ENERGÍA SOLAR

REPOSITORIO DE DOCUMENTACIÓN TÉCNICA

 

  • CONTENIDOS:

1. Port folio - Paneles Solares

2. Port folio - Estructuras de paneles solares


Port folio - Paneles solares

Paneles solares Monocristalinos:

Un panel solar fabricado con células solares monocristalinas, es lo que se conoce como panel solar monocristalino. Para crear las obleas (la célula sin conductores) monocristalinas se da forma cilíndrica a un único cristal de silicio (llamado Ingot), que posteriormente es cortado en finas láminas para formar, primero las obleas (sin conductores) y posteriormente las células (ya con conductores) monocristalinas.

 

Los paneles monocristalinos tienen una mayor eficiencia un su aspecto más negro, y son de mayor calidad.

El motivo de que los paneles monocristalinos sean más eficientes es precisamente por qué las células están compuestas de un solo cristal. Por lo que los electrones tienen más fluidez en su movimiento y menos pérdidas.

Además, dentro de los paneles monocristalinos existen muchas versiones de mayor o menor rendimiento, como los TOPCON N-Type, o los HJT, o los IBC, o la más común Mono PERC, entre otros.

 

Paneles solares policristalinos (o multicristalinos):

El silicio también se utiliza para fabricar paneles solares policristalinos. Sin embargo, para crear las obleas de este tipo de panel, los fabricantes funden varios fragmentos de silicio en lugar de emplear un único cristal de silicio.

 

Los paneles solares policristalinos suelen tener una menor eficiencia que los monocristalinos, por no tratarse de células compuestas de un solo cristal, sino de muchos, por lo que los electrones tienen mayor dificultad para fluir que en el caso de los monocristalinos. Otra característica para diferenciarlos de los monocristalinos es que las células de los paneles policristalinos tienen un tono azulado característico, frente al negro de los monocristalinos.

La única ventaja que poseen sobre los monocristalinos es que, al menos hace unos años, su coste de fabricación era menor.

 

 

tabla resumen de las ventajas y desventajas de cada una de estas tecnologías:

 

Variable / factor técnico Monocristalinos Policristalinos
Precio Son más caros Más baratos
Eficiencia Más eficientes Menos eficientes
Estética Mejor estética (óptimo para viviendas) Aspecto azul
Vida útil 25-30 años (depende calidades) 25-30 años (depende de calidades)
Coeficiente de temperatura Mejor comportamiento en calor (menos pérdidas) Peor comportamiento en calor (más pérdidas)
Fabricación desde 2021 La gran mayoría de fabricantes solo fabrican mono Fabricación casi parada
Fabricantes destacados SunPower, REC, Meyer Burger, LG…. -

Conclusiones:

A pesar de que los paneles policristalinos tuvieron su época de éxito durante principios de el año 2000, a día de hoy los paneles monocristalinos son los claros dominadores del mercado mundial debido, entre otras cosas, a su mejor rendimiento y su curva de mejora técnica.


Parámetros de paneles solares fotovoltaicos

Los parámetros de evaluación de paneles solares son características eléctricas que se utilizan para entender, medir y optimizar el rendimiento de las placas fotovoltaicas.

Las Condiciones de Prueba Estándar (STC) proporcionan una referencia comparativa bajo condiciones ideales. Por eso, para evaluar el rendimiento real, se considera la Temperatura Nominal de Operación de la Célula (TONC). El Punto de Máxima Potencia (MPP) indica el punto en la Curva IV (corriente-voltaje) donde se obtiene la máxima potencia del panel. El Factor de Forma (FF) mide la eficiencia del panel y las Horas Sol Pico (HSP) permiten dimensionar correctamente un sistema solar, porque representan la energía solar que reciben los paneles fotovoltaicos en un día.

Conocer los parámetros técnicos básicos de las placas solares, así como el voltaje y la potencia, permite comparar con objetividad paneles de diferentes fabricantes.

Las condiciones estándar de medida (STC) son un conjunto de condiciones de referencia para medir el rendimiento de los paneles solares. Los valores de las STC son: irradiancia de 1000 W/m², temperatura de célula de 25°C y 1.5 AM (atmósferas). Las STC garantizan la uniformidad de medida al comparar paneles solares.

Hay que tener en cuenta que las condiciones de trabajo de un panel solar en funcionamiento real se desvían del STC, por lo que el rendimiento real disminuye tal como se puede apreciar en la siguiente imagen donde la irradiancia directa no supera los 600 W/m2.

La irradiancia solar se refiere a la potencia por unidad de superficie recibida del sol, medida en vatios por metro cuadrado (W/m²). En las condiciones estándar de ensayo, los paneles solares se prueban bajo una irradiancia de 1000 W/m², simulando las condiciones de máxima luz solar, aunque esta irradiancia rara vez se alcanza en condiciones reales de trabajo.

El nivel de irradiancia normalizado permite a los fabricantes especificar la potencia máxima del panel en condiciones ideales. En situaciones reales, la irradiancia solar fluctúa debido al clima, las sombras o la hora del día, lo que altera el rendimiento y la eficiencia del panel.

A medida que disminuye la irradiancia, la potencia del panel disminuye proporcionalmente, lo que significa que un panel de 400W en condiciones STC puede producir mucho menos en condiciones reales de funcionamiento. Para mostrar esta dependencia proporcional de la irradiancia con las STC se utiliza la siguiente fórmula.

Potencia del panel (W)=Irradiancia (W/m2)×Superficie de panel (m2)×Eficiencia del panel (%)

Si consideramos un panel solar de 400W, con una eficiencia del 21% y una superficie de 1,9 m2, podemos calcular su potencia de salida en condiciones STC con irradiancia de 1000 W/m2 y en condiciones reales con irradiancia 800 W/m2 a continuación.

En condiciones STC (con 1000 W/m2 de irradiancia).

Potencia del panel=1000W/m2×1.9m2×0.21=400W

En condiciones reales de funcionamiento (con 800 W/m2 de irradiancia)

Potencia del panel=800W/m2×1.9m2×0.21=320W

Al vincular la irradiancia y los STC, se pueden estandarizar las evaluaciones de eficiencia y las expectativas de rendimiento, lo que permite a los consumidores predecir el rendimiento de los paneles en función de la intensidad de la luz solar.

¿Cómo se utilizan las STC para medir la eficiencia de un panel solar?

La eficiencia de un panel solar viene determinada por la relación entre la potencia eléctrica de salida (en vatios) del panel solar y la energía solar incidente en condiciones específicas (1000 W/m2) definidas por las STC.

Eficiencia de panel solar (%)=Potencia del panel medida en STC (W)Irradiancia (W/m2)×Superficie del panel (m2)

Por ejemplo, la eficiencia de un panel solar de 550W, con una superficie de 2.279 mm x 1.1134 mm, en condiciones STC se calcula del siguiente modo.

Eficiencia de panel solar (%)=550W1000W/m2×2.56m2=21.5%

Otros parámetros se utilizan para evaluar el rendimiento de un panel solar?

Para evaluar el rendimiento real de un panel solar, además de las STC se utilizan los siguientes parámetros:

  • Temperatura Nominal de Operación de la Célula (NOCT)
  • Horas Sol Pico (HSP)
  • Punto de Máxima Potencia (MPP)
  • Curva de Panel Solar (Curva IV)
  • Factor de Forma (FF)

Temperatura Nominal de Operación de la Célula (NOCT)

La temperatura nominal de operación de las células (TONC o NOCT en inglés) es la temperatura de funcionamiento de las células de un panel solar en condiciones exteriores específicas (entre 40ºC y 45ºC).

Las NOCT se mide cuando el panel está expuesto a una irradiancia de 800 W/m², una temperatura ambiente de 20 °C (lo que implica 45ºC+-2ºC de temperatura de célula), una velocidad del viento de 1 m/s y funciona en condiciones de circuito abierto.

La TONC ofrece una estimación empírica de la temperatura que alcanzarán las células de un panel durante un funcionamiento real, lo que repercute en la eficiencia de funcionamiento. Como los paneles solares generan calor bajo la luz solar, su rendimiento disminuye al aumentar la temperatura, por lo que son preferibles los paneles solares con una TONC cuanto más baja mejor.

Horas Sol Pico (HSP)

La Hora Sol Pico (HSP) es una unidad de medida de la cantidad de horas en que la energía solar (irradiación) recibida en un lugar específico alcanza una media de 1.000 W/m². Por ejemplo, si un lugar recibe 5 HSP, significa que la energía total recibida equivale a 5 horas de luz solar a 1.000 W/m².

Las HSP de un lugar se utilizan para dimensionar los sistemas de energía solar porque están directamente relacionadas con la producción de energía de un panel solar. Cuanto mayor sean las HSP en un lugar, más energía podrá generar un panel solar.

 

Punto de Máxima Potencia (MPP)

 

El punto de máxima potencia (“Maximum Power Point” o MPP) es el punto específico de la curva de corriente-tensión (I-V) de un panel solar en el que el producto de la corriente (I) y el voltaje (V) produce la máxima potencia.

El punto de máxima potencia representa la condición óptima de funcionamiento de un panel solar, en la que puede producir la máxima potencia posible en determinadas condiciones ambientales de irradiancia y temperatura.

 

Curva de Panel Solar (Curva IV)

La Curva IV (Curva Corriente-Tensión) de un panel fotovoltaico representa la relación entre la corriente (I) y la tensión (V) producidas por un panel solar en condiciones concretas de irradiancia y temperatura. La curva IV ayuda a visualizar cómo cambia la producción de un panel con cargas e irradiancia variables, mostrando la corriente a diferentes niveles de tensión.

En un extremo de la curva, cuando la tensión es cero, la corriente es máxima, lo que se denomina corriente de cortocircuito (Isc). En el otro extremo, cuando la corriente es cero, la tensión es máxima, lo que se conoce como tensión en circuito abierto (Voc). El punto clave de la curva es el punto de máxima potencia (MPP), donde el producto de la corriente y la tensión alcanza su valor máximo, lo que indica la condición óptima de rendimiento del panel.

La curva IV se utiliza para analizar el rendimiento de los paneles fotovoltaicos, para ayudar en el diseño y dimensionamiento de los sistemas fotovoltaicos y para optimizar la generación de energía. La gran mayoría de software actual ya incluye las curvas IV en sus sistemas de monitorización.

 

¿Qué otros parámetros afectan al voltaje?

La tensión de salida de un panel solar, en particular la tensión en circuito abierto (Voc) y la tensión en el punto de máxima potencia (Vmp), varían según otros parámetros como la temperatura y el sombreado, mientras que Vmp varía más directamente por cambios en la irradiancia, la resistencia y la eficiencia global de la célula.

Los 5 parámetros que afectan al voltaje de una placa solar se listan a continuación.

  • La temperatura: A medida que aumenta la temperatura, tanto la Voc como la Vmp disminuyen. La Voc es muy sensible a los cambios de temperatura y disminuye más rápidamente porque representa la tensión potencial máxima sin corriente. La Vmp también disminuye menos bruscamente que Voc, reduciendo directamente la potencia del panel.
  • Irradiancia: A medida que disminuye la irradiancia, la Voc se mantiene relativamente estable pero experimenta una ligera reducción debido a la menor energía para la separación de cargas. La Vmp cae a medida que disminuye la irradiancia, ya que el punto de máxima potencia se desplaza hacia abajo debido a una menor eficiencia y corriente en condiciones de poca luz.
  • Sombreado: El sombreado puede causar importantes caídas de tensión. La Voc se reduce sustancialmente si el sombreado afecta a grandes partes del panel. La Vmp es más sensible al sombreado, porque el punto de potencia se desplaza debido a la reducción de la corriente y a los puntos calientes localizados, lo que provoca una Vmp más baja.
  • Resistencia en serie (resistencia interna): La resistencia interna de las conexiones y los materiales que componen el panel solar provoca pérdidas de energía, reduciendo tanto el Voc como el Vmp. El impacto sobre el Voc es mínimo, pero el impacto sobre el Vmp es mayor porque una mayor resistencia reduce la eficiencia y la corriente y desplaza el punto de máxima potencia hacia abajo.
  • Degradación de las células: Con el tiempo, la degradación de las células y los desajustes debidos a las variaciones de fabricación provocan caídas de tensión.

 

¿Qué otros parámetros afectan a la potencia de un panel solar?

 

La potencia de un panel solar depende de 6 parámetros ambientales y operativos que se listan a continuación.

  • Corriente de cortocircuito (Isc): es la corriente máxima generada por el panel cuando no hay carga (resistencia cero). La Isc es directamente proporcional a la intensidad de la luz solar (irradiancia). Una mayor irradiancia aumenta la Isc, por lo que es un factor clave para determinar la producción de energía.
  • Corriente máxima de funcionamiento (Imp): es la corriente en el punto de máxima potencia (MPP) del panel, donde se entrega la potencia máxima. La Imp es ligeramente inferior a Isc y está influida por factores como la temperatura, el sombreado y la irradiancia.
  • Sombreado: Las sombras reducen drásticamente la potencia de un panel solar porque impiden que la luz solar llegue a algunas o a todas las células. Incluso un sombreado parcial puede causar caídas significativas en la corriente y el voltaje reduciendo tanto la potencia de salida como la eficiencia global.
  • Albedo: Se refiere a la capacidad de reflejar la luz solar de las superficies que rodean al panel solar, que puede mejorar la generación de energía en los paneles solares bifaciales (captar energía por ambas caras del panel). Las superficies reflectantes, como la nieve o los tejados blancos, hacen rebotar más luz solar en el panel, aumentando la irradiancia y, por tanto, la corriente y la potencia de salida.
  • Capacidad de conversión espectral: Es la capacidad de un panel solar para convertir diferentes longitudes de onda de luz (espectros variados) en electricidad. Los paneles con una mejor conversión espectral utilizan eficazmente no sólo la luz visible, sino también las longitudes de onda infrarroja y ultravioleta, mejorando el rendimiento general en condiciones de iluminación variadas.
  • Pérdidas por desajuste: Las pérdidas por desajuste se producen cuando las células individuales o los paneles de una cadena no funcionan en su punto óptimo por defectos en la fabricación, el sombreado o la degradación de su vida útil. Estas pérdidas provocan una reducción de la potencia porque la célula o el panel menos eficiente limita el rendimiento de toda cadena (string).

Análisis y redacción realizado por:

José Alfonso Alonso

Profesional Fotovoltaico desde 2006.

  • Ingeniero técnico Industrial por la Escuela Politécnica de Ferrol.

  • Experto en Solar Fotovoltaica por el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas de Madrid en 2009-2010.

  • Experto Profesional en Energía Fotovoltaica, por la UNED 2010-2011.

  • Gerente y Responsable de Compras en SunFields Europe desde 2010.

 


Port folio -  Estructuras para Paneles solares

ESTRUCTURAS PARA PANELES SOLARES

 

 

El tipo de soporte utilizado en las instalaciones de placas solares es algo esencial para aprovechar al máximo la radiación solar. Se puede encontrar una amplia variedad de estructuras placas solares para asegurar a la perfección tu instalación. La estructura para placas solares está fabricada para soportar los cambios de temperatura, fuertes rachas de viento, nieve y lluvia. Además, la estructura placas solares presenta una alta durabilidad inmejorable de hasta 25 años.

 

 QUÉ SON LAS ESTRUCTURAS,

 

La estructura para placas solares son un sistema que sirve para sujetar los módulos fotovoltaicos. Las estructuras placas solares aseguran los dispositivos y proporcionan la inclinación óptima para una mayor captación de la energía.
El buen rendimiento de una instalación solar está fuertemente determinado por la orientación de los módulos, y de esto se encargan las estructuras para placas solares. Existe una amplia gama de estructuras placas solares y soportes según el número de módulos que necesitemos colocar, la orientación que se quiera dar y el emplazamiento. De forma genérica, una estructura paneles solares puede adquirir muchas formas, aunque las más utilizadas son las inclinadas y las planas o de suelo.
Las estructuras para placas solares son elementos de sujeción que aseguran la instalación de los módulos fotovoltaicos y su orientación.
La estructura para paneles solares determina también la orientación del sistema fotovoltaico para aprovechar al máximo la radiación solar. Generalmente se adquieren orientaciones de 30 o 60º, ya que son las que proporcionan mayor eficiencia. Además, las estructuras paneles solares están fabricadas con acero galvanizado en caliente y la tornillería de acero inoxidable y galvanizado de alta calidad, lo que las hace altamente resistentes a las condiciones climatológicas más extremas.

 

TIPOS DE ESTRUCTURAS

 

Existen distintas denominaciones y tipos de estructuras paneles solares según el lugar donde vayan a situarse:
❍ Estructura paneles solares tipo “B” y tipo “H”: Son aquellos soportes para placas solares que se sitúan en una columna, de manera que el módulo queda suspendido en el aire.
❍ Estructuras para placas solares de tipo “V”: Es aquella estructura placas solares que se sitúa sobre el suelo o en una terraza plana.
❍ Estructura para placas solares tipo “A”: Esta estructura placas solares es idónea para módulos fotovoltaicos de potencias entre 280 y 325W sobre suelo.
❍ Estructura placas solares tipo “S”: Es aquella estructura placas solares donde el módulo se apoya sobre la estructura, y está con una determinada orientación con el suelo.
Todas las estructuras y soportes para placas solares que aquí se ofrecen tienen una garantía de 25 años.

 

INSTALACIÓN DE LAS ESTRUCTURAS 

 

Uno de los puntos más importantes para tener en cuenta en los sistemas fotovoltaicos es la instalación del soporte para placas solares. En este sentido, es primordial tener en cuenta varios factores:
❯ Colocación adecuada de la estructura para placas solares: Esto dependerá del tipo de tejado.
❯ Ángulo concreto de la estructura para placas solares: Esto dependerá de la zona geográfica.
También es importante destacar el espacio necesario que debe existir entre los módulos, que habitualmente es de 10 mm. Esto es así porque evita su calentamiento en exceso y porque disminuye la presión que producen las fuertes rachas de viento al colisionar con la instalación. Es necesario contar con la ayuda de un profesional especializado para la correcta instalación de la estructura placas solares.

 

ASPECTOS O CONDICIONES AL INSTALAR LAS ESTRUCTURAS

 

  • Estudio preliminar:

Es importante que antes de instalar se estudie detenidamente el tipo de superficie, el modelo de techo, las condiciones atmosféricas y el entorno geográfico.
La geografía es uno de los factores previos más importantes a tener en cuenta antes de proceder a la instalación. La latitud, como elemento clave nos facilitará conocer el posicionamiento ideal para proceder a la instalación, facilitando de este modo una previa y correcta planificación. La situación climática del espacio donde nos ubiquemos entrelaza a ciertos otros factores para tener en cuenta, podemos destacar. En las zonas frías donde son propensas las nevadas, deberemos tener en cuenta la inclinación y la posición del sol.
La nubosidad supone otro elemento a tener en cuenta. La necesidad de módulos fotovoltaicos dependerá de la cantidad de potencia solar que llegue al punto de instalación, con la finalidad de obtener la capacidad de energía eléctrica prevista. Las zonas más húmedas, de climas áridos o los litorales tienen necesidades de utilizar elementos concretos para organizar y construir estos elementos.

  • Funciones de la metodología:

La estructuración de la instalación tiene varias funciones clave:
Optimizar al máximo la atracción del sol. La posición en la que se orientan los módulos es muy importante para mejorar la rentabilidad. Dejarnos ayudar por herramientas especiales que nos orienten sobre la óptima inclinación es recomendable.
Son más resistentes al clima. Están diseñados para poder soportar las condiciones meteorológicas más duras. Estos materiales garantizan una instalación segura, aun poniéndonos en los escenarios meteorológicos más extremos como las ventiscas de invierno.
Es importante contar con técnicos profesionales para ofrecernos la confianza necesaria. Si ves la opción de proceder a esta instalación tú mismo, deberías seguir con las pautas que el fabricante pone en las instrucciones. Tienes a tu disposición nuestros expertos que podrán servirte de ayuda si lo necesitas.

ACCESORIOS NECESARIOS PARA MONTAJES DE ESTRUCTURAS

 

Las estructuras para paneles solares son un elemento fundamental para la correcta fijación y sujeción de los mismos, asegurando así un máximo rendimiento de los módulos fotovoltaicos. Para ello, es necesario dotar dichas estructuras para paneles solares de los accesorios más adecuados en función al contexto que rodea a las placas solares.
Rieles, abrazaderas, soportes, guías... hay infinidad de accesorios que podrás encontrar en la web según tus necesidades. A continuación, te describimos cuáles son estos accesorios estructuras paneles solares:
⇒ Varilla roscada: La varilla roscada es un componente clave utilizado para la fijación de los paneles solares a la estructura de soporte. Se utiliza para atornillar y sujetar firmemente los paneles a los rieles o soportes, proporcionando una conexión segura.
⇒ Abrazaderas de panel solar: Son dispositivos que aseguran los paneles solares a los rieles o marcos de montaje. Hay diferentes tipos de abrazaderas disponibles para adaptarse a diferentes grosores de paneles y métodos de montaje.
⇒ Rieles de montaje: Los rieles son barras horizontales que se instalan en la estructura de soporte y actúan como la base para sujetar los paneles solares. Pueden ser de aluminio u otros materiales resistentes a la intemperie.
⇒ Tuercas y pernos: Utilizados para asegurar las abrazaderas y otros componentes de montaje en su lugar. Se deben usar materiales resistentes a la corrosión para garantizar una instalación duradera.
⇒ Pasamuros ABS: Los pasamuros ABS son accesorios que se utilizan para guiar los cables eléctricos desde los paneles solares hasta el inversor u otros componentes del sistema solar, manteniendo una protección adecuada y sellando las penetraciones en la estructura.
⇒ Esquineros y conectores: Estos accesorios se utilizan para unir rieles o crear esquinas en la estructura de montaje. Permiten una instalación segura y robusta de los paneles en configuraciones específicas.
⇒ Ganchos de techo: Diseñados específicamente para la instalación en techos, los ganchos permiten un anclaje seguro a la estructura del techo, proporcionando una base sólida para los rieles y los paneles.
⇒ Soporte paneles Solares ABS para caravanas: Este tipo de soporte está diseñado específicamente para la instalación de paneles solares en caravanas y vehículos recreativos, permitiendo un montaje seguro y ajustable para aprovechar al máximo la energía solar en movimiento.
⇒ Fijación en L: Esta fijación en forma de gancho permite sujetar los paneles solares en estructuras elevadas o techos inclinados, proporcionando una sujeción firme y resistente a la intemperie.
⇒ Tornillos de tierra: Si la instalación se realiza en suelos, estos tornillos se utilizan para fijar las estructuras de montaje al terreno. Son especialmente útiles en áreas con suelos blandos o arenosos.


Nuestra selección de productos cuidadosamente seleccionada está diseñada para satisfacer tus necesidades y preferencias específicas. Cada artículo de nuestra colección representa nuestro compromiso con la calidad, la funcionalidad, el estilo  y  por supuesto la eficacia (rendimiento que ofrece) y la eficiencia del equipo (aporte característico del producto).

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Fecha última de actualización

25 / Octubre / 2024