Instalar paneles solares para autoconsumo es una inversión a largo plazo. La rentabilidad suele verse a los 8-13 años, así que elegir los módulos fotovoltaicos que mejor se adaptan a casa no es solo cuestión de precio y tamaño, sino también de eficiencia y durabilidad.
Existen diferentes tipos de paneles solares, cada uno con características específicas que los hacen adecuados para distintas necesidades. A continuación, detallamos los principales tipos, sus ventajas y desventajas.
Paneles solares de primera generación: lo típico
Son la tecnología fotovoltaica más comúnmente utilizada para obtener energía solar. Está compuesta de células fotovoltaicas de silicio, boro y fósforo. La capa de boro proporciona la carga positiva; la capa de fósforo, la carga negativa; y la oblea de silicio actúa como semiconductor.
Un panel solar típico de primera generación contiene 60, 72 o 90 células individuales. Cuando los fotones de la luz del sol impactan en la superficie del panel, excitan los electrones en la oblea de silicio, liberándolos de sus átomos y permitiéndoles moverse.
Esto ocurre dentro del campo eléctrico generado por la unión P-N de la célula solar, creando una corriente direccional. Este fenómeno se denomina efecto fotovoltaico y da como resultado una corriente eléctrica que puede ser aprovechada para obtener electricidad.
Paneles monocristalinos. También llamados Mono-SI. Están hechos de un único cristal de silicio puro que se corta en varias obleas. Se pueden identificar por su color negro oscuro, que permite que absorban más luz.
El silicio puro hace que los paneles monocristalinos sean más eficientes, tanto en la conversión de energía como en el uso del espacio, y más duraderos que otros tipos de paneles solares. Sin embargo, se desperdicia mucho silicio para producirlos, lo que incrementa su precio.
- Apariencia: negros
- Eficiencia energética: más del 20%
- Potencia de salida: más de 300 W
- Durabilidad: ~30 años de garantía
Paneles policristalinos. También llamados Poly-SI. Son menos costosos de fabricar y por lo tanto más baratos. En vez de cristales de silicio individuales, los paneles policristalinos se fabrican a partir de muchas piezas diferentes de silicio que se separan en fragmentos y se funden.
Aunque este proceso desperdicia mucho menos silicio, también hace que las células sean menos eficientes en la conversión de energía y el aprovechamiento del espacio. Además, tienen menor tolerancia al calor, lo que significa que son menos eficientes trabajando a altas temperaturas. En contra de la intuición, el calor es una pesadilla para los paneles solares.
- Apariencia: azules
- Eficiencia energética: ~15-17%
- Potencia de salida: ~250 W
- Durabilidad: ~25 años de garantía
Paneles solares de segunda generación: lo último
Representan una evolución en la tecnología de captación de energía solar. A diferencia de los paneles solares de primera generación (que como hemos visto, están hechos de silicio cristalino), los paneles de segunda generación utilizan diferentes materiales y técnicas de fabricación que les otorgan ciertas ventajas y características distintivas.
Paneles de película fina o delgada. También llamados TFSC. Se caracterizan por tener capas muy finas, lo suficientemente delgadas como para ser flexibles. Son más ligeros y fáciles de instalar.
A diferencia de los paneles de silicio cristalino, que vienen en tamaños estandarizados de 60, 72 y 96 células, los paneles de película delgada pueden venir en diferentes tamaños para adaptarse a necesidades específicas. Sin embargo, son menos eficientes que los de silicio.
Están hechos de distintos materiales, más baratos que el silicio puro:
- Silicio amorfo (a-Si): eficiencia del 6-8%
- Telururo de cadmio (CdTe): eficiencia del 9-11%
- Seleniuro de cobre, indio y galio (CIGS): eficiencia del 13-15%
Paneles de emisor pasivado y contacto trasero. Más conocidos como PERC, son una tecnología diseñada para ganar eficiencia respecto a los paneles monocristalinos tradicionales. Cuentan con un material de silicio en la parte posterior (una capa pasivante) que reduce la recombinación natural de los electrones, lo que mejora la eficiencia de la célula.
Su eficiencia puede ser hasta un 5% más alta que la de los paneles monocristalinos. Suponen un desembolso adicional, pero no son particularmente prohibitivos. Como desventaja, los más baratos se degradan por la luz y las temperaturas elevadas.
Paneles solares de tercera generación: lo que viene
Representan una categoría de tecnologías fotovoltaicas más avanzada que busca mejorar la eficiencia y reducir los costes tradicionales. A diferencia de las tecnologías de primera (silicio cristalino) y segunda generación (células de película delgada), los paneles de tercera generación exploran materiales y técnicas novedosas.
Paneles de perovskita. Los paneles solares basados en perovskitas son la gran promesa del sector y han logrado una eficiencia de hasta el 34% en el laboratorio, superior al límite teórico de las células convencionales. Sin embargo, aún no están disponibles comercialmente.
Inventadas en Japón, estas células fotovoltaicas tienen una estructura cristalina similar a la del mineral raro del mismo nombre. Pueden ser más delgadas y flexibles que las células de silicio, más eficientes en la conversión de luz solar en electricidad y más baratas de producir. El desafío a largo plazo es su durabilidad, ya que se degradan fácilmente.
Células solares orgánicas. También llamadas OPV, utilizan polímeros orgánicos y moléculas pequeñas como materiales activos. La luz solar excita los electrones en estos materiales orgánicos, creando pares de electrón-hueco que son separados y conducidos hacia los electrodos para generar electricidad.
Estas células pueden ser flexibles y ligeras, lo que permite instalarlas en superficies curvas o integradas en textiles. Tienen una eficiencia baja en comparación con las tecnologías inorgánicas, además de problemas de estabilidad y durabilidad a largo plazo. Están en fase de investigación.
Células solares biohíbridas. A diferencia de las puramente orgánicas, combinan materiales biológicos (como proteínas, enzimas o pigmentos fotosintéticos) con componentes inorgánicos.
Imitan el proceso de fotosíntesis natural utilizando componentes biológicos para captar la luz solar y generar carga, que luego es conducida mediante componentes inorgánicos para producir electricidad. También están en investigación.
Células solares concentradas. Las CVP son para uso industrial o comercial Utilizan lentes o espejos para concentrar la luz solar sobre una pequeña área de células solares. La concentración de la luz solar permite usar células solares de alta eficiencia que serían demasiado costosas para usarse en sistemas sin concentración.
Las HCVP llevan el mismo concepto a gran escala, con factores de concentración mucho más altos, superiores a 500 veces la luz solar. Su eficiencia puede ser tan alta como el 41%, pero necesitan sistemas de seguimiento solar y refrigeración.
Qué tipo de paneles fotovoltaicos conviene comprar
Los paneles solares monocristalinos son la opción más recomendada para sistemas de autoconsumo residenciales. Aunque son más caros que los paneles policristalinos, también son más eficientes en menos espacio, y suelen ofrecer garantías de mayor duración. Así que, a pesar del desembolso inicial, pueden ser más rentables.
Si el coste inicial no es problema, los paneles PERC maximizan la eficiencia y pueden ayudar a recuperar la inversión más rápidamente. Además, tienen el mismo aspecto y tamaño que los monocristalinos. Pero hay que asegurarse de que tengan las mismas garantías de durabilidad.
A la hora de la verdad, mucha gente sigue prefiriendo los paneles policristalinos por su bajo precio. La mayoría de paneles solares policristalinos generan una potencia de entre 240 vatios y 300 W, lo que no está demasiado lejos de los monocristalinos más comunes. Otras consideraciones son su resistencia y el espacio necesario para producir la misma capacidad que paneles más eficientes.
En cuanto a los paneles de película delgada, no vienen en tamaños uniformes, y pueden adaptarse a cualquier superficie, pero tienen una menor potencia de salida que los paneles cristalinos. En general, no son comunes para uso residencial y solo están recomendados para vehículos y techos que no soporten mucho peso. Tal vez cuando se popularicen las perovskitas veamos paneles de película delgada en muchos más sitios.
Otras consideraciones previas al autoconsumo
Además de elegir el tipo de célula fotovoltaica, también es importante hacer un estudio de la orientación e inclinación del tejado o la cubierta, calcular el ahorro a largo plazo en base a nuestro consumo, conocer los límites de temperatura de los paneles solares y cómo puede afectar esta a su eficiencia, así como repasar algunas de sus garantías: resistencia al fuego, el viento, el granizo, incluso la nieve, el polvo y la radiación del sol.
Si el aspecto es algo a valorar, las tejas solares son una opción cada vez más popular, al igual que los paneles solares bifaciales. Si lo más importante es reducir el gasto, hay sistemas híbridos que aprovechan el calor residual de los paneles para calentar el agua, como si fueran paneles solares térmicos.
Al final, la elección del panel solar adecuado dependerá fundamentalmente del espacio disponible, el presupuesto inicial y las necesidades específicas de energía de la casa. Nada te garantiza una fecha en la que recuperarás tu inversión, pero una compra informada ayuda a evitar imprevistos.