MPV SOLAR REFERNCE
  • Adriana Rocha

En busca de la eterna eficiencia en los paneles solares

Por modernos que parezcan los paneles solares, el primero de la historia apareció en 1883, casi 50 años después del descubrimiento del efecto fotovoltaico. Imagina cuántos años han pasado y cuántos paneles solares distintos se habrán inventado, diseñado, construido, vendido, utilizado, roto, arreglado… Actualmente, los fabricantes de módulos viven en una lucha constante por conseguir paneles solares cada vez más eficientes, ingeniándoselas para, en la misma superficie, intentar aumentar la potencia. ¿Cómo? Pues buscando el modo de captar más radiación, convertirla mejor, o ambos casos a la vez. Vamos a ver algunos métodos que están aplicando…

Antes de decidir cuál le conviene más a tu cliente, ¿qué tal si revisas el panorama real de los módulos FV? ¿Sabes por qué hablamos de una "producción masiva" de módulos fotovoltaicos? ¿Cómo se está desarrollando esta tecnología? ¿Por qué destaca cada tipo de módulo fotovoltaico? ¿De qué forma influye el tamaño de las células en su funcionamiento? En cuanto a producción, ¿cuál es el horizonte futuro a corto-medio plazo? ¡Demasiadas preguntas! Mejor, vamos punto por punto...


En este post, explicamos:

  1. QUÉ ES LA PRODUCCIÓN MASIVA

  2. DESARROLLO DE LA TECNOLOGÍA (I+D)

  3. DIFERENTES OPCIONES

  4. EL TAMAÑO DE CÉLULAS

  5. ¿CÓMO SERÁ EL FUTURO A PARTIR DE AHORA?

1. QUÉ ES LA PRODUCCIÓN MASIVA

Antes solo había monocristalino, policristalino y capa fina, pero las realidades han cambiado. Ahora la oferta es mucho más amplia y entender qué solución encaja con las necesidades de tu cliente es una cuestión más allá. Are you ready? En el mercado -tanto en mono como en poli- la célula tiende a ser tipo P, hasta ahora ha triunfado el tipo mono PERC. De hecho, empresas como Trina Solar ya dejaron de fabricar policristalino a partir del Q4 del año pasado. En diferentes tamaños de células, el tipo mono PERC sigue su curso, con novedades como la célula de 210 mm. ¡Parece que es el tamaño que va a dominar el terreno FV en el futuro! Pero, ¿qué pasa con la tecnología? ¿Cuál marcará un antes y un después en la historia de la energía solar? ¿La Tipo P o la Tipo N?

2. DESARROLLO DE LA TECNOLOGÍA (I+D)

¿Cómo es la eficiencia de las células según sus diferentes opciones? En función de la tecnología utilizada -Tipo P y PERC frente a Tipo N y Topcon, con tecnología HJT o Tándem-, la eficiencia de los paneles solares dibuja una línea ascendente u otra.

Diapositiva cedida por Sandra Albornoz durante la celebración de la SolarMentoringWeek 2021


Tipo N y Tipo P: diferentes horizontes

- Tipo N: las previsiones señalan que en 2030 alcanzaremos un 28% de eficiencia. - Tipo P: la idea es que, sobre 2024-2025, el Tipo P y PERC acabe la producción y se continúe en un futuro con el Tipo N.


3. DIFERENTES OPCIONES


En la actualidad, lo más importante en el desarrollo de la tecnología fotovoltaica es lograr el menor coste de energía posible, ¡así que a tope con la producción masiva! En este momento, la diferencia clave está en la tecnología PERC, pero ¿qué futuro nos espera? ¿Qué camino traza 2021? ¿Por qué la tecnología Tipo N tiene todas las de ganar?


A rasgos generales, cada vez son más los fabricantes que están invirtiendo en el tipo N. Inicialmente, había más compañías integradas verticalmente (es decir, que fabrican buffers, paneles solares…) que invirtieran en Topcon debido al coste inicial, relativamente más bajo. Pero a medida que la tecnología HJT se abarató y empezó a madurar… la tendencia cambió.

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Actualmente, algunos fabricantes integrados verticalmente se unen a los fabricantes de células y a los nuevos participantes para desarrollar energía solar en dirección HJT.


Así que… contemplando los costes, el mercado bifacial y la participación de fabricantes de nivel 1 en la tecnología de Tipo N, se espera que en 2022 la capacidad del modelo Topcon aumente exponencialmente.

➡️ PERC (Passivated Emitter Rear Cell) Tipo P Los módulos de esta modalidad se caracterizan por tener una capa adicional entre la capa base y la capa inferior de aluminio, la llamada capa PERC. En la capa PERC rebotan los electrones que no han sido absorbidos hacia la capa superior, por lo que se genera más electricidad. Son eficientes hasta en días nublados, demuestran un mejor rendimiento en climas adversos… Sin duda, ¡la que mayor producción tiene en el mercado!

➡️ Topcon (Tipo N) La característica clave es que no tiene degradación LID, está compuesta por dos capas de amorfo, así que aprovecha tanto la radiación difusa como la reflexión de la última capa. ¿Por qué quedarnos con este nombre? Porque, aunque todavía no se produce masivamente, ¡será el futuro de la fotovoltaica! De hecho, empresas como Trina Solar sacaron el pasado octubre sus primeros módulos bifaciales Topcon. Para 2022, se prevé una producción importante, de gran volumen, de este tipo concretamente.

➡️ Paneles bifaciales Otra de las apuestas del futuro. Las celdas solares reciben energía por ambas caras, así que aprovechan más la luz del albedo y la radiación difusa. Se caracteriza por un mejor comportamiento en climas más agresivos, ya que tiene menor pérdida con temperaturas altas. En este caso, no se puede garantizar una potencia de salida pero puede llegar a producir hasta un 25% más de energía adicional. Todo depende de la relación entre la energía solar que cae sobre la capa bifacial y la que se refleja.


En 2021, se preveía un crecimiento mayor, pero la falta de disponibilidad de vidrio ha supuesto un problema importante en su desarrollo. Además, como los módulos han crecido, la evolución de los paneles bifaciales es cada vez más complicada. Muchas fábricas en China ya empiezan a enfocarse en esta dirección, que seguro tiene buen calado en el futuro. ➡️ Paneles vidrio/vidrio (glass/glass) Por su desarrollo, son fáciles de confundir con los bifaciales. ¿Cuál es la diferencia? Los módulos están formados por dos vidrios: una lámina posterior, que sustituye a la tradicional lámina de plástico -llamada EVA- cuyo material no se deteriora. ¿Qué consigues así? Mejorar el rendimiento. Los paneles de este tipo presentan una mayor resistencia a fuertes precipitaciones y tormentas. Algunos fabricantes -la mayoría, en realidad-, optan por eliminar el marco. Este diseño dificulta un poco el montaje, ya que precisa de sujeciones especiales para tejados, pero tiene otras ventajas: se elimina la superficie no captadora, facilita la limpieza... ➡️ Paneles multi busbar ¿Qué son los busbar? Los famosos “busbar” son las líneas metálicas que transportan la corriente eléctrica producida por la celda fotovoltaica minimizando las pérdidas por resistencia. En otras palabras, estas franjas conectan las células fotovoltaicas autorizando el flujo de electrones de un punto al otro. Este tipo de tecnología es menos eficiente en comparación a otros modelos. Tiene menos resistencia, es sensible a los cambios meteorológicos y provoca, a la larga, micro-roturas en las líneas metálicas, lo que supone un peor rendimiento. ➡️ HIT/HJT Esta tecnología constructiva consigue excelentes resultados y ha sido catalogada como una de las más eficientes. Son fabricadas a partir de la combinación entre una capa de silicio monocristalina y una capa de cristal amorfo. Esta clase de paneles son conocidos generalmente por Panasonic, la empresa que tiene la patente actualmente.

➡️ IBC

De tipo N, considerada de alta calidad. Hasta el momento, la más eficiente y mucho más resistente que las células convencionales. Aunque goza de una alta eficiencia, su coste también es bastante mayor, lo que provoca que su producción no sea masiva y, por tanto, que no sea posible utilizarlo en diferentes soluciones. Además, no tiene degradación LID, son todos tipo N.

El físico no importa, hasta cierto punto… Las celdas IBC son estéticamente más atractivas porque tienen las soldaduras en la parte posterior. Prácticamente, no se ve nada. ¿Necesitas una solución arquitectónica o para integración visual? Este es el tipo de módulo que necesitas. ¿Buscas una referencia? El culmen del formato IBC son los módulos SunPower.

4. EL TAMAÑO DE CÉLULAS


¿Qué más factores influyen? Para dominar el sector, entender la evolución del tamaño de las células es clave. Tener diferentes opciones donde elegir es, a priori, maravilloso. Pero ¿qué pasa cuando tienes demasiadas cartas sobre la mesa? La variedad de tamaños de la industria FV acaba por dificultar la selección de módulos. Hay tantas opciones que es difícil decidirse. Ahora mismo, el objetivo es estandarizar el tamaño de los lingotes y las obleas para evitar estas dificultades tan habituales.

Para saber cuál te conviene, lo mejor es evaluar los beneficios de cada modelo y balancear, a la vez, las ventajas que ofrecen los diferentes fabricantes.

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Recuerda que entender tu sector y transmitirlo en tu relato de venta es fundamental para que el cliente vea que tiene delante la mejor opción. ¿Qué tamaño domina actualmente el mercado? ¿182 mm, 210 mm…? Todo apunta a que, en el futuro, las instalaciones fotovoltaicas serán de 210mm. Apunta, esto es importante:

- 210 mm será el tamaño máximo para la industria FV en los próximos 5 ~ 10 años

- 210 líneas de producción son compatibles con productos 210 mm y más pequeños

- Todos los fabricantes están invirtiendo en la capacidad de 210 mm

Para llegar a este punto, se ha tenido que trabajar mucho con fabricantes de inversores. Utilizar estas células, a veces, provoca que las corrientes sean más altas y el voltaje, un poco más bajo. ¿Cómo se traduce esto en la industria? La colaboración entre fabricantes de módulos y fabricantes de inversores es constante. En el sector FV, es requisito estar al día, ¡así que reserva espacio en tu background! Si el saber no ocupa lugar, ¡entender estas cuestiones tan importantes todavía menos!


5. ¿CÓMO SERÁ EL FUTURO A PARTIR DE AHORA?


La potencia en los módulos no deja de ascender y -cómo no- cada vez hay más modelos de paneles solares disponibles. En un principio, se manejaba el formato poli 340W, lo más alto que teníamos; luego llegaron los módulos monocristalinos 380W, 400W; ahora estamos por 450W, 500W... pero la peonza no deja de girar.

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En definitiva, hay diferentes escenarios de aplicación para cada producto y cada país utiliza una clase de módulo para una cosa u otra.


Si te detienes en la cuota del mercado según el tamaño de la célula, verás cómo aumenta la potencia en los módulos y también el tamaño de obleas. ¿Qué se utiliza para fabricarlos? En el caso de la industria de los semiconductores, que permiten fabricar las obleas de 210 mm (las más grandes que se pueden encontrar en el mercado), los lingotes de 12 pulgadas. Al final, colocar un tipo de panel solar u otro depende de muchos factores... Pero es importante ir poniendo los puntos sobre las íes, ¡por eso debes contemplar todo el abanico de posibilidades! ¿Y tú? ¿Qué criterio sigues a la hora de elegir paneles solares? ¡Cuéntanos tu experiencia en un comentario! 💬