La eficiencia de los paneles solares es una medida de la cantidad de luz solar (irradiación) que cae sobre la superficie de un panel solar y se convierte en electricidad. Debido a los muchos avances en la tecnología fotovoltaica en los últimos años, la eficiencia promedio de conversión del panel ha aumentado del 15 % a más del 21 %. Este gran salto en la eficiencia dio como resultado que la potencia nominal de un panel de tamaño estándar aumentara de 250 W a más de 400 W.
Como se explica en detalle a continuación, la eficiencia del panel solar está determinada por dos factores principales; la eficiencia de la celda fotovoltaica (PV), según el diseño de la celda y el tipo de silicio, y la eficiencia total del panel, según el diseño, la configuración y el tamaño del panel de la celda. Aumentar el tamaño del panel también puede aumentar la eficiencia debido a la creación de un área de superficie más grande para capturar la luz solar, y los paneles solares más potentes ahora alcanzan una potencia nominal de hasta 700 W.
Si aún no sabes cómo funcionan los paneles solares, te recomendamos que visites nuestros artículos sobre los paneles solares policristalinos y los paneles solares monocristalinos antes de continuar leyendo este artículo.
Eficiencia de las celdas
La eficiencia de la celda está determinada por la estructura de la celda y el tipo de sustrato utilizado, que generalmente es silicio de tipo P o tipo N. La eficiencia de la celda se calcula mediante lo que se conoce como factor de llenado (FF), que es la eficiencia de conversión máxima de una celda fotovoltaica con el voltaje y la corriente de funcionamiento óptimos. Ten en cuenta que la eficiencia de la celda no debe confundirse con la eficiencia del panel. La eficiencia del panel siempre es menor debido a los espacios internos de las celdas y la estructura del marco incluida en el área del panel.
El diseño de la celda juega un papel importante en la eficiencia del panel. Las características clave incluyen el tipo de silicio, la configuración de la barra colectora, el tipo de unión y pasivación (PERC). Los paneles construidos con celdas IBC de alto costo son actualmente los más eficientes (21-23 %) debido al sustrato de silicio de tipo N de alta pureza y sin pérdidas por el sombreado de las barras colectoras. Sin embargo, los paneles desarrollados con las últimas células PERC monocristalinas, N-Type TOPcon y células de heterounión avanzada (HJT) han alcanzado niveles de eficiencia muy por encima del 21 %. Las celdas de perovskita en tándem de ultra alta eficiencia aún se encuentran en la fase de desarrollo, pero se espera que sean comercialmente viables en los próximos años.
Eficiencia del Panel
La eficiencia del panel solar se mide en condiciones de prueba estándar (STC) basadas en una temperatura de celda de 25 °C, irradiación solar de 1000 W/m2 y masa de aire de 1,5. La eficiencia (%) de un panel se calcula efectivamente dividiendo la clasificación de potencia máxima, o Pmax (W) en STC, por el área total del panel medida en metros cuadrados.
La eficiencia general del panel puede verse influenciada por muchos factores, que incluyen; temperatura, nivel de irradiación, tipo de celda e interconexión de las celdas. Sorprendentemente, incluso el color de la lámina posterior protectora puede afectar la eficiencia. Una lámina trasera negra puede verse más agradable estéticamente, pero absorbe más calor, lo que da como resultado una temperatura de celda más alta, lo que aumenta la resistencia, lo que a su vez reduce ligeramente la eficiencia de conversión total.
El tipo de celda solar, el diseño y la configuración tienen un impacto en la eficiencia del panel.
Los paneles construidos con celdas IBC o ‘contacto posterior interdigitado’ avanzados son los más eficientes, seguidos de las celdas de heterounión (HJT), las celdas TOPcon, las celdas PERC monocristalinas de medio corte y de barra colectora múltiple, las celdas shingled y, finalmente, las celdas de 60 celdas (4-5 barra colectora) celdas mono. Los paneles policristalinos o policristalinos de 60 celdas son generalmente los paneles menos eficientes e igualmente los de menor costo.
