El Módulo Solar

Las células son de silicio en los módulos más utilizados, elemento que es el principal componente de la sílice, el material de la arena.

La distribución regional de la capacidad de producción difiere significativamente en función del tipo de producto y su posición en la cadena de valor.

La capacidad de producción de silicio de grado solar está encabezada por EEUU; seguido por Europa, China, Japón y el resto de Asia.

La capacidad de producción de células de silicio y módulos está dominada por fabricantes chinos y taiwaneses; seguidos de europeos, japoneses y de EEUU.

Los fabricantes de capa delgada todavía deben optimizar la producción para llegar a la estructura de costes óptimos para ser competitivos.

Tarea difícil con precios mucho más bajos del polisilicio, que redundan en un importante descenso de los precios de los módulos de silicio.

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Con el fin de evitar los casos de escasez o exceso de oferta, es de suma importancia para garantizar el suministro, una estabilidad en la demanda, basada en un mercado sostenible para que la industria pueda prever el crecimiento del mismo y planificar sus capacidades.

La demanda de sistemas fotovoltaicos depende en gran medida del clima económico general y, lo más importante, de las políticas de apoyo a su desarrollo por parte de los gobiernos.

Las tarifas, junto con la simplificación de los procedimientos administrativos y de conexión a red, así como el acceso prioritario a la red son políticas tendientes a garantizar una demanda sostenible.

Una célula de silicio proporciona una tensión de aproximadamente 0,5 V y una potencia máxima de entre 1 y 2 W.

En el proceso de fabricación de un módulo es preciso conectar entre sí un determinado número de células en serie para producir tensiones de 6, 12 o 24 V indicadas para la mayoría de las aplicaciones.

Para producir un módulo de 12 V se necesitan entre 30 y 40 células.

El proceso de conexión de las células se realiza mediante una soldadura especial que une el dorso de una célula con la cara frontal de la adyacente.

Terminadas las interconexiones eléctricas, las células son encapsuladas en una estructura tipo sándwich (lamina de vidrio templado- EVA – células-EVA – polímeros).

La estructura varía según el fabricante.

Se procede posteriormente a un sellado al vacío, introduciéndolo en un horno especial para su laminación, haciendo estanco el conjunto.

Si cuentan con un marco soporte metálico, se rodea antes el perímetro del módulo con neopreno o algún otro material que lo proteja.

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Una vez montadas las conexiones positiva y negativa, se efectúan los siguientes controles con el fin de garantizar una vida útil de 20 años con niveles aceptables de rendimiento:

– Ciclos térmicos (-40º a 90º C)
– Ciclos de humedad.
– Ciclos de congelación.
– Resistencia al viento.
– Resistencia mecánica.
– Resistencia a descargas eléctricas altas.
– Ensayo de atmósfera salina (para ambientes marinos).

La fabricación, comportamiento, características eléctricas y mecánicas del módulo fotovoltaico, vienen determinadas en la ficha técnica del producto que proporciona el fabricante.

Al Igual que en la célula solar son importantes los siguientes parámetros:

– Potencia máxima o potencia pico del módulo PmaxG.
– IPmax: Intensidad cuando la potencia es máxima o corriente en el punto de máxima potencia.
– VPmax: la tensión cuando la potencia también es máxima o tensión en el punto de máxima potencia.

Otros parámetros son:

– Corriente de cortocircuito IscG.
– Tensión de circuito abierto VocG.

Estos parámetros se obtienen en unas condiciones estándar de medida de uso universal según la norma EN61215. Establecidas como sigue y que el fabricante debe especificar:

* Irradiancia: 1000 W/m2 (1 Kw/m2)
* Distribución espectral de la radiación incidente: AM 1,5 (masa de aire)
* Incidencia normal
* Temperatura de la célula: 25ºC.

Las condiciones de trabajo reales de los módulos una vez instalados pueden ser muy diferentes, por lo que conviene conocer las variaciones que pueden producirse, a fin de efectuar las correcciones pertinentes en los cálculos.

En la práctica, la potencia del módulo disminuye aproximadamente un 0,5% por cada grado de aumento de la temperatura de la célula por encima de los 25º C.

Para evitar tener que calcular intensidades medias de radiación, podemos suponer que la temperatura media de trabajo de la célula es 20º superior a la del ambiente.

Por este concepto, el rendimiento baja a un 90%. En las tecnologías que no se basan en silicio cristalino la baja en el rendimiento es menor.

Este es un extracto de los contenidos incluídos en el Manual Técnico-Comercial de Energía Solar Fotovoltaica y en la formación e-learning de Sopelia.

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