Saludos, este post recopila algunas de las preguntas mas frecuentes respecto de módulos solares.
¿Qué es un módulo?
Técnicamente, lo que la mayoría de personas conocen como panel solar, celda solar, celda fotovoltaica, etc, en realidad se llama "modulo solar". De acuerdo a las definiciones técnicas en la mayoría de países en donde se ha reglamentado mediante un código de electricidad las instalaciones fotovoltaicas, un modulo solar es un equipo que entrega energía fotovoltaica de forma útil e independiente y esta formado por varias celdas solares ( las celdas son los cuadraditos del modulo), en algunas definiciones se cita a un panel solar como un conjunto de módulos en serie (como enseriar baterías o pilas) y el conjunto de paneles o de módulos en serie y paralelo se le denomina matriz o arreglo, esta ultima definición de matriz es verificable para todos los estándares mas la definición de panel no. Para temas generales un panel solar puede ser un modulo solar o un colector solar (de las termas solares), enunciar "panel solar" para un fin fotovoltaico es incorrecto.
¿Qué tipo de módulos solares existen?
Los comerciales de manera mundial y de mayor presencia en los proyectos son 02, los de silicio monocristalino y los policristalino. Antiguamente los monocristalinos eran conocidos por tener una eficiencia algo mayor que la de los policristalinos, y estos últimos eran conocidos por un menor precio que los primeros. Actualmente la eficiencia de módulos solares creados a partir de celdas mono y poly son prácticamente la misma , alrededor de 15% STC, la razón de por que se usan aveces mono y otras poly radica en el tamaño del modulo para una potencia en especifico y a la disponibilidad del material, en otras palabras si requiero usar un modulo de 250W con eficiencia de 15% encontrare monocristalinos y policristalino pero quizás estos últimos tengan un tamaño algo mayor. Los 3eros mas conocidos son los "thin film"
¿Como distingo un monocristalino de un policristalino?
Los monocristalinos tienen las celdas biseladas en sus esquinas y tienden a ser mas oscuros, los policristalinos tienen las celdas rectangulares de un aspecto parecido a un galvanizado (debido al gran numero de cristales, de ahí que sea policristalinos) y tienen un color mas azulado, estas consideraciones pueden variar para módulos solares muy especiales, pero para los comerciales son la realidad.
¿Qué es STC?
Significa Standard Test Conditions, es un estandar internacional de prueba al que se someten los módulos solares para conocer sus características de desempeño, para esto se simula un sol en una posición determinada simulando el medio día de un día promedio con un arreglo de lámparas de alta intensidad hasta alcanzar 1000W/m2 de irradiancia sobre el modulo, se inclina el modulo solar en un valor coincidente con la latitud media de estados unidos (37°) y se controla la del modulo en 25°C, luego se registran los valores de voltaje, corriente y potencia. Existen otros estándares mas realisticos desarrollados para obtener estimados basándose en escenarios no ideales, el mas conocido es el NOCT (Normal Operation Cell Temperature) que considera una temperatura del modulo en operacion de alrededor de 45°C (esto reduce notablemente su desempeño respecto del estándar STC)
¿Por qué cuando se menciona la potencia de un modulo, esta es en Watts-Pico y no solo en Watts?
Esto se deriva de la prueba STC, el modulo solar alcanza su característica nominal en watts cuando se cumple las condiciones STC, ya que este valor en watts fue medido bajo esas condiciones. En la realidad, es muy improbable que se cumplan exactamente, para la mayoría de países se podría decir que en un día de verano tipico alrededor del medio día se obtendría la potencia pico, tendria que caer 1000W/m2 sobre el modulo a una temperatura del mismo de 25°C entre otros factores, esto es improbable ya que a 1000W/m2 el modulo presentara una temperatura quizás mayor a 45°C dependiendo de las condiciones de temperatura ambiente, humedad y tipo de instalación, a mayor temperatura menor eficiencia por lo que en realidad se necesitan 1300W/m2 aproximadamente para llegar a la potencia pico, condición que no es imposible si es que la instalación esta en latitudes donde a pesar de que hay excelente radiación el clima es algo frio.
En resumen, Un modulo de 50Wp no va a generar 50Wp apenas vea al sol en el amanecer, de hecho, al inicio su generación es 0 (6am), al medio día aproximadamente alcanza su máxima capacidad para ese día (digamos 35Wp por ejemplo) y de forma simétrica en el atardecer caerá a 0 de nuevo, esto en una razón senoidal. La producción depende del lugar del planeta en donde estés, de las condiciones meteorológicas, de la inclinación del modulo y de su característica interna de fabricación.
¿Como funciona un modulo solar?
La respuesta no es sencilla, es un efecto físico-químico complejo que parte del hecho de tener 02 tipos de material del tipo semiconductor en una misma celda solar, el material mas usual es silicio y se tiene silicio N ( con mas electrones de lo que debería) y silicio P (con menos electrones de lo que debería). En la unión de ambos tipo de materiales se forma una barrera que evita que los electrones de la región N se recombine con la P (ya que P tiene falta de estos), esta barrera es un campo eléctrico. Cuando el sol incide en la celda solar, logra energizar electrones que obtienen movimiento y tienen a acumularse en la zona N y estos dejan a la región P con aun menos electrones volviéndola mas positiva, asi se forma un "voltaje" a los extremos de la celda.
¿Por qué el calor no es bueno para el modulo?¿Acaso no funciona con el sol?
El modulo baja su eficiencia con el aumento de temperatura del mismo, quizás suene contradictorio que el calor haga mella en el modulo solar, lo que en realidad hace el modulo solar es captar energía en un rango definido ene l espectro electromagnético de la luz que proviene del sol, es mucho mas sensible a la radiación visible pero no por eso deja de absorber la radiación ultravioleta y la infrarroja en algún porcentaje. Si la celda se calienta, los electrones de la región N tendrán suficiente energía y movimiento (gracias a la energía en forma de calor) para pasar a la región P recombinándose y así eliminando un electrón útil, si existe suficiente energía térmica en la celda la cantidad de electrones que logran recombinarse aumenta y eso hace que exista una disminución en la capacidad de generación de la celda y por lo tanto baja su eficiencia.
¿Por qué comprar módulos si los puedo fabricar uniendo celdas?
Por el precio y la seguridad, en la mayoría de casos hacerse un modulo solar con celdas compradas en Ebay sobre una cama plástica en marcada de aluminio y recubierta de un vidrio podría exceder en costo a un modulo localmente conseguido , a esto agregar que el modulo lo conseguirías inmediatamente mientras que para la opción de fabricación hay que esperar por materiales, si es que esto no aplica para algunas situaciones, la seguridad y calidad que presentaría un modulo fabricado en un garaje en donde el polvo se ha depositado previamente en le interior de las celdas y del vidrio, en donde no podrás garantizar el sellado del marco de vidrio para evitar goteras en lluvia, donde la caja de conexiones no tendrá la integridad requerida por las normas y donde a la primera granizada el vidrio se rompa no estaría ni cerca de lo que ofrecen los fabricantes de módulos solares.
Se puede crear un modulo, y te puede funcionar por varios meses, quizás años, pero puede llegar a ser peligroso y solo es valido como un proyecto personal, para instalaciones homologadas no hay discusión en este tema.
¿Qué modulo solar y que cantidad necesito por m2 de casa?
Pregunta que todos hacen y ningún diseñador serio podrá responder, no es así como se dimensiona un sistema solar
¿Tengo mi recibo de electricidad domiciliaria con 450KWh mensuales, cuanto debo invertir?
Pregunta que todos hacen y, de nuevo, no es posible responder con los datos suminsitrados
¿Qué datos necesito para que alguien dimensione un sistema solar para mi?
Si ya se tiene electricidad en el domicilio, económicamente lo mejor para usted es un sistema de conexión a red, para esto puede optar por una consultora que mida su perfil de carga y así dimensionarle un sistema que asegure un ahorro en facturación y en consumo eléctrico al mes (opción cara) o comprar un kit de conexión a red en donde los ahorros se iran presentando en la factura a la medida que pase el tiempo (opción barata pero que no asegura un ahorro sustancial)
SI no se tiene electricidad o se dese alimentar un equipo remoto evitando zanjas y demás, los datos que se necesitan son: Potencia de cada equipo a alimentar (W), horas de funcionamiento de cada equipo al DIA (horas), lugar de la instalación y voltaje de suministro (12VDC, 24VDC, 110VAC o 220VAC)
¿Cuanto cuesta un modulo solar?
Depende mucho de donde vivas y que condiciones comerciales tiene su país para con los módulos solares, en mi país para módulos de 100W a mas , el valor del W se multiplica por 1.5 para obtener un estimado del costo del módulos solar en dolares sin impuestos,para módulos grandes de alrededor de 300W el factor puede ser 1.3, para módulos menores a 100W el factor cambia a 2 y aveces mas. Mientras mas pequeño el modulo es mas caro, mientras mas grande y comercial sea, es mas barato
¿Cuantos módulos necesito para mi terma?
Si se quiere alimentar una terma con energía solar, lo mas energéticamente eficiente la mayoría de los casos es instalar una terma solar directamente, las termas solares no se alimentan de electricidad solar si no directamente del calor del sol.
Estas eran las preguntas mas usuales que han podido llegar a mi acerca de módulos solares si tienen alguna duda o comentario o si es que quisieran profundizar no duden en cotactarme. Un Abrazo!
Dudas y preguntas comunes acerca de Módulos Solares Fotovoltaicos:
¿Qué es un módulo?
Técnicamente, lo que la mayoría de personas conocen como panel solar, celda solar, celda fotovoltaica, etc, en realidad se llama "modulo solar". De acuerdo a las definiciones técnicas en la mayoría de países en donde se ha reglamentado mediante un código de electricidad las instalaciones fotovoltaicas, un modulo solar es un equipo que entrega energía fotovoltaica de forma útil e independiente y esta formado por varias celdas solares ( las celdas son los cuadraditos del modulo), en algunas definiciones se cita a un panel solar como un conjunto de módulos en serie (como enseriar baterías o pilas) y el conjunto de paneles o de módulos en serie y paralelo se le denomina matriz o arreglo, esta ultima definición de matriz es verificable para todos los estándares mas la definición de panel no. Para temas generales un panel solar puede ser un modulo solar o un colector solar (de las termas solares), enunciar "panel solar" para un fin fotovoltaico es incorrecto.
¿Qué tipo de módulos solares existen?
Los comerciales de manera mundial y de mayor presencia en los proyectos son 02, los de silicio monocristalino y los policristalino. Antiguamente los monocristalinos eran conocidos por tener una eficiencia algo mayor que la de los policristalinos, y estos últimos eran conocidos por un menor precio que los primeros. Actualmente la eficiencia de módulos solares creados a partir de celdas mono y poly son prácticamente la misma , alrededor de 15% STC, la razón de por que se usan aveces mono y otras poly radica en el tamaño del modulo para una potencia en especifico y a la disponibilidad del material, en otras palabras si requiero usar un modulo de 250W con eficiencia de 15% encontrare monocristalinos y policristalino pero quizás estos últimos tengan un tamaño algo mayor. Los 3eros mas conocidos son los "thin film"
¿Como distingo un monocristalino de un policristalino?
Los monocristalinos tienen las celdas biseladas en sus esquinas y tienden a ser mas oscuros, los policristalinos tienen las celdas rectangulares de un aspecto parecido a un galvanizado (debido al gran numero de cristales, de ahí que sea policristalinos) y tienen un color mas azulado, estas consideraciones pueden variar para módulos solares muy especiales, pero para los comerciales son la realidad.
¿Qué es STC?
Significa Standard Test Conditions, es un estandar internacional de prueba al que se someten los módulos solares para conocer sus características de desempeño, para esto se simula un sol en una posición determinada simulando el medio día de un día promedio con un arreglo de lámparas de alta intensidad hasta alcanzar 1000W/m2 de irradiancia sobre el modulo, se inclina el modulo solar en un valor coincidente con la latitud media de estados unidos (37°) y se controla la del modulo en 25°C, luego se registran los valores de voltaje, corriente y potencia. Existen otros estándares mas realisticos desarrollados para obtener estimados basándose en escenarios no ideales, el mas conocido es el NOCT (Normal Operation Cell Temperature) que considera una temperatura del modulo en operacion de alrededor de 45°C (esto reduce notablemente su desempeño respecto del estándar STC)
¿Por qué cuando se menciona la potencia de un modulo, esta es en Watts-Pico y no solo en Watts?
Esto se deriva de la prueba STC, el modulo solar alcanza su característica nominal en watts cuando se cumple las condiciones STC, ya que este valor en watts fue medido bajo esas condiciones. En la realidad, es muy improbable que se cumplan exactamente, para la mayoría de países se podría decir que en un día de verano tipico alrededor del medio día se obtendría la potencia pico, tendria que caer 1000W/m2 sobre el modulo a una temperatura del mismo de 25°C entre otros factores, esto es improbable ya que a 1000W/m2 el modulo presentara una temperatura quizás mayor a 45°C dependiendo de las condiciones de temperatura ambiente, humedad y tipo de instalación, a mayor temperatura menor eficiencia por lo que en realidad se necesitan 1300W/m2 aproximadamente para llegar a la potencia pico, condición que no es imposible si es que la instalación esta en latitudes donde a pesar de que hay excelente radiación el clima es algo frio.
En resumen, Un modulo de 50Wp no va a generar 50Wp apenas vea al sol en el amanecer, de hecho, al inicio su generación es 0 (6am), al medio día aproximadamente alcanza su máxima capacidad para ese día (digamos 35Wp por ejemplo) y de forma simétrica en el atardecer caerá a 0 de nuevo, esto en una razón senoidal. La producción depende del lugar del planeta en donde estés, de las condiciones meteorológicas, de la inclinación del modulo y de su característica interna de fabricación.
¿Como funciona un modulo solar?
La respuesta no es sencilla, es un efecto físico-químico complejo que parte del hecho de tener 02 tipos de material del tipo semiconductor en una misma celda solar, el material mas usual es silicio y se tiene silicio N ( con mas electrones de lo que debería) y silicio P (con menos electrones de lo que debería). En la unión de ambos tipo de materiales se forma una barrera que evita que los electrones de la región N se recombine con la P (ya que P tiene falta de estos), esta barrera es un campo eléctrico. Cuando el sol incide en la celda solar, logra energizar electrones que obtienen movimiento y tienen a acumularse en la zona N y estos dejan a la región P con aun menos electrones volviéndola mas positiva, asi se forma un "voltaje" a los extremos de la celda.
¿Por qué el calor no es bueno para el modulo?¿Acaso no funciona con el sol?
El modulo baja su eficiencia con el aumento de temperatura del mismo, quizás suene contradictorio que el calor haga mella en el modulo solar, lo que en realidad hace el modulo solar es captar energía en un rango definido ene l espectro electromagnético de la luz que proviene del sol, es mucho mas sensible a la radiación visible pero no por eso deja de absorber la radiación ultravioleta y la infrarroja en algún porcentaje. Si la celda se calienta, los electrones de la región N tendrán suficiente energía y movimiento (gracias a la energía en forma de calor) para pasar a la región P recombinándose y así eliminando un electrón útil, si existe suficiente energía térmica en la celda la cantidad de electrones que logran recombinarse aumenta y eso hace que exista una disminución en la capacidad de generación de la celda y por lo tanto baja su eficiencia.
¿Por qué comprar módulos si los puedo fabricar uniendo celdas?
Por el precio y la seguridad, en la mayoría de casos hacerse un modulo solar con celdas compradas en Ebay sobre una cama plástica en marcada de aluminio y recubierta de un vidrio podría exceder en costo a un modulo localmente conseguido , a esto agregar que el modulo lo conseguirías inmediatamente mientras que para la opción de fabricación hay que esperar por materiales, si es que esto no aplica para algunas situaciones, la seguridad y calidad que presentaría un modulo fabricado en un garaje en donde el polvo se ha depositado previamente en le interior de las celdas y del vidrio, en donde no podrás garantizar el sellado del marco de vidrio para evitar goteras en lluvia, donde la caja de conexiones no tendrá la integridad requerida por las normas y donde a la primera granizada el vidrio se rompa no estaría ni cerca de lo que ofrecen los fabricantes de módulos solares.
Se puede crear un modulo, y te puede funcionar por varios meses, quizás años, pero puede llegar a ser peligroso y solo es valido como un proyecto personal, para instalaciones homologadas no hay discusión en este tema.
¿Qué modulo solar y que cantidad necesito por m2 de casa?
Pregunta que todos hacen y ningún diseñador serio podrá responder, no es así como se dimensiona un sistema solar
¿Tengo mi recibo de electricidad domiciliaria con 450KWh mensuales, cuanto debo invertir?
Pregunta que todos hacen y, de nuevo, no es posible responder con los datos suminsitrados
¿Qué datos necesito para que alguien dimensione un sistema solar para mi?
Si ya se tiene electricidad en el domicilio, económicamente lo mejor para usted es un sistema de conexión a red, para esto puede optar por una consultora que mida su perfil de carga y así dimensionarle un sistema que asegure un ahorro en facturación y en consumo eléctrico al mes (opción cara) o comprar un kit de conexión a red en donde los ahorros se iran presentando en la factura a la medida que pase el tiempo (opción barata pero que no asegura un ahorro sustancial)
SI no se tiene electricidad o se dese alimentar un equipo remoto evitando zanjas y demás, los datos que se necesitan son: Potencia de cada equipo a alimentar (W), horas de funcionamiento de cada equipo al DIA (horas), lugar de la instalación y voltaje de suministro (12VDC, 24VDC, 110VAC o 220VAC)
¿Cuanto cuesta un modulo solar?
Depende mucho de donde vivas y que condiciones comerciales tiene su país para con los módulos solares, en mi país para módulos de 100W a mas , el valor del W se multiplica por 1.5 para obtener un estimado del costo del módulos solar en dolares sin impuestos,para módulos grandes de alrededor de 300W el factor puede ser 1.3, para módulos menores a 100W el factor cambia a 2 y aveces mas. Mientras mas pequeño el modulo es mas caro, mientras mas grande y comercial sea, es mas barato
¿Cuantos módulos necesito para mi terma?
Si se quiere alimentar una terma con energía solar, lo mas energéticamente eficiente la mayoría de los casos es instalar una terma solar directamente, las termas solares no se alimentan de electricidad solar si no directamente del calor del sol.
Estas eran las preguntas mas usuales que han podido llegar a mi acerca de módulos solares si tienen alguna duda o comentario o si es que quisieran profundizar no duden en cotactarme. Un Abrazo!