Comparativa entre paneles solares monocristalinos frente a paneles solares policristalinos

Comparativa entre paneles solares monocristalinos y policristalinos

Los paneles monocristalinos están compuestos por un solo cristal de silicio puro. El proceso de fabricación consiste en cortar lingotes cilíndricos de un bloque de silicio y luego cortarlos en finas obleas, cuyas esquinas acaban siendo redondedadas.

Los paneles policristalinos están hechos de recortes de células de silicio monocristalino. Estos se funden para crear células de silicio azuladas, cuya ventaja es que se pueden crear con cualquier forma, aunque suelen tener forma cuadrada para aprovechar todo el espacio disponible en el panel.

El rendimiento de los monocristalinos es superior si se tiene en cuenta solamente la célula de silicio, pero el rendimiento global del panel es el mismo. La única diferencia que tiene de los policristalinos es que son de tamaño más pequeño, pero con células solares con más rendimiento.

En cambio, los paneles policristalinos tienen un rendimiento inferior si se tiene en cuenta solamente la célula de silicio, pero como en el otro tipo, en general el rendimiento es el mismo. Al tener células solares con una eficiencia estándar, el tamaño de sus paneles es mayor que los de monocristalinos.

Referente a la eficiencia, los paneles monocristalinos tienen una eficiencia más alta con valores entre el 15% y el 22%, mientras que los policristalinos rinden entre el 13% y el 17%.

Por último, el coste de fabricación de los paneles monocristalinos es mayor (por su pureza) y necesitan un poco más de tiempo para su amortización, mientras que los policristalinos tardan menos porque no son tan puros.

En los últimos años, la energía solar ha ganado un impulso significativo como fuente de energía renovable y sostenible. Los paneles solares, que capturan la luz solar y la convierten en electricidad utilizable, están a la vanguardia de esta revolución. Entre los diversos tipos de paneles solares disponibles en la actualidad, los paneles monocristalinos y policristalinos son los más utilizados. Este artículo tiene como objetivo explorar las diferencias fundamentales entre estas dos tecnologías, arrojando luz sobre su composición, eficiencia, rentabilidad e idoneidad para diferentes aplicaciones. Para que, la persona interesada en instalar paneles solares, pueda conocer las ventajas y desventajas de cada una. Y, de este modo, escoger la más adecuada a sus condicionantes físicos, económicos y de rendimiento.

Paneles solares monocristalinos

Composición y Proceso de Fabricación de paneles solares

Los paneles monocristalinos están compuestos por una estructura de un solo cristal, generalmente hecha de silicio de alta pureza. El proceso de fabricación consiste en cortar lingotes cilíndricos de un gran bloque de silicio y luego cortarlos en finas obleas. Estas obleas tienen forma de cuadrados con esquinas redondeadas, lo que da como resultado la apariencia distintiva de las células solares monocristalinas.

Eficiencia de paneles solares

Los paneles monocristalinos son conocidos por sus tasas de eficiencia más altas en comparación con los paneles policristalinos. La estructura cristalina uniforme permite que los electrones se muevan más libremente, lo que resulta en una conductividad eléctrica mejorada. Los paneles monocristalinos suelen tener niveles de eficiencia que oscilan entre el 15 % y el 22 %, lo que los hace muy eficientes a la hora de convertir la luz solar en electricidad.

Rentabilidad de paneles solares

Los paneles monocristalinos tienden a ser más caros que los paneles policristalinos debido a los mayores costos de fabricación asociados con su producción. La necesidad de silicio de alta pureza y el intrincado proceso de fabricación contribuyen al aumento del precio. Sin embargo, la eficiencia superior de los paneles monocristalinos puede compensar la mayor inversión inicial a través de una mayor producción de electricidad durante su vida útil.

Sensibilidad a la temperatura

Los paneles monocristalinos exhiben un mejor rendimiento de temperatura en comparación con los paneles policristalinos. Tienen un coeficiente de temperatura más bajo, lo que significa que su caída de eficiencia es menos pronunciada en condiciones de alta temperatura. Esta característica hace que los paneles monocristalinos sean muy adecuados para entornos con climas cálidos o áreas donde las fluctuaciones de temperatura son significativas. Por otro lado, los paneles monocristalinos tienden a funcionar un poco mejor en condiciones de poca luz o nublados, lo que los convierte en una mejor opción para áreas con menos luz solar.

Espacio que ocupan

Los paneles monocristalinos tienen una mayor eficiencia, lo que significa que requieren menos espacio para generar la misma cantidad de energía que los paneles policristalinos. Si tiene un espacio de techo limitado o desea instalar paneles solares en un área más pequeña, los paneles monocristalinos podrían ser una mejor opción. Además, el hecho de ocupar menor espacio también representa una estructura de aluminio menor y por lo tanto un ahorro económico en el soporte de las placas solares.

Paneles solares policristalinos

Composición y Proceso de Fabricación de paneles solares

Los paneles policristalinos, también conocidos como paneles multicristalinos, están hechos de múltiples cristales de silicio. En el proceso de fabricación, el silicio fundido se vierte en un molde cuadrado y se enfría, formando un bloque sólido. Luego, este bloque se corta en obleas, lo que da como resultado la característica apariencia «granulada» de las células solares policristalinas.

Eficiencia de paneles solares

Los paneles policristalinos tienen tasas de eficiencia ligeramente más bajas en comparación con sus contrapartes monocristalinas. La presencia de múltiples cristales crea límites de grano que impiden el movimiento de electrones. Como resultado, los paneles policristalinos generalmente exhiben niveles de eficiencia que oscilan entre el 13 % y el 17 %.Sin embargo, los avances en las técnicas de fabricación han reducido la brecha de eficiencia entre los dos tipos en los últimos años.

Rentabilidad de paneles solares

Los paneles policristalinos son generalmente más rentables que los paneles monocristalinos. El proceso de fabricación más simple y el uso de silicio de grado inferior contribuyen a reducir los costos de producción.  Como resultado, los paneles policristalinos son más accesibles para una gama más amplia de consumidores, lo que brinda una opción asequible para aquellos que buscan aprovechar la energía solar.

Sensibilidad a la temperatura

Los paneles policristalinos tienen un coeficiente de temperatura ligeramente más alto, lo que provoca una pérdida de eficiencia ligeramente mayor a medida que aumentan las temperaturas.  Si bien esto puede ser una desventaja en regiones con temperaturas ambiente altas, vale la pena señalar que el menor precio compensa este hecho.

Espacio que ocupan

Los paneles policristalinos tienen una eficiencia un poco menor comparado con los monocristalinos. Esto era un problema 10 años atrás cuando los paneles se fabricaban por tamaño. Fabricando del mismo tamaño un panel monocristalino que un panel policristalino. Con lo cual el primer modelo era siempre más eficiente. Sin embargo, hoy en día, al fabricarse en función de su potencia, los 2 paneles en la práctica ofrecerán el mismo resultado. La única diferencia será su tamaño. Y, por lo tanto, ocupan un espacio mayor que puede ser un inconveniente si se dispone de un espacio muy limitado para su colocación. Por otro lado, si el espacio no es un problema, los paneles policristalinos suelen ser más baratos con el consiguiente ahorro en la compra total.

 

	Paneles solares monocristalinos	Paneles solares policristalinos
Composición y Proceso de Fabricación de paneles solares	Los paneles monocristalinos están compuestos por una estructura de un solo cristal, generalmente hecha de silicio de alta pureza.  El proceso de fabricación consiste en cortar lingotes cilíndricos de un gran bloque de silicio y luego cortarlos en finas obleas.  Estas obleas tienen forma de cuadrados con esquinas redondeadas, lo que da como resultado la apariencia distintiva de las células solares monocristalinas.	Los paneles policristalinos, también conocidos como paneles multicristalinos, están hechos de los recortes de las células de silicio monocristalino. Estos recortes se funden para crear las peculiares células de silicio azuladas. La ventaja de estas células es que se pueden crear con la forma que se quiera, con lo cual, se forman cuadrados para aprovechar todo el espacio disponible en la superficie del panel solar.
Rendimiento de paneles solares	El rendimiento es superior si se tiene en cuenta solamente la célula de silicio. Pero cuando se prepara y fabrica un panel solar, el rendimiento global del panel es el mismo. La única diferencia radica en el menor tamaño del panel gracias a tener células solares con mayor rendimiento.	El rendimiento es inferior si se tiene en cuenta solamente la célula de silicio. Pero cuando se prepara y fabrica un panel solar, el rendimiento global del panel es el mismo. La única diferencia radica en el mayor tamaño del panel ya que necesita compensar el rendimiento mediante un tamaño del panel policristalino mayor, que el tamaño del panel monocristalino.
Eficiencia de paneles solares	Los paneles monocristalinos tienen una eficiencia más alta con valores entre el 15% y el 22%.	Los paneles policristalinos tienen una eficiencia más baja comparada con los paneles monocristalinos, con valores entre el 13% y el 17%.
Rentabilidad de paneles solares	El coste de fabricación de los paneles monocristalinos es mayor por lo que necesitan un poco más de tiempo para su amortización.	El coste de fabricación de los paneles policristalinos es menor ya que no tienen la pureza de los paneles monocristalinos. Se amortizan más rápidamente en el coste global de una instalación solar.
Sensibilidad a la temperatura en los paneles solares	Los paneles monocristalinos tienen un coeficiente de temperatura más bajo, lo que significa que a mayores temperaturas, tiene una caída de eficiencia menor.	Los paneles policristalinos tienen un coeficiente de temperatura mayor, lo que se traduce en una mayor pérdida de eficiencia con temperaturas más elevadas.
Espacio que ocupan los paneles solares	El rendimiento mayor de las células monocristalinas permite que el tamaño global del panel sea menor y en consecuencia se necesite de menor estructura de aluminio, lo que se traduce en un menor coste en estructura.	El rendimiento menor de las células policristalinas provoca que el tamaño global del panel sea mayor y en consecuencia se necesite que la estructura de aluminio sea más grande, lo que se traduce actualmente en un coste global mayor de la instalación solar debido al precio caro del aluminio.
Color de los paneles solares	Los paneles monocristalinos tienen un color negro ya que se forma de células mono extraídas de lingotes de silicio puro.	Los paneles policristalinos son de color azulado por presentar este color sus células solares. Esto se produce por el tratamiento de fusión de los recortes de células mono en combinación con la capa anti reflejante que se aplica a las células solares.

¿De dónde se obtiene el silicio para fabricar paneles solares?

​Actualmente los paneles solares que dominan el mercado mundial son aquellos creados con silicio. El silicio que se utiliza para fabricar los paneles fotovoltaicos se obtiene principalmente de la sílice, que es un compuesto natural que se encuentra de forma muy abundante en la superficie de todo el planeta. Las 2 fuentes principales de obtención de sílice son:

Cuarzo: el cuarzo es uno de los minerales más abundantes en la Tierra y es una fuente importante de sílice. Se puede encontrar en rocas, particularmente en rocas ígneas y metamórficas, así como en areniscas y otros depósitos sedimentarios.

Arena: La arena de sílice, que se compone principalmente de cuarzo, es una fuente de sílice ampliamente disponible. A menudo se encuentra en áreas costeras, lechos de ríos y desiertos. La arena de sílice se utiliza en diversas industrias, incluida la fabricación de vidrio, la fundición y, por supuesto, la producción de silicio para paneles solares.

Vale la pena señalar que la disponibilidad y la calidad específicas de los depósitos de sílice pueden variar según la región y las condiciones geológicas. Los lugares con reservas significativas de depósitos de sílice a menudo tienen operaciones mineras para extraer y procesar la sílice para diversos usos industriales, incluida la producción de silicio para paneles solares. Es importante seguir las normas y directrices locales al extraer sílice o participar en cualquier actividad minera para garantizar la sostenibilidad ambiental y la gestión adecuada de los recursos.

¿Cuáles son los pasos para fabricar un panel solar de inicio a fin?

Los paneles solares tienen un largo, pero interesante proceso de fabricación hasta que llegan a tu casa. Se fabrican con silicio extraído de la sílice abundante en la arena y el cuarzo.

El primer paso consiste en producir lingotes de silicio. El silicio de alta pureza se funde en un horno, generalmente utilizando un método llamado proceso Czochralski. Luego, el silicio fundido se enfría y solidifica para formar un lingote cilíndrico. De este lingote se cortan finas obleas con una sierra de hilo o un disco de diamante. Las cuales se someten a un proceso conocido como texturización para mejorar la absorción de la luz. Esto implica grabar la superficie de las obleas para crear una superficie más rugosa que reduce la reflexión y mejora la captura de luz. Para terminar, se pone una capa de fósforo en la superficie texturizada de las obleas, creándose una unión positiva/negativa en la superficie. Se habrá formando de este modo, la base para el efecto fotovoltaico. Y cómo último trabajo en las obleas, se agregarán contactos metálicos a las superficies frontal y posterior para facilitar el flujo de electricidad.

A partir de ahora, estas obleas pasarán a llamarse células solares, y se someterán a pruebas de laboratorio para garantizar que cumplan con los estándares de calidad y eficiencia. Dividiéndose entre células de Clase A y células de Clase B.

En marcas de altos estándares de calidad, como las que se exige para la comercialización en Europa, las células de bajo rendimiento se apartarán y no se utilizarán. Las células que superan la fase de prueba pasarán al montaje del módulo de Clase A. En el cual, se interconectan varias células solares para crear el famoso panel solar fotovoltaico. Se colocará una cubierta de vidrio templado sobre ellas para su protección en la parte delantera y un material de lámina en la parte posterior. Finalmente, se le colocará un marco de aluminio para tener soporte estructural y resistencia a la intemperie.

La diferencia de forma de las células solares monocristalinas y policristalinas

Cómo ya hemos indicado, la creación de las obleas de silicio da como resultado un lingote circular y por lo tanto células solares monocristalinas completamente redondas.

Sin embargo, la colocación de células redondas dejaría mucho espacio sobrante y no aprovechado en la superficie del panel. Motivo por el cual el resultado final de las células monocristalinas es una forma cuadrada con las esquinas redondeadas. Es decir, se cortan partes de la célula solar para obtener una forma que optimice mejor el espacio del panel.

Por otro lado, en el proceso de creación del panel solar policristalino, las células policristalinas se forman por la unión de los trozos de célula cortados en la oblea original redondeada. De este modo, estas células policristalinas obtienen un color más azulado resultado de la unión de diferentes cristales en diferentes orientaciones.

La gran ventaja de las células poli es que pueden crearse con cualquier forma, con lo cual, se crean de forma completamente cuadrada para aprovechar toda la superficie del panel solar.

¿Dónde se encuentran las fábricas de células solares de silicio más importantes?

En el mundo existen 2 fábricas de células de silicio muy importantes y que abarcan actualmente más del 95% de la producción mundial. Estas dos fábricas se encuentran en China. En este país más del 50% de su territorio son desiertos y es donde se encuentra el desierto más seco del mundo, el desierto del Gobi. En consecuencia, sus fábricas se sitúan en estas zonas dónde tienen materia prima en cantidades infinitas.

Si bien para fabricar placas solares es necesaria una cantidad importante de energía, se compensa gracias a su larga vida durante la cual se generará mucha energía limpia y de origen renovable. Evitándose la expulsión a la atmósfera de grandes cantidades de dióxido de carbono y ayudando a combatir el cambio climático fruto de la contaminación creada por el ser humano.

Tipos de paneles de silicio según el número de células solares

Paneles solares de 32 o 36 células. Tienen un voltaje adaptado para su uso en instalaciones solares de 12V. Permite hasta potencias de 200W. Recomendamos por precio y rendimiento el panel solar 200W 12V de Ecosolar Green Energy Products.

Paneles solares de 60 células. Son placas que originalmente se diseñaron para su uso en las huertas solares. Ya que son paneles que sacrifican su voltaje para obtener un rendimiento muy alto ya que el objetivo era vender la electricidad generada a la red eléctrica. Actualmente se pueden utilizar en instalaciones solares de aislada de 24V y 48V, así como, en autoconsumo solar.

Paneles solares de 72 células. Son paneles diseñados para usar en instalaciones solares de aislada o autónomas con baterías. También pueden utilizarse en instalaciones de autoconsumo solar.

Paneles solares half-cut de 144 células. Paneles de última generación para paneles con potencias a partir de 400W. De gran uso en la actualidad tanto para instalaciones de aislada de 24V y 48V cómo para instalaciones de autoconsumo solar.