Eficiencia de los paneles solares: ¿qué significa realmente?

Cuando nos fijamos en las especificaciones técnicas de los paneles solares, sus valores de eficiencia pueden dar una primera impresión negativa. En 2021, los paneles solares monocristalinos están en el rango del 20-23%, mientras que los paneles policristalinos están por debajo del 20%. Sin embargo, la eficiencia de conversión no es un factor crítico cuando se utiliza la luz solar, un recurso gratuito y prácticamente ilimitado.

Ahorre en facturas de electricidad y reduzca las emisiones de los edificios con energía solar.

Por otro lado, cuando los insumos energéticos para la generación de energía son combustibles fósiles, la eficiencia se vuelve mucho más importante. Las centrales eléctricas alimentadas con carbón suelen tener una eficiencia de entre un 30 y un 40%, mientras que las plantas de gas de ciclo combinado tienen una eficiencia de entre un 50 y un 60%.

• Estos sistemas de generación tienen mayor eficiencia que los paneles solares, pero observar esta métrica por sí sola puede resultar engañoso.
• Los paneles solares son menos eficientes en términos de conversión de energía, pero pueden ingresar libremente y operar con cero emisiones.

La eficiencia de los paneles solares sólo es un problema cuando el espacio es limitado, ya que es posible que no alcancen la capacidad de kilovatios planificada. Los paneles solares utilizados en tejados comerciales e industriales tienen dimensiones típicas de alrededor de 80” x 40”, y los modelos más eficientes superan los 400W. Si desea instalar 400 kW, necesita 1000, es decir, más de 22 000 pies cuadrados. solo para paneles solares, más el espacio requerido para fines de mantenimiento.

¿Qué determina la eficiencia de los paneles solares?

Los principales fabricantes de energía solar invierten constantemente millones en investigación y desarrollo, con el objetivo de mejorar sus células fotovoltaicas. Sin embargo, esto dio sus frutos con el tiempo:

• En 1990, los paneles solares sólo podían convertir alrededor del 10% de la luz solar en electricidad.
• En 2021, los paneles solares más eficientes del mercado se acercan al 23% de eficiencia.
• En otras palabras, los paneles solares ahora pueden producir 2,3 veces más energía en un espacio determinado en comparación con su rendimiento hace 30 años.

La eficiencia de las células solares está determinada por el material fotovoltaico y también por la forma en que está conectado y diseñado el módulo en general. Las células monocristalinas son más eficientes porque están hechas de monocristales de silicio de alta pureza. Por otro lado, las células policristalinas están formadas por múltiples cristales, lo que afecta a su eficiencia.

Esto no significa que los paneles solares policristalinos sean de inferior calidad. Tienen una eficiencia de conversión menor debido a las propiedades del material, pero existen módulos solares de alta calidad de ambos tipos.

¿Qué son las células solares PERC?

Muchos de los paneles de alto rendimiento disponibles en la actualidad utilizan la tecnología PERC, que aumenta la productividad hasta en un 12%. PERC significa emisor pasivado y contacto trasero, y estas celdas tienen muchas características de diseño que aumentan su eficiencia.

• Las células PERC tienen una capa reflectante debajo: la luz solar que pasa se refleja de regreso al material fotovoltaico, generando más energía.
• También tienen revestimientos antirreflectantes y texturas superficiales que maximizan la captura de la luz solar y su conversión en electricidad.

Las células PERC a menudo se cortan a la mitad para reducir las pérdidas de resistencia eléctrica, aumentando aún más su producción de energía. Notarás que muchos paneles solares ahora usan 120 o 144 medias celdas en lugar de los diseños tradicionales de 60 y 72 celdas. Debido a que las células solares se cortan a la mitad, las necesidades totales de espacio son casi las mismas y las dimensiones del panel no se ven significativamente afectadas.

Cómo ahorran espacio los paneles solares de alta eficiencia

A medida que la eficiencia de las células fotovoltaicas siga aumentando, los paneles solares podrán generar más vatios por metro cuadrado.

• Un panel solar de 400W que mide 80” x 40” produce 18W por pie cuadrado.
• Con un aumento de eficiencia del 33%, sería posible generar 24W por pie cuadrado.

Generalmente tener espacio para paneles solares no es un problema en edificios como centros comerciales y centros de distribución. Sin embargo, los edificios de varios pisos tienen una gran superficie de piso en relación con el área del techo, y gran parte del espacio disponible ya es utilizado por equipos HVAC. En estos casos, los paneles solares de alta eficiencia maximizarán la producción de kWh por metro cuadrado cubierto.

La I+D también ha reducido el coste de los paneles solares . Hace 20 años se podría esperar pagar más de 10.000 dólares por kW de capacidad, pero ahora los sistemas solares domésticos cuestan menos de 3.000 dólares por kW en muchas partes de Estados Unidos. Es posible obtener precios incluso más bajos en el sector de servicios públicos, donde se instalan paneles solares por menos de 1.000 dólares por kW.