Tamaño del panel solar

No sorprende que a medida que la energía solar fotovoltaica se ha generalizado en los últimos 30 años, las mejoras en la tecnología han llevado a enormes ganancias en la energía que puede producir un solo panel solar. Lo que es una sorpresa es que durante ese tiempo, las dimensiones de los paneles solares no han aumentado mucho a pesar de las ganancias de más de 7 veces en la potencia de salida de un solo panel fotovoltaico. Esto habla de los hechos de que:

• Debido a que los paneles solares son en realidad solo colecciones de células fotovoltaicas, la potencia de salida de un panel solar está determinada principalmente por:
  1. Cuántas células fotovoltaicas contiene el panel, y
  2. La eficiencia de esas células.
• Las dimensiones de un panel solar (tamaño físico) están determinadas principalmente por:
  1. Cuántas células fotovoltaicas contiene el panel, y
  2. El tamaño de las obleas de silicio utilizadas en esas celdas.

Paneles solares de tamaño pequeño, mediano, grande y extra grande

Antes de que seamos demasiado específicos, seamos genéricos. No existen definiciones formales o reglas estrictas sobre el tamaño del panel solar y lo que hace que un módulo en particular sea «pequeño», «mediano», «grande» o «extra grande». Pero desde el punto de vista del envío de carga, cualquier cosa de más de 8 pies lineales generalmente incurre en un recargo por sobredimensión, por lo que vamos a usar eso como el umbral para los paneles solares «extra grandes». Tenga en cuenta que debido a que estamos hablando de envío aquí, un artículo un poco más pequeño que 8 ‘incurrirá en un cargo por sobredimensión si la paleta en la que se envía (incluido el material de embalaje utilizado para protegerlo) mide más de 8’ (este es precisamente el case con los módulos Q CELLS DUO XL-G10 475/480W, próximamente en altE Store).

En términos generales, esto significa que podemos pensar en los paneles solares de primera generación (que normalmente cuentan con 36 celdas) como «pequeños», los módulos de 60 y 72 celdas que han dominado la industria durante la última década como «medianos» y » large”, y módulos de más de 72 celdas como “extra large”.

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Por supuesto, hay excepciones a muchas reglas, y tenemos algunas aquí. Tenga en cuenta que:

• Muchos paneles solares hoy en día usan celdas de medio corte para reducir la pérdida de potencia resistiva y, a menudo, se comercializan con 120 o 144 celdas, pero en realidad son módulos de 60 o 72 celdas y, por lo tanto, entrarían en nuestras categorías de tamaño mediano o grande. A pesar de que…
• Algunos paneles de 72 celdas que utilizan obleas M6 o más grandes son paneles solares XL según nuestra definición basada en la longitud (consulte a continuación para obtener más información sobre las obleas).
• Curiosamente, algunos paneles de 96 celdas no son lo suficientemente largos como para incurrir en tarifas de envío por sobredimensionamiento porque sus arreglos de celdas son 12×8 y no 16×6, lo que significa que no son más largos que los paneles de 72 celdas, solo más anchos.

En resumen, los paneles solares de más de 8 pies de largo (o los paneles que se envían en tarimas de más de 8 pies de largo) se consideran paneles solares extragrandes.

Lo que debe saber sobre los paneles solares de tamaño extra grande

Los paneles solares extragrandes tienen implicaciones para los instaladores y aficionados al bricolaje que planifican sistemas fotovoltaicos. Aunque todavía no es demasiado común, los paneles solares de tamaño XL llegaron para quedarse. ¿Qué significa esto para ti?

• No es posible que alguien los instale, o incluso los mueva, sin la ayuda de al menos otra persona. ¡Planifique su instalación en consecuencia!
• No es posible colocarlos planos en una plataforma de camión de 7 pies y poder cerrar la puerta trasera.
• Son lo suficientemente largos como para que la mayoría de las empresas de transporte incurran en una tarifa por sobredimensionamiento, lo que significa que el envío es más costoso, especialmente cuando se realizan pedidos en pequeñas cantidades.
• También son lo suficientemente largos como para que se necesiten extensiones de horquilla para mover paletas con una carretilla elevadora.
• Su peso y longitud adicionales en comparación con los paneles medianos y grandes pueden requerir diferentes productos y configuraciones de estantería a los que está acostumbrado.
• Aunque las dimensiones de ancho y especialmente de largo están aumentando, no hay indicios de que el grosor de los marcos de los módulos aumente (y no hay razón por la que debamos esperar que lo haga), lo que significa que las mismas abrazaderas de panel solar probadas y ampliamente disponibles que han estado en el mercado durante años seguirá siendo compatible con paneles solares extra grandes.

¿Cómo se hicieron tan grandes los paneles solares?

La eficiencia de las células fotovoltaicas ha mejorado lenta y constantemente durante las últimas décadas. A mediados de la década de 1990, las eficiencias cercanas al 15 % estaban a la vanguardia de la tecnología de celdas solares. En la actualidad, se han logrado eficiencias del 29 % en condiciones de laboratorio, mientras que números en el rango bajo del 20 % se están convirtiendo en el estándar para los módulos modernos disponibles comercialmente. Es probable que veamos más mejoras en la eficiencia en los próximos años antes de que el límite de eficiencia teórico de las celdas basadas en c-Si de unión única en torno al 30 % (conocido como el límite de Shockley-Queisser) se convierta en un obstáculo real.

El silicio crudo se derrite y se le da forma en lingotes largos, que luego se cortan en obleas delgadas como papel que forman la columna vertebral de las células solares fotovoltaicas.

Las mejoras en la eficiencia de las celdas fotovoltaicas se han presentado de muchas formas, pero la relacionada con el tamaño físico de la celda es la oblea de silicio alrededor de la cual se construye la celda. En la década de 1980 y principios de la de 1990, las obleas de 100 mm cuadrados eran el tamaño estándar. A mediados de la década de 1990, las obleas de 125×125 mm se convirtieron en el nuevo estándar, y finalmente fueron reemplazadas por obleas de 156×156 mm (que se conocían como oblea «M0» y, por lo tanto, comenzaron una nueva convención de nomenclatura de obleas de silicio que actualmente se extiende hasta 217 × 217). obleas de mm conocidas como “M12+”).

Junto con el aumento en la eficiencia (y el tamaño) de las celdas solares, la cantidad de celdas por módulo también ha aumentado con el tiempo. Los módulos de 36 celdas fueron el primer tamaño estándar y todavía se usan comúnmente como paneles «fuera de la red» de 12 V. Los módulos de 60 celdas finalmente se convirtieron en el estándar y todavía se fabrican hoy en día, y los módulos de 72 celdas finalmente se convirtieron en un estándar adicional, y en el recurso para proyectos solares comerciales y de escala de servicios públicos.

Hoy en día, con la demanda cada vez mayor de electricidad de los consumidores y las mejoras incrementales en la producción de energía de células solares, estamos viendo paneles cada vez más potentes en el mercado. En términos generales, esto es algo bueno para los consumidores, ya que puede facilitar la reducción de los costos del sistema en aspectos como el montaje, el montaje y el equilibrio de los componentes del sistema. siempre que se consideren cuidadosamente los mayores costos de envío y mano de obra al comprar paneles solares extra grandes.

Fuentes

https://authors.library.caltech.edu/15045/1/JPL-FSA-10-YEARS-OF-PROGRESS.pdf
https://blog.ibc-solar.com/2019/12/desde-m0-a-m12-diferentes-tamaños-de-obleas-en-el-mercado/
https://sinovoltaics.com/solar-basics/solar-cell-production-from-silicon-wafer-to-cell/
https://www.pv-magazine.com/2022/02/15/hanwha-q-cells-comienza-a-vender-sus-paneles-solares-basados-en-obleas-m6-en-europa/