Fundamentos y Componentes de la Tecnología de Células Solares Fotovoltaicas

1. Historia Breve de la Célula Solar

La primera célula solar data del año 1883 y fue desarrollada por Charles Fritts, utilizando una muestra de selenio semiconductor con oro. En 1946 se produce la primera patente de célula fotovoltaica, y en 1954 se descubre en los Laboratorios Bell la sensibilidad a la luz de los semiconductores dopados con impurezas.

2. Tipos de Células Fotovoltaicas

Las células fotovoltaicas se clasifican principalmente según el material semiconductor utilizado:

• Célula de silicio monocristalino.
• Célula de silicio policristalino.
• Células de capa fina.
• Otras tecnologías emergentes.

2.1. Características de la Célula Individual

Una célula individual con un área de unos 75 cm² y suficientemente iluminada es capaz de producir una diferencia de potencial de 0,4 V y una potencia de 1 W.

3. Pérdidas y Rendimiento de las Células Fotovoltaicas

En la célula fotovoltaica tiene lugar una serie de pérdidas que limitan su rendimiento, de modo que solo es posible extraer una parte de la energía solar que incide sobre ella.

4. Módulos Fotovoltaicos: Estructura y Conexión

Una célula solar típica posee en la actualidad una superficie de 243 centímetros cuadrados y produce aproximadamente una potencia cercana a los 4 vatios (W) y una intensidad entre 7 y 8 amperios (A). El escaso valor de la tensión y la potencia hace necesaria la conexión de varias células en serie.

La mayor parte de los módulos o paneles fotovoltaicos posee entre 36 y 97 células conectadas en serie.

Además de las células propiamente dichas, el panel debe contar con una serie de elementos adicionales.

4.1. Componentes Esenciales del Módulo Fotovoltaico

Cubierta frontal

Fabricada con vidrio templado y con un grosor de tres o cuatro milímetros, debe ser un buen transmisor de la radiación solar y proteger contra los agentes atmosféricos.

Encapsulado

Para proporcionar rigidez y solidez a las células, será de material transparente que las aísla eléctricamente.

Cubierta posterior

Suelen estar fabricadas con polifloruro de vinilo o poliéster. Sirve para proteger al módulo frente a los agentes de fijación.

Marco

Fabricado de aluminio anodizado, sirve para proporcionar rigidez y resistencia al módulo, proporcionando además un sistema de fijación.

Conexión (Caja de Bornes)

Se sitúan en la parte posterior del módulo en una caja que los protege del polvo. Estas cajas deben tener como mínimo una protección IP 54. Se debe evitar que entre agua en la caja.