¿Qué son los módulos solares?

Introducción

Los paneles solares, en su sentido básico, funcionan convirtiendo la luz solar disponible en electricidad utilizable. La forma en que definimos esta potencia es en vatios. Los vatios se componen de amperios y voltios. Los diferentes paneles tienen diferentes clasificaciones de amperios y voltios, y es útil entender lo que significan estos números cuando se está viendo un sistema. Puedes imaginar los amperios como la cantidad de electrones, y el voltaje como la cantidad de presión que empuja esos electrones.

Ecuación: Vatios = Voltios x Amperios

Componentes

Un panel solar está compuesto por diferentes componentes, como se ve en el Modelo 2.1.1. No todos los paneles tendrán estos componentes específicos en las ubicaciones específicas, pero generalmente nuestros paneles tienen esto.

 

 

        

 

Célula Solar (2.1.1.6): Las células solares se pueden ver en la parte frontal del panel solar. Varían en color y apariencia según el tipo de célula. El tipo de célula generalmente define qué tipo de panel es, por ejemplo, monocristalino, policristalino, amorfo, etc.

Marco (2.1.1.5): La mayoría de los paneles solares Renogy tienen un marco de aluminio, pero el tipo de marco puede variar dependiendo del tipo de panel.

Caja de conexiones (2.1.1.1): La caja de conexiones generalmente se encuentra en la parte posterior del panel. Contiene diodos de derivación para ayudar con la pérdida de energía debido al sombreado. También sirve como conexión y soporte para los cables del panel.

Cable (2.1.1.3): Nuestros paneles solares Renogy vienen con cable fotovoltaico estándar que es resistente a la intemperie y está aislado (siempre que no haya cable de cobre expuesto).

MC4 (2.1.1.4): Al final del cable fotovoltaico hay un conector MC4. Este conector MC4 es estándar en la industria fotovoltaica, es resistente a la intemperie y sirve como punto de conexión para nuestro otro cable MC4, como un kit adaptador.

Hoja de especificaciones (2.1.1.2): La hoja de especificaciones del panel le indicará las características eléctricas de su panel solar. Es muy importante al dimensionar sistemas.

 

Monocristalino vs. Policristalino

Los paneles solares monocristalinos son ligeramente más eficientes que los paneles policristalinos porque cada uno utiliza una técnica de fabricación diferente. Una célula monocristalina consiste en un solo lingote de cristal, mientras que una célula policristalina consiste en un crecimiento que contiene múltiples estructuras de cristal. Ambos tipos de células están hechos de lingotes de silicio, pero el requisito de pureza del silicio es mayor en una base monocristalina. Por lo tanto, los paneles monocristalinos son más eficientes y, por lo tanto, más caros. Al usar una sola célula, el silicio basado en monocristalino permite una mayor libertad de movimiento a los electrones, por lo que se pierde menos energía y se crea una mayor eficiencia. La mayoría de las células monocristalinas alcanzan un pico del 22% de eficiencia, mientras que la mayoría de las células policristalinas alcanzan un pico del 18% de eficiencia. Las células monocristalinas son de un azul oscuro casi negro, y las células policristalinas son azules.

Aunque esto es cierto, existe una idea errónea común de que los paneles solares monocristalinos en realidad funcionarán mejor que los paneles policristalinos incluso en situaciones en las que tienen la misma potencia. Esto no es cierto. Un panel monocristalino de 100 W debería funcionar tan bien como un panel policristalino de 100 W, suponiendo que las características eléctricas sean muy similares. La decisión de un cliente debe basarse en el precio, las dimensiones y el color. También, debido a una idea errónea común, los paneles policristalinos y monocristalinos deberían funcionar de la misma manera en condiciones de poca luz. También deberían funcionar de la misma manera en altas temperaturas.

Paneles solares monocristalinos populares:

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Horas pico de sol e irradiancia

Es importante usar las horas pico con la potencia de su sistema para calcular cuántos vatios-hora produce su sistema en un día. Puede considerar las horas pico de sol como un promedio, ya que basar la energía en las horas de luz diurna no es suficiente. La razón es que la luz solar por la mañana y por la noche no producirá tanta radiación como la solar al mediodía. Para calcular las horas pico de cada estado, la radiación se promedia en función de los máximos y mínimos y también de otros factores como lo que se mezcla en la atmósfera.

Como puede ver en los datos recopilados en el Modelo 2.1.2, el nivel de irradiancia o W/m² varía a lo largo del día. La salida de los paneles está directamente relacionada con los W/m² en ese momento. La mayoría de los paneles solares están clasificados en 1000 W/m². Si el nivel de irradiancia es, digamos, 500 W/m², como lo es a las 8 a.m. en el gráfico, entonces debería esperar la mitad de la salida (50%). Debido a este hecho, las horas pico de sol de su estado no son la duración del sol, sino un promedio de los mínimos y los máximos para que sea un número confiable al calcular la generación de energía.

Modelo 2.1.2

  

 

Enlaces adicionales:

https://renogy.com/template/files/Average-Peak-Sun-hours-by-State.pdf

Paneles de 12V vs. 24V

Los paneles vienen en compatibilidad de 12V y 24V, y puedes cablearlos de varias maneras para mantenerlos en 12V o cablearlos para alcanzar voltajes más altos. Estos métodos se denominan conexiones en serie y en paralelo.

• Una conexión en serie mantendrá los amperios iguales, pero aumentará el voltaje.
• Una conexión en paralelo mantendrá el voltaje igual y aumentará los amperios.

Aunque designamos un panel como "12V", el panel en realidad no produce 12V. El voltaje que produce el panel es superior a 12V, pero esto es necesario para que la batería se cargue. Las baterías deben cargarse a un voltaje más alto de lo que son nominalmente, ya que la electricidad viajará de un voltaje más alto a uno más bajo.

La forma en que se cablean los paneles depende del voltaje de su banco de baterías. El voltaje de sus paneles debe coincidir con el voltaje de su banco de baterías para que se cargue correctamente (con la excepción del controlador MPPT). La mayoría de las autocaravanas y barcos tienen bancos de baterías de 12V, por lo que los clientes suelen optar por paneles de 12V para que sean compatibles con estas baterías.

Análisis de la hoja de especificaciones

Modelo 2.1.3

 

  

Potencia máxima en STC: Esta es la potencia nominal del panel en las condiciones de prueba estándar (STC), que es de 1000 W/m².

Tensión de circuito abierto (V_oc): Este es el nivel de voltaje del panel cuando no está conectado a un controlador y una batería. Es importante al dimensionar sistemas con controladores, ya que los paneles tendrán este valor por un corto período de tiempo cuando el sistema esté conectado. Además, esto es importante al solucionar problemas de un panel solar.

Tensión de funcionamiento (V_mp): Este es el nivel de voltaje del panel cuando está configurado y funcionando. Esto es importante para calcular el tamaño del calibre del cable y la longitud del cable.

Corriente de funcionamiento (I_mp): Esta es la corriente que se produce cuando el panel está configurado y funcionando. Esto es importante para calcular el tamaño del calibre del cable, la longitud del cable y el dimensionamiento del controlador.

Corriente de cortocircuito (I_sc): Esta es la máxima corriente que puede fluir en un sistema de energía cuando ocurre una falla.