AIRAM HERNÁNDEZ FERNÁNDEZ MAURICIO GARCÍA CONRADO AMÉRICO MANUEL COELLO TEJERA SERGIO GARCÍA EXPÓSITO

PANELES SOLARES FOTOVOLTAICOS

TECNOLOGIAS DE PROCESOS DE FABRICACION

Descripción general

Los paneles solares fotovoltaicos Los paneles solares fotovoltaicos son sin duda uno de los mayores inventos modernos. Además, uno de los que mejor se comporta ecológicamente, ya que hablamos de una de las energías alternativas, limpia y renovable. Los paneles solares son módulos que gracias a su construcción y materiales que se utilizan en su construcción son capaces de aprovechar la radiación proveniente del sol y convertirla en energía eléctrica. Los hay de varios tipos. Dependiendo de la potencia proporcionada y la aplicación que le queramos dar, podemos encontrar paneles de uso doméstico para calentar agua o paneles industriales conectados a la red para generar electricidad. Su efectividad aumenta proporcional al tamaño de los cristales, pero también aumentan su grosor, peso y coste. El rendimiento de las primeras puede llegar al 20%, y con cristales más pequeños se reduce a un 10%, pero son mucho más baratos. Elemento clave en la conversión de la energía solar a eléctrica, los paneles fotovoltaicos experimentan desde hace varios años una acelerada reducción en sus costos que permitirán que, en poco tiempo, estos pueda liderar la revolución energética que se aproxima. En este artículo tratamos aspectos relacionados con los paneles solares fotovoltaicos: su tecnología, su fabricación o su funcionamiento entre otros aspectos

¿Cómo funciona un panel solar fotovoltaico?

Para la fabricación de paneles solares fotovoltaicos se emplea tecnología muy avanzada y compleja. Sin bien está al alcance de muchos fabricantes la producción de colectores solares térmicos con un grado de eficacia aceptable, no ocurre lo mismo con los paneles solares fotovoltaicos, donde muy pocas compañías en el mundo cuentan con la capacidad y los recursos técnicos necesarios para producirlos. En el caso de los paneles de uso doméstico constan de la siguiente estructura:

Para aplicaciones industriales o para proporcionar energía a la red, se usan paneles más potentes y por tanto caro conectados en serie en grandes hileras.El funcionamiento de los paneles se basa en el efecto fotovoltaico. Este efecto se produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratados incide la radiación solar produciéndose electricidad. En este trabajo nos centramos en este tipo de paneles, su proceso de fabricación, tecnologías presentes en dichas fases de producción y controles de calidad a los que son sometidos. Generalmente se elaboran de silicio, el elemento que es el principal componente de la sílice, el material de la arena. Actualmente, la producción mundial de células fotovoltaicas se concentra en Japón (48%), Europa (27%) y EEUU (11%). El consumo de silicio en 2004 destinado a aplicaciones fotovoltaicas ascendió a 13.000 toneladas.

Bases del funcionamiento de las células fotovoltaicas

Cuando el conjunto queda expuesto a la radiación solar, los fotones contenidos en la luz transmiten su energía a los electrones de los materiales semiconductores que pueden entonces romper la barrera de potencial de la unión P-N y salir del semiconductor a través de un circuito exterior, produciéndose así corriente eléctrica. El módulo más pequeño de material semiconductor con unión P-N y por lo tanto con capacidad de producir electricidad, es denominado célula fotovoltaica. Estas células

fotovoltaicas se combinan de determinadas maneras para lograr la potencia y el voltaje deseados. Este conjunto de células sobre el soporte adecuado y con los recubrimientos que le protejan convenientemente de agentes atmosféricos es lo que se denomina panel fotovoltaico.

Croquis de la instalación Como ya se ha dicho en la introducción, no todos los países gozan de la tecnología y conocimientos técnicos para aprovecharse de los beneficios de los paneles solares fotovoltaicos. Para fabricarlos con un grado de eficiencia aceptable se necesita una alta inversión y detalles técnicos importantes, además de la infraestructura adecuada. Hemos tomado como ejemplo una planta de producción de paneles solares argentina que tenía como objetivo empezar a operar a principios de este año 2015. Se adapta bastante bien a nuestro trabajo porque incluye todas las fases productivas que iremos desglosando a continuación.

Contará con cuatro líneas de producción para fabricar lingotes de silicio, obleas cristalinas de silicio, celdas fotovoltaicas y paneles solares fotovoltaicos. He aquí uno de los croquis de la planta:

Como vemos, la planta también constará de paneles repartidos en el techo para abastecer parcialmente la energía que se consuma en la producción.

Proceso básico de fabricación:

1- En una lámina de material semiconductor puro se introducen elementos químicos llamados dopantes que hacen que esta tenga un exceso de electrones y aunque no exista en realidad desequilibrio eléctrico (existirá el mismo número de electrones que de neutrones en el total de la plancha del semiconductor ) convencionalmente se entiende que esta plancha tiene una carga negativa y se la denomina N

2- Por otro lado en otra lámina de material semiconductor se hace el mismo proceso pero en esta ocasión con otra sustancia dopante que provoca que haya una falta de electrones. Por esta razón se entiende convencionalmente que la plancha tiene una carga positiva y se le denomina P 3- Es en este punto donde se procede a realizar la unión P-N en la cual el exceso de electrones de N pasa al otro cristal y ocupa los espacios libres en P. Con este proceso la zona inmediata a la unión queda cargada positivamente en N y negativamente en P creándose un campo eléctrico cuya barrera de potencial impide que continúe el proceso de trasvase de electrones de una plancha a la otra.

Procesos de fabricación de placas solares

Flujograma

El proceso comienza por el cultivo de los lingotes de silicio monocristalino a partir del policristalino. Este cultivo se realiza mediante el método Czochralski.

Una vez fabricado el lingote monocristalino se procede a extraer las probetas de muestra sobre las que se realizarán los controles de los parámetros electrofísicos del lingote.

Posteriormente, se realiza el conformado dimensional de los lingotes y acto seguido se procede al corte de obleas de silicio monocristalino mediante empleo de alambre continuo y suspensión abrasiva a base de carburo de silicio. Estos lingotes son cortados en láminas delgadas cuadradas (si es necesario) de 200 micrómetros de espesor. Después se le realiza un tratamiento en el que se le inyecta un enriquecido con dopante (P, As, Sb o B) y obtener así los semiconductores de silicio tipo P o N. El proceso de corte de los lingotes de sílice monocristalino está certificado mediante el Standard ISO 9001:2000 de BVQI. Después del corte de las obleas, las mismas presentan irregularidades superficiales y defectos de corte, además de la posibilidad de que estén sucias de polvo o virutas del proceso de fabricación. Esta situación puede disminuir considerablemente el rendimiento del panel fotovoltaico así que se realizan un conjunto de procesos para mejorar las condiciones superficiales de las obleas tales como un lavado preliminar, la

eliminación de defectos por ultrasonidos, el decapado, el pulido o la limpieza con productos químicos. Para las celdas con más calidad (monocristal) se realiza un tratado de texturizado para hacer que la oblea absorba con más eficiencia la radiación solar incidente. Posteriormente, las obleas son «metalizadas», un proceso que consiste en la colocación de unas cintas de metal incrustadas en la superficie conectadas a contactos eléctricos que són las que absorben la energía eléctrica que generan las uniones P/N a causa de la irradicación solar y la transmiten.

Descripción detallada de los procesos de producción

La producción de silicio metalúrgico, puro al 98%, se obtiene de pedazos de piedras de cuarzo provenientes de un filón mineral. El silicio se purifica mediante procedimientos químicos, empleando frecuentemente destilaciones de compuestos clorados de Silicio, hasta que la concentración de impurezas es inferior al 0.2 partes por millón. Con el silicio fundido, se realiza un proceso de crecimiento cristalino, consistente en formar capas mono-moleculares alrededor de un germen de cristalización. La semilla o germen de cristalización que provoca este fenómeno es extraída del silicio fundido, que va solidificando en forma cristalina, resultando, si el tiempo es suficiente, un mono cristal y si es menor, un poli-cristal. La temperatura a la que se realiza este proceso es superior a los 1000 °C.

El silicio cristalino obtenido tiene forma de lingotes. Estos lingotes son cortados en láminas delgadas cuadradas de 200 micrómetros de espesor, que se llaman obleas. Después del tratamiento para la inyección del enriquecido con dopante, siendo en este caso el fósforo, para así obtener los semiconductores de silicio.

Después del corte de las obleas, las mismas presentan irregularidades superficiales y defectos de corte, además de la posibilidad de que estén sucias de polvo o virutas del proceso de fabricación. Esta situación puede disminuir considerablemente el rendimiento del panel fotovoltaico así que se realizan un conjunto de procesos para mejorar las condiciones superficiales de las obleas tales como un lavado preliminar, la eliminación de defectos por ultrasonidos, el decapado, el pulido o la limpieza con productos químicos. Para las celdas mono cristal se realiza un tratado de texturizado para hacer que la oblea absorba con más eficiencia la radiación solar incidente.

Posteriormente, las obleas son serigrafiadas, un proceso que consiste en la colocación de unas cintas de metal incrustadas en la superficie, conectadas a empalmes eléctricos que son los que absorben la energía eléctrica.

Tras el serigrafiado se obtiene la célula solar, la cual se conecta con el resto de células para así obtener un panel solar de mayor tamaño. El proceso de laminación consiste en la unión de vidrio y diferentes polímeros a la célula, de tal modo que permite una mayor protección a ésta. Las estructuras para anclar los paneles solares son de aluminio con tornillería de acero inoxidable para asegurar una máxima ligereza y una mayor durabilidad en el tiempo. La estructura está compuesta de ángulos de aluminio, carril de fijación, triángulo, tornillos de anclaje, tornillo allen y pinza zeta.

Tecnología asociada a los procesos de producción

La tecnología usada para la producción de células y paneles solares es bastante sofisticada. Tanto que hay empresas que se dedican específicamente a producir células solares y la gran mayoría de las empresas las adquieres para (tras los controles de calidad pertinentes) realizar el proceso de montaje de dichos paneles.

- Obtención de células a partir de silicio (células cristalinas)

- Módulos fotovoltaicos El proceso de fabricación de los módulos fotovoltaicos terrestres está muy estandarizado. La mayoría están formados por capas de vidrio extraclaro de bajo contenido en hierro, EVA, células, EVA y Tedlar. Existen algunas opciones como colocar vidrio en la parte posterior en lugar de Tedlar, aunque esto también va sujeto a normas de cualificación de diseño y aprobación de tipo.

El proceso de montaje de paneles consta de las siguientes operaciones:

- Soldadura de tiras de cobre en la parte delantera de la célula - Soldadura de tiras de cobre en la parte trasera de la célula y formación de

tiras - Colocación de EVA y Tedlar, tiras de células, soldadura de buses. - Laminado del panel - Recorte de rebabas, enmarcado y colocación de cajas de conexiones - Control final mediante simulador solar

El coste aproximado de una línea de producción de paneles de 1MW es de unos 500.000 euros.

Una vez finalizadas las etapas descritas los módulos que salen tienen que pasar una serie de ensayos de durabilidad para saber si están en condiciones o si se adaptan a las propiedades pedidas en cuanto a potencia.

Procesos de gestión de la calidad

- Silicio purificado: Comprobar la materia prima. El silicio debe ser sometido a un proceso de lavado y posterior decapado para conseguir una calidad excelente en los procesos de crecimiento de lingotes.

- Proceso de crisol y estirado con germen de boro: Al finalizar el proceso,

realizar pruebas con productos químicos y rayos X para comprobar su pureza y orientación molecular.

- Recorte del lingote: Comprobar que el recorte se ha realizado

correctamente y con las medidas adecuadas.

- Corte en “obleas”: Después de este proceso, puede haber marcas microscópicas en la superficie. Pulir y volver a comprobar.

- Difusión de fósforo: comprobar la formación de la unión p-n.

- Texturizado: comprobar la correcta texturización de la superficie.

- Serigrafía: comprobar la correcta colocación de los contactos eléctricos.

- Célula solar: comprobar el funcionamiento de los contactos eléctricos.

- Conexionado de células: comprobar las conexiones mediante un voltímetro.

- Laminado: Antes del proceso, comprobar la correcta limpieza del vidrio y los

diferentes polímeros que se van a utilizar para que no queden partículas que puedan afectar al funcionamiento de la célula. Al finalizar el proceso, comprobar que la laminación no tenga fallos.

- Montaje del marco: comprobar la correcta sujeción del marco.

- Módulo fotovoltaico: comprobar su correcto funcionamiento mediante un

simulador de luz solar.

Posibles problemas de calidad en las instalaciones / Soluciones

- Proceso de crisol y estirado con germen de boro: Aparatos de detección

de fallos estropeados o mal calibrados. Solución: Revisar periódicamente los aparatos para asegurar su correcto funcionamiento.

- Recorte del lingote: o instrumentos de medida mal calibrados. Solución:

Revisar el equipo periódicamente y cambiar el material de corte cuando sea necesario.

- Corte en “obleas”: Material de corte en mal estado. Solución: Revisar y

cambiar los instrumentos de corte periódicamente.

- Difusión de fósforo: Horno de difusión mal calibrado. Solución: Revisar los hornos periódicamente y comprobar que su temperatura es la correcta.

- Célula solar: Errores a la hora de su montaje. Solución: Hacer controles de

calidad periódicamente.

- Conexionado de células: Mala conexión entre las células. Solución: Comprobar que funcionan correctamente los diferentes equipos de soldado de conexiones.

- Laminado: Mal laminado o laminado con partículas que pueden afectar al

sistema. Solución: Controles periódicos de los aparatos de laminación y de limpieza de los materiales utilizados.

- Montaje del marco: Malas fijaciones, ya sean tornillos o soldaduras.

Solución: Comprobar la calidad de los materiales utilizados y el correcto funcionamiento de los aparatos que se utilicen para este proceso.

- Módulo fotovoltaico: Errores de rendimiento del módulo. Solución: Hacer un

control de calidad al final del proceso de montaje para asegurar su correcto funcionamiento.

IMPACTO MEDIOAMBIENTAL

Ventajas del panel solar

Los paneles solares tiene bastantes ventajas medioambientales y para los usuarios

directos.

Los paneles solares son limpios, silenciosos y no dañan el medio ambiente, y además se ahorra bastante energía, lo que al final del mes se puede apreciar fácilmente.

La instalación de este sistema de energía renovable requiere una obra muy rápida, y tras la inversión inicial en cuestión de unos años habrá amortizado el dinero usado y tendrá energía eléctrica prácticamente gratuita.

En zonas rurales o alejadas de las líneas eléctricas permiten tener electricidad sin depender de estos sistemas, además, siendo probablemente la ventaja más importante que es el único sistema que permite un suministro de energía renovable continuo haya sol o no.

Desventajas del panel solar

Las desventajas de los paneles eléctricos son pocas y además la tecnología cada

vez va mejorando y se consigue mejor rendimiento y más económico.

Aunque la energía renovable obtenida a través de las células fotovoltaicas beneficia al medioambiente su fabricación aún depende de energías no limpias, con lo que por ese lado sí repercute negativamente en el medio, ya que la producción de paneles solares puede producir gases de efecto invernadero. Se requiere una gran cantidad de energía para fabricar paneles solares. Los combustibles fósiles producen gases de efecto invernadero que son emitidos hacia la atmósfera.

Los paneles solares están hechos con muchos materiales peligrosos, incluyendo muchos que son cancerígenos. La fabricación de paneles solares requiere de arsénico y cadmio. Además, los paneles solares necesitan de una sustancia llamada

polisilicio. Para fabricar una tonelada de polisilicio, se producen cuatro toneladas de desechos líquidos. Si estos desechos se exponen al aire húmedo, pueden transformarse en varios ácidos y gases venenosos.

Tiene ciertas restricciones de consumo debido a que no puede utilizarse más energía de la acumulada en épocas de escaso sol.

Aplicaciones de los paneles solares fotovoltaicos

Aplicaciones autónomas

Producen electricidad sin ningún tipo de conexión con la red eléctrica, a fin de dotar de este tipo de energía al lugar donde se encuentran ubicadas. Pueden distinguirse dos:

• Aplicaciones espaciales: sirven para proporcionar energía eléctrica a elementos colocados por el ser humano en el espacio, tales como satélites de comunicaciones, la Estación Espacial Internacional (ver cuadro al margen y Fig. 1.4), etc. La investigación en esta área propició el desarrollo de los equipos fotovoltaicos tal y como los conocemos en la actualidad.

• Aplicaciones terrestres, entre las que cabe destacar las profesionales:

– Telecomunicaciones: telefonía rural, vía radio; repetidores (de telefonía, televisión,etcétera).

– Electrificación de zonas rurales y aisladas: estas instalaciones, que se pueden realizar en cualquier lugar, están pensadas para países y regiones en desarrollo y todas aquellas zonas en que no existe acceso a la red eléctrica comercial (en Europa hay cerca de un millón de personas sin acceso a esta red): viviendas aisladas, de ocupación permanente o periódica, refugios de montaña, etc. En ciertos países, como Cuba o Brasil, se emplean en locales comunitarios (consultorios

médicos, escuelas) o para abastecer de electricidad a un determinado grupo de personas (un pueblo, una aldea, etc.).

– Señalización: se aplica, por ejemplo, a señales de tráfico luminosas, formadas por diodos LED, alimentados por un panel solar y una batería.

– Alumbrado público: se utiliza en zonas en las que resulta complicado llevar una línea eléctrica convencional.

Bombeo de agua: estas instalaciones están pensadas para lugares tales como granjas, ranchos, etc. Se pueden realizar en cualquier lugar. Su uso puede ser tanto para agua potable como para riego.

– Redes VSAT: redes privadas de comunicación (para una empresa, un organismo oficial, etc.) que actúan a través de satélite. La energía solar se utiliza para alimentar las estaciones de la red.

– Telemetría: permite realizar medidas sobre variables físicas y transmitir la información a una central (p. ej.: control de la pluviometría de la cuenca de un río).

• Otras aplicaciones: juguetes, alumbrado en jardines, divertimentos.

Aplicaciones conectadas a la red

En ellas, el productor no utiliza la energía directamente, sino que es vendida al organismo encargado de la gestión de la energía en el país. Tienen la ventaja de que la producción de electricidad se realiza precisamente en el periodo de tiempo en el que la curva de demanda de electricidad aumenta, es decir, durante el día, siendo muy importantes los kilovatios generados de esta forma. Cabe distinguir:

• Centrales fotovoltaicas y huertos solares: recintos en los que se concentra un número determinado de instalaciones fotovoltaicas de diferentes propietarios con el fin de vender la electricidad producida a la compañía eléctrica con la cual se haya establecido el contrato (Fig. 1.6). La energía vendida puede estar a nombre de una persona, una sociedad, etc. (la potencia instalada depende de las dimensiones del generador fotovoltaico). Cada instalación tiene su propietario y todas ellas se ubican en el mismo lugar. Esto posibilita mejoras en el mantenimiento de la instalación, vigilancia, pólizas de seguros, etc.

• Edificios fotovoltaicos: es una de las últimas aplicaciones desarrolladas para el uso de la energía fotovoltaica. La rápida evolución en los productos de este tipo ha permitido el uso de los módulos como material constructivo en cerramientos, cubiertas y fachadas de gran valor visual. Además, la energía fotovoltaica es el sistema de energías renovables más adecuado para la generación de electricidad

en zonas urbanas sin provocar efectos ambientales adversos. La integración arquitectónica consiste en combinar la doble función, como elemento constructivo y como productor de electricidad, de los módulos fotovoltaicos (Fig. 1.7).

La mayoría de estos sistemas han sido integrados en tejados, porque es allí donde alcanzan la máxima captación de energía solar, pero últimamente se esta comenzado a integrarlos en muros y fachadas, en las que, por ejemplo el vidrio es reemplazado por módulos de láminas delgadas semitransparentes. En el ejemplo de la Fig. 1.7 se muestra la integración de los paneles solares en la fachada del edificio. A la hora de realizar este tipo de instalaciones se tienen en cuenta consideraciones estéticas (en la elección del tipo de panel), además de las relacionadas con el rendimiento energético.

La célula solar: características básicas

El elemento principal de cualquier instalación de energía solar es el generador, que recibe el nombre de célula solar. Se caracteriza por convertir directamente en electricidad los fotones provenientes de la luz del sol. Su funcionamiento se basa en el efecto fotovoltaico.

Una célula solar se comporta como un diodo: la parte expuesta a la radiación solar es la N, y la parte situada en la zona de oscuridad, la P. Los terminales de conexión de la célula se hallan sobre cada una de estas partes del diodo: la cara correspondiente a la zona P se encuentra metalizada por completo (no tiene que recibir luz), mientras que en la zona N el metalizado tiene forma de peine, a fin de que la radiación solar llegue al semiconductor.

El panel solar

Un panel solar o módulo fotovoltaico está formado por un conjunto de células, conectadas eléctricamente, encapsuladas, y montadas sobre una estructura de soporte o marco. Proporciona en su salida de conexión una tensión continua, y se diseña para valores concretos de tensión (6 V, 12 V, 24 V...), que definirán la tensión a la que va a trabajar el sistema fotovoltaico.

Potencia de la célula solar La potencia que proporciona una célula de tamaño estándar (digamos de 10 3 10 cm) es muy pequeña (en torno a 1 o 2 W), por lo que generalmente será necesario tener que asociar varias de ellas con el fin de proporcionar la potencia necesaria al sistema fotovoltaico de la instalación. Es de este hecho de donde surge el concepto de panel solar o módulo fotovoltaico, cuyos elementos y características acabamos de ver.

Según la conexión eléctrica que hagamos de las células, nos podemos encontrar con diferentes posibilidades: • La conexión en serie de las células permitirá aumentar la tensión final en los extremos de la célula equivalente. • La conexión en paralelo permitirá aumentar la intensidad total del conjunto.

El regulador

Para un correcto funcionamiento de la instalación, hay que instalar un sistema de regulación de carga en la unión entre los paneles solares y las baterías. Este elemento recibe el nombre de regulador y tiene como misión evitar situaciones de carga y sobredescarga de la batería, con el fin de alargar su vida útil. El regulador trabaja por tanto en las dos zonas. En la parte relacionada con la carga, su misión es la de garantizar una carga suficiente al acumulador y evitar las situaciones de sobrecarga, y en la parte de descarga se ocupará de asegurar el suministro eléctrico diario suficiente y evitar la descarga excesiva de la batería.

Acumuladores. Tipos de baterías

La llegada de la energía solar a los módulos fotovoltaicos no se produce de manera uniforme, sino que presenta variaciones por diferentes motivos. Algunas de estas variaciones son predecibles, como la duración de la noche o las estaciones del año, pero existen otras muchas causas que pueden producir alteraciones de manera aleatoria en la energía recibida, como puede ocurrir con un aumento de la nubosidad en un determinado instante. Este hecho hace necesario utilizar algún sistema de almacenamiento de energía para aquellos momentos en que la radiación recibida sobre el generador fotovoltaico no sea capaz de hacer que la instalación funcione en los valores diseñados. Para ello se utilizarán las baterías o acumuladores. Las baterías son dispositivos capaces de transformar la energía química en eléctrica. El funcionamiento en una instalación fotovoltaica será el siguiente: Energía eléctrica Las baterías son recargadas desde la electricidad producida por los paneles solares, a través de un regulador de carga, y pueden entregar su energía a la salida de la instalación, donde será consumida. Tres son las misiones que tienen las baterías en las instalaciones fotovoltaicas: • Almacenar energía durante un determinado número de días. • Proporcionar una potencia instantánea elevada. • Fijar la tensión de trabajo de la instalación.

Uno de los parámetros más importantes que tener en cuenta a la hora de elegir un acumulador es la capacidad. Se define como la cantidad de electricidad que puede lograrse en una descarga completa del acumulador partiendo de un estado de carga total del mismo. Se mide en amperios hora (Ah), y se calcula como el producto de la intensidad de descarga del acumulador durante el tiempo en el que está actuando: C = t I. (generación) → Energía química (almacenamiento) → Energía eléctrica (consumo) Además de la capacidad, debemos considerar otros parámetros en los acumuladores que vamos a utilizar en las instalaciones fotovoltaicas: • Eficiencia de carga: relación entre la energía empleada para recargar la batería y la energía realmente almacenada. Interesa que sea un valor lo más alto posible (próximo al 100 %, lo que indicaría que toda la energía utilizada para la recarga es factible de ser empleada en la salida de la instalación). Si la eficiencia es baja, será necesario aumentar el número de paneles solares para obtener los resultados deseados. • Autodescarga: proceso mediante el cual el acumulador, sin estar en uso, tiende a descargarse. • Profundidad de descarga: cantidad de energía, en tanto por ciento, que se obtiene de la batería durante una determinada descarga, partiendo del acumulador totalmente cargado. Está relacionada con la duración o vida útil del acumulador. Si los ciclos de descargas son cortos (en torno al 20 %, por ejemplo), la duración del acumulador será mayor que si se le somete a descargas profundas (por ejemplo, del 80 %). Además de los parámetros eléctricos, las características que serían deseables para las baterías a utilizar en las instalaciones solares son: • Buena resistencia al ciclado (proceso de carga-descarga). • Bajo mantenimiento. • Buen funcionamiento con corrientes pequeñas. • Amplia reserva de electrolito. • Depósito para materiales desprendidos. • Vasos transparentes. Existen diferentes tecnologías en la fabricación de baterías, si bien unas son más adecuadas que otras para utilizarlas en las instalaciones solares.

El inversor

El inversor se encarga de convertir la corriente continua de la instalación en corriente alterna, igual a la utilizada en la red eléctrica: 220 V de valor efi caz y una frecuencia de 50 Hz. Es un elemento imprescindible en las instalaciones conectadas a red, y estará presente en la mayoría de instalaciones autónomas, sobre todo en aquellas destinadas a la electrificación de viviendas. Como vemos, la principal diferencia entre las dos instalaciones es que en las autónomas se cuenta con los acumuladores para almacenar la energía y los reguladores de carga de los mismos, mientras que en las instalaciones conectadas a la red, la energía no se almacena, sino que se pone a disposición de los usuarios a través de la red eléctrica según se produce. En este tipo de instalaciones existirán equipos de medida, tanto de la energía que se vende a la red eléctrica como del propio consumo de la instalación productora. Las características deseables para un inversor DC-AC las podemos resumir de la siguiente forma: • Alta eficiencia: debe funcionar bien para un amplio rango de potencias. • Bajo consumo en vacío, es decir, cuando no hay cargas conectadas. • Alta fiabilidad: resistencia a los picos de arranque.

• Protección contra cortocircuitos. • Buena regulación de la tensión y frecuencia de salida, que como ya hemos comentado debe ser compatible con la red eléctrica.

Bibliografía http://suite101.net/article/que-es-un-panel-solar-ventajas-desventajas-y-dudas-frecuentes-a76296#.VVYrkvl_Oko http://www2.uca.es/grup-invest/instrument_electro/Ramiro/docencia_archivos/TecnologiaCelulasModulos.PDF http://www.esco-tel.com/como_se_fabrica_un_panel_solar.html http://multicanalbusiness.com/proceso-de-fabricacion-de-placas-solares/ http://www.sitiosolar.com/los-paneles-solares-fotovoltaicos/ http://www.electricidad-gratuita.com/produccion-celda-fvh-fv4.html http://es.wikipedia.org/wiki/Panel_fotovoltaico http://www2.uca.es/grup-invest/instrument_electro/Ramiro/docencia_archivos/TecnologiaFV.PDF http://www.esco-tel.com/como_se_fabrica_un_panel_solar.html http://multicanalbusiness.com/proceso-de-fabricacion-de-placas-solares/ http://www.sitiosolar.com/los-paneles-solares-fotovoltaicos/

AUTORES

AIRAM HERNÁNDEZ FERNÁNDEZ

MAURICIO GARCÍA CONRADO AMÉRICO MANUEL COELLO TEJERA

SERGIO GARCÍA EXPÓSITO