceso por su integridad.

En cuanto a la suciedad, sí que es importante mantenerlas limpias, pues su producción baja considerablemente a medida que se van ensuciando, tal y como ocurre con las sombras, la mejor manera de limpiar las placas solares es usando agua y jabón de lavavajillas, usando un paño suave o una esponja y haciéndolo de forma cuidadosa, se puede usar un mango telescópico con una mopa para los paneles lejanos, después retirar el agua sucia con una escobilla de goma.

Se recomienda no hacerlo a plena luz, pues estarán calientes y puede llegar a agrietarse el vidrio al producirse un cambio brusco de temperatura, además de que el sol los secará muy rápido, dificultando su limpieza quedando manchados.
Por estas razones debemos realizar la limpieza por la mañana muy temprano o por la tarde/noche cuando se esconda el sol.

Se recomienda realizar la limpieza un par de veces al año como mínimo, siendo más frecuente si vives cerca de una carretera muy transitada o te afecta algún otro aspecto que influya negativamente en ellos.

ℹ️   Debemos llevar mucho cuidado de no rayar o dañar el vidrio de nuestros paneles, ya que eso afectará a la producción de energía. Contrataremos un servicio de limpieza en caso de resultarnos difícil o arriesgado.

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