Los paneles o celdas solares se construyen a partir de ciertos materiales específicos para producir la energía fotovoltaica necesaria. Por eso, estos son seleccionados adecuadamente para optimizar su eficiencia y durabilidad.
La energía solar se ha convertido en una de las fuentes de energía más prometedoras y sostenibles en la actualidad. Y, estos módulos, son los encargados de captar la radiación del sol y convertirla en energía eléctrica
Sin embargo, detrás de la tecnología de los paneles solares, existe un proceso de fabricación que implica la utilización de diversos materiales y que puede tener un impacto en el medio ambiente.
En este artículo, se exploran los diversos materiales con los que se construyen las celdas solares y su importancia en el rendimiento de estos sistemas de energía renovable. Además, se hablará un poco de su influencia en el medio ambiente:
Materiales, componentes en que se construyen o fabrican las celdas o módulos solares
1. Células Solares Fotovoltaicas
Las células solares fotovoltaicas son el componente principal de los paneles solares. Estas células están fabricadas con materiales semiconductores que permiten la conversión de la luz solar en electricidad. Los materiales más comúnmente utilizados en las células solares son el silicio cristalino y el silicio amorfo:
El silicio cristalino: se produce en forma de lingotes sólidos que luego se cortan en finas láminas, conocidas como obleas. Estas obleas se utilizan para crear las células solares individuales.
El silicio amorfo: se deposita en finas capas sobre un sustrato, lo que permite fabricar células solares más delgadas y flexibles. Además del silicio, también se están explorando otros materiales semiconductores, como el telurio de cadmio (CdTe) y el arseniuro de galio (GaAs), para mejorar la eficiencia y reducir los costos de fabricación de los paneles solares.
2. Capa Antirreflejante
Para maximizar la absorción de luz solar por parte de las células solares, se aplica una capa antirreflejante en la parte superior de los paneles.
Esta capa reduce la cantidad de luz que se refleja en la superficie del panel y aumenta la cantidad de luz que se absorbe, lo que mejora la eficiencia general del sistema.
La capa antirreflejante está compuesta generalmente por óxido de titanio o dióxido de silicio, que tienen propiedades ópticas adecuadas para minimizar la reflectancia.
3. Estructura de soporte
Los módulos solares también requieren una estructura de soporte resistente para garantizar su estabilidad y durabilidad a lo largo del tiempo. La estructura de soporte está típicamente hecha de aluminio, ya que es un material liviano, resistente a la corrosión y altamente conductivo térmicamente.
Por otro lado, el aluminio también es fácilmente reciclable, lo que lo convierte en una opción sostenible para la fabricación de los módulos fotovoltaicos.
4. Vidrio Protector
En la parte frontal de los paneles solares se coloca una lámina de vidrio templado para proteger las células solares de los elementos externos, como la lluvia, el polvo y los impactos mecánicos. El vidrio utilizado debe tener una alta transparencia para permitir que la mayor cantidad de luz solar llegue a las células solares.
Además, debe ser lo suficientemente resistente para soportar condiciones climáticas adversas y minimizar la degradación del panel con el tiempo.
5. Película Posterior h3
En la parte posterior de los paneles solares se aplica una película posterior para proporcionar aislamiento eléctrico y protección adicional a las células solares.
Esta película suele estar hecha de materiales como el polímero de fluoruro de vinilideno (PVDF) o el polietileno tereftalato (PET).
Estos materiales son resistentes a la humedad y al calor, lo que ayuda a proteger las células solares de la corrosión y los daños causados por condiciones ambientales adversas.
Otros componentes
Además de los materiales principales mencionados, existen otros componentes y materiales utilizados en la fabricación de paneles solares. Estos incluyen:
| Cables conductores |
| Conexiones metálicas |
| Sellantes |
| Encapsulantes |
| Materiales de embalaje |
Todos estos elementos desempeñan un papel crucial en el rendimiento y la durabilidad de los paneles solares.
Es importante destacar que la selección y calidad de los materiales utilizados en la fabricación de paneles solares tienen un impacto significativo en su eficiencia y vida útil.
La industria solar se esfuerza constantemente por mejorar y desarrollar nuevos materiales que puedan aumentar la eficiencia de conversión de energía, reducir los costos de fabricación y mejorar la sostenibilidad de los paneles solares.
Tipos de Paneles o celdas solares con base en los materiales
Existen diferentes tipos de paneles solares, cada uno fabricado con materiales específicos y con características distintas en términos de eficiencia y costos. Aquí presentaremos algunos de los tipos más comunes:
Paneles Solares de Silicio Policristalino
Estos paneles están fabricados con silicio policristalino, que se obtiene al fundir y solidificar varios cristales de silicio. Los paneles de silicio policristalino son reconocibles por su apariencia azulada y son ampliamente utilizados debido a su buena relación costo-eficiencia. Aunque pueden tener una eficiencia ligeramente menor que otros tipos, siguen siendo una opción popular para instalaciones solares residenciales y comerciales.
Paneles Solares de Silicio Monocristalino
Están fabricados con silicio monocristalino, que se obtiene a partir de un solo cristal de silicio. Los paneles de silicio monocristalino son conocidos por su color negro uniforme y su alta eficiencia en la conversión de energía solar en electricidad. Son ideales cuando el espacio disponible para la instalación es limitado, ya que su alta eficiencia permite generar más energía en un área más pequeña.
Paneles Solares de capa delgada
Están hechos con materiales semiconductores de película delgada como el telururo de cadmio (CdTe), el arseniuro de galio (GaAs) o el diseleniuro de cobre-indio-galio (CIGS).
Se depositan en sustratos flexibles o vidrio utilizando técnicas como la pulverización o la deposición química en fase vapor (CVD).
Los paneles de capa delgada son más ligeros y flexibles que otros tipos de paneles, lo que les permite adaptarse a diversas superficies y aplicaciones.
Paneles Solares de Concentración
Estos paneles utilizan lentes o espejos para concentrar la luz solar en células solares más pequeñas y altamente eficientes. Al concentrar la luz, se puede lograr una mayor producción de energía. Los materiales utilizados en estos paneles varían según la tecnología empleada, pudiendo ser silicio, arseniuro de galio u otros materiales semiconductores.
Cada tipo de panel solar tiene sus propias ventajas y consideraciones. La elección del tipo de panel dependerá de diversos factores, como los objetivos de rendimiento, el presupuesto y las condiciones específicas de la instalación.
4 aspectos que considerar en la fabricación de los materiales de las celdas solares
La fabricación de celdas solares implica el uso de diferentes materiales y procesos en los que se construyen. Además, pueden tener impactos ambientales y generar contaminación. Algunos de los aspectos a considerar son:
- Energía Embodied: la producción de los materiales utilizados en los paneles solares, como el silicio, requiere energía. Dependiendo de la fuente de energía utilizada, la fabricación puede generar emisiones de gases de efecto invernadero y contribuir al cambio climático.
- Gestión de Residuos: durante el proceso de fabricación, pueden generarse residuos, como recortes de silicio y productos químicos utilizados en los diferentes pasos de producción. Es importante gestionar adecuadamente estos residuos para minimizar su impacto en el medio ambiente.
- Uso de Productos Químicos: algunos procesos de fabricación de paneles solares requieren el uso de productos químicos, como ácidos y disolventes. Es esencial tomar medidas adecuadas para el manejo, almacenamiento y eliminación segura de estos productos químicos para prevenir la contaminación del suelo y el agua.
- Huella de Carbono: además de la energía utilizada en la fabricación, también se debe considerar la huella de carbono asociada con la extracción y transporte de los materiales utilizados en los paneles solares.
Impacto ambiental en la fabricación de paneles solares
Uno de los principales desafíos asociados con la fabricación de paneles solares es la emisión de gases de efecto invernadero durante el proceso de producción. La fabricación de materiales como el silicio y otros componentes requiere una cantidad considerable de energía, a menudo generada por fuentes no renovables.
Algunos de los productos químicos utilizados en los procesos de grabado y limpieza pueden ser tóxicos y difíciles de eliminar adecuadamente. Si no se manejan de manera adecuada, estos productos químicos pueden contaminar el agua y el suelo causando daños a los ecosistemas circundantes.
Los paneles solares pueden tener un impacto ambiental, la industria está trabajando arduamente para abordar estos desafíos.
A medida que avanza la tecnología, se espera que la huella ambiental en la que se construyen los materiales de las celdas solares se reduzca. De esta forma, contribuye así a un futuro más sostenible y limpio.
En Celco, la conciencia ambiental es importante para mejorar y producir energía de manera renovable. Por eso, al suscribirse al newsletter quincenal, se está contribuyendo a la enseñanza de buenas prácticas para el medio ambiente.
