Paneles solares policristalinos, monocristalinos y flexibles, y circuitos en serie y en paralelo

A la hora de elegir paneles solares que funcionen mejor para sus necesidades, hay muchas variables que debe tener en cuenta: monocristalinos vs. policristalinos, paneles duros vs. paneles flexibles, cableado de los paneles solares en serie vs. paralelo o una combinación de ambos.

Este artículo le ayudará a aclarar las decisiones que deberá tomar. Empecemos con los paneles solares. En cuanto a lo que vamos a discutir sobre paneles solares, hablaremos de la diferencia entre los paneles monocristalinos y los policristalinos, que son los paneles solares con estructura de corazón de eficacia comprobada. También analizaremos la diferencia entre los paneles tradicionales y los nuevos paneles solares flexibles. Y por último, queremos hablar sobre cómo cablear sus paneles solares, si deben conectarse en serie o en paralelo, y algunas ventajas y desventajas de cada una de estas opciones.

Monocristalino vs. Policristalino

Analicemos directamente los paneles monocristalinos y policristalinos. Las principales diferencias entre estos paneles fotovoltaicos son la durabilidad, el diseño, la eficiencia y el tamaño, así como el costo por vatio.

Durabilidad

En cuanto a durabilidad, ambos paneles fotovoltaicos son extremadamente resistentes. Cuentan con un marco de aluminio con una cubierta de vidrio templado que cubre todas las células solares que producen energía. Los fabricantes suelen ofrecer una garantía de unos 25 años para estos paneles fotovoltaicos, un período bastante prolongado en términos de garantías. En cuanto a la intemperie, estos paneles son extremadamente resistentes a todo tipo de clima, incluyendo vientos fuertes e incluso granizo de tamaño mediano. Por regla general, si el clima puede dañar su techo, también puede dañar sus paneles solares.

Eficiencia y tamaño

Hablemos ahora de la eficiencia y el tamaño de cada uno de estos paneles fotovoltaicos. Los paneles solares monocristalinos se fabrican con una oblea de silicio de mayor calidad. Por lo tanto, generalmente son más eficientes que los paneles policristalinos (la eficiencia se refiere al porcentaje de energía que se convierte en electricidad). En el caso de los paneles monocristalinos de gama alta en producción en masa, se trata de 20% (p. ej.: Módulo solar CouleenergySerie CLM-330M-60, fabricada con células PERC monocristalinas cuadradas de 158,75 mm × 158,75 mm. En cuanto a los paneles solares policristalinos de gama alta, su consumo es de aproximadamente 171 TP3T. Dado que los paneles solares monocristalinos son más eficientes, su tamaño es ligeramente menor que el de los paneles solares policristalinos. Si tiene un panel solar monocristalino de 330 vatios (1665 mm)1002 mm = 1,67 m²) en comparación con un panel solar policristalino de 330 vatios (1956 mm)992 mm = 1,94 m²), el panel solar mono simplemente tendrá dimensiones más pequeñas y no ocupará tanto espacio como el panel poli.

PD: La eficiencia del panel solar está determinada por dos factores principales: la eficiencia de la celda solar, basada en el diseño de la celda y el tipo de silicio; y la eficiencia total del panel, basada en el diseño de la celda, la configuración y el tamaño del panel solar.

Costo por vatio

Analicemos ahora el costo por vatio de cada uno de estos paneles solares. En general, son similares, pero como los paneles solares monocristalinos se producen con un grado de silicio más alto, el proceso de fabricación es ligeramente más caro y el consumidor tiene que pagar un poco más por ellos.

Hace 10 años, cuando producíamos nuestros paneles solares monocristalinos, era muy conveniente comprarlos a aproximadamente un dólar por vatio. Pero con el paso del tiempo y el aumento de la demanda de energía solar, el costo o precio de los paneles solares ha bajado. Hoy en día, es fácil encontrar paneles solares monocristalinos y policristalinos (paneles solares de muy alta eficiencia) por entre 20 y 25 centavos por vatio.

Paneles solares tradicionales vs. flexibles

Ahora analizaremos las diferencias entre los paneles solares tradicionales que acabamos de mencionar y los nuevos paneles solares flexibles (tejas solares). Y, de nuevo, hablaremos de la durabilidad, el diseño, la eficiencia, el tamaño y el coste por vatio.

Durabilidad

En primer lugar, la durabilidad. Los paneles tradicionales de vidrio templado son realmente duraderos. Sin embargo, los paneles flexibles no son tan duraderos. Presentan problemas como rayones, microrayones y desgarros en las células solares debido a la falta de protección de vidrio templado en la parte superior. Además, carecen de una garantía del fabricante de 25 años. Generalmente, los paneles solares flexibles vienen con una garantía de aproximadamente 5 años, ya que la mayoría de los fabricantes, incluidas algunas de las principales compañías solares, no prevén una duración tan larga.

Eficiencia y tamaño

En cuanto a la eficiencia y el tamaño, estos módulos solares flexibles pueden no ser tan eficientes como los módulos solares tradicionales. En el extremo superior, el promedio de estos módulos flexibles es de aproximadamente 15-16% de eficiencia. Y esto no es muy bueno cuando se compara con los 17% de los módulos fotovoltaicos policristalinos y los 20% de los módulos fotovoltaicos monocristalinos. La diferencia en eficiencia hará que tenga que comprar más módulos fotovoltaicos. O bien, cada módulo fotovoltaico será más grande y ocupará una mayor superficie para producir la misma cantidad de energía. Ahora hablemos del tamaño entre los dos tipos de módulos solares. Los módulos fotovoltaicos tradicionales son significativamente más voluminosos y pesados que los módulos fotovoltaicos flexibles. Obviamente, esa es una de las principales ventajas que tienen los módulos flexibles sobre los tradicionales.

Y, por ejemplo, un panel solar monocristalino de 180 vatios y 12 V que tenemos en nuestra autocaravana pesa 11,5 kg y tiene un grosor de entre 7,5 y 10 cm (incluyendo los soportes). Para que te hagas una idea, puedes conseguir un panel solar flexible de 180 vatios que podría pesar 2,4 kg con menos de 1,25 cm de grosor. ¡Un logro increíble!

Diferencias de costos

Ahora preste atención a las diferencias de costo entre los paneles solares tradicionales y los flexibles. Como sabe, los paneles fotovoltaicos tradicionales cuestan entre 20 y 25 centavos por vatio, lo que proporciona un panel de buena calidad. Hicimos una búsqueda rápida en línea para verificar los precios de los paneles flexibles. Encontramos un panel flexible de 180 vatios por más de $200 que costará aproximadamente $1.1 por vatio, bastante más caro. Eso es más de cinco veces el precio de cualquier otro panel solar que pueda buscar. Le costarán un ojo de la cara. Y sí, si tiene un presupuesto ajustado, definitivamente opte por los paneles solares flexibles.

Pero no te preocupes, puede que consigas un buen precio por ello. La mejor flexibilidad posible Paneles solares mono PERC con tecnología Shingled en Couleenergy.

Cableado de paneles solares en serie y en paralelo

Bien, chicos, ahora vamos a abordar el último tema, relacionado con el cableado de paneles solares en serie y/o en paralelo. Este tema puede ser extremadamente confuso. Nuestro objetivo con esta pequeña sección es hacerlo lo más claro y fácil de entender posible. Antes de profundizar, queremos refrescar la relación entre vatios, voltios y amperios. Como recordarán, explicamos que los vatios son iguales a voltios por amperios. Esta ecuación será muy importante a medida que analicemos nuestros escenarios de hoy. Al ilustrar cómo cablear tanto en serie como en paralelo, usaremos nuestro sistema personal como referencia para ilustrar estos conceptos. Tenemos cuatro paneles fotovoltaicos monocristalinos de 330 vatios para un total de 1320 vatios. Sabemos que tenemos paneles solares monocristalinos de 330 vatios a 33,8 voltios, lo que nos da aproximadamente 9,77 amperios de corriente en cada uno de esos paneles solares monocristalinos.

Cableado en serie

Ahora, lo primero que debemos abordar es el cableado en serie. Al cablear los paneles fotovoltaicos en serie, debemos pensar en ellos como si estuvieran conectados en una cadena. Se trata de combinar cada uno de estos paneles fotovoltaicos de 330 vatios para formar un único panel solar de 1320 vatios. Esto se refiere a la electricidad, no a la física. Obviamente, seguirán siendo cuatro paneles monocristalinos separados, pero en términos eléctricos, se conectarán para formar un único panel fotovoltaico de 1320 vatios. Ahora, veamos qué cambia en el sistema solar fotovoltaico al hacer esto. Al conectar todos estos paneles fotovoltaicos monocristalinos, se conecta el cable positivo de un panel al cable negativo, y otro cable positivo al siguiente cable negativo, y así sucesivamente. Entonces lo que te queda es un único panel fotovoltaico mono de 1320 vatios del cual salen un único cable negativo y un único cable positivo.

Lo que cambia al realizar este proceso es el voltaje de su sistema fotovoltaico. Recuerde que al conectar elementos en serie, lo único que cambia es el voltaje. Al conectar cuatro paneles solares monocristalinos Couleenergy PERC de 33,8 V, multiplíquelos por cuatro, lo que da 135,2 voltios. Ahora tiene un panel solar de 1320 vatios que equivale a 135,2 voltios. Si considera la ecuación que acabamos de mencionar, los vatios equivalen a voltios por amperios, y tiene los vatios, que son 1320 W, los voltios, que son 135,2 V, pero no los amperios. Para resolver esta ecuación fácilmente, simplemente divida los vatios (1320) entre 135,2 V (que son sus votos), y obtendrá 9,77 amperios. Entonces tienes un sistema fotovoltaico de 1320 vatios a 135,2 voltios y 9,77 amperios.

Cableado en paralelo

Ahora la serie está terminada. Hablemos de conectarlos en paralelo. Cuando conectas estos cuatro paneles solares monocristalinos en paralelo, es casi lo opuesto. Cada uno de esos paneles fotovoltaicos de 330 vatios permanecerá como un panel solar separado. Serán paneles solares individuales que producirán cantidades individuales de energía a 33,8 voltios. Lo único que cambiará al conectarlos todos en paralelo es que de un panel fotovoltaico saldrán una línea positiva y una negativa, del siguiente una positiva y una negativa, y así sucesivamente. Ninguno de ellos está conectado entre sí. Lo único que cambia es el amperaje de tu panel solar. Así que sigues teniendo un panel solar de 1320 vatios a 33,8 voltios. Y de nuevo, volvamos a nuestra ecuación de vatios igual a voltios por amperios. Si necesitamos encontrar la respuesta para ese sistema fotovoltaico conectado en paralelo, se toman estos 1320 vatios y se dividen entre 33,8 voltios, lo que da 39,08 amperios. Ahora bien, esos 39,08 amperios, como habrán adivinado, son 9,77 amperios de cada panel multiplicados por cuatro, ya que tenemos cuatro paneles solares monocristalinos. Así que 9,77 por cuatro da 39,08 amperios. Así que lo único que cambia al conectar un sistema solar en paralelo son los amperios. Se cuadruplican.

Ventajas y desventajas

Bien, ahora que sabemos cómo conectar en serie y en paralelo, lo que debemos hacer es determinar sus ventajas y desventajas. Analizaremos el dimensionamiento del cable, los problemas de sombreado y el tamaño del controlador de carga.

Dimensionamiento del cable

En cuanto al dimensionamiento de los cables, si aún no lo sabe, este está directamente relacionado con la cantidad de amperios que circulan por ellos. Por lo tanto, cada cable tiene una capacidad específica de amperios de corriente. Por lo tanto, cuanto menor sea el amperaje, menor será el tamaño del cable. Recuerde que nuestros paneles fotovoltaicos monocristalinos de 1320 vatios conectados en serie tenían una corriente de 135,2 voltios y 9,77 amperios, y en paralelo, de 33,8 voltios y 39,08 amperios. Verá que los cables conectados en serie que salen de los paneles solares monocristalinos son mucho más pequeños que los conectados en paralelo.

Problemas de sombreado

En cuanto al sombreado, las principales ventajas del cableado en paralelo son las siguientes. Recuerda que cuando hablamos de conectar paneles solares en serie, los conectamos todos juntos. Es decir, una unidad única. Todos esos paneles fotovoltaicos trabajan juntos para producir energía. Si uno de esos paneles solares monocristalinos sufre sombra, toda la unidad deja de funcionar. Esto se debe a que así es como funcionan los paneles solares. Si tienes un solo panel solar PERC monocristalino de 330 vatios y ese panel solar monocristalino sufre sombra, deja de producir energía. La única razón por la que todo el sistema solar fotovoltaico se cae al conectarlos en serie es porque los conectaste todos juntos. Por lo tanto, cada uno depende del otro. La ventaja de conectar módulos solares en paralelo se debe a que todos esos módulos solares monocristalinos son módulos individuales. Si un módulo fotovoltaico sufre sombra, solo se pierde el veinticinco por ciento de tu sistema fotovoltaico. Los tres restantes de tus cuatro módulos solares monocristalinos aún pueden producir energía. Hoy en día, algunos fabricantes líderes (empresas solares líderes como Jinko Solar, Risen Energy, Longi Solar, Canadian Solar, JA Solar, Couleenergy, Trina) han aplicado la conexión en paralelo en sus módulos solares de celdas de medio corte.

Tamaño del controlador de carga

Lo último que queremos comentar es el tamaño del controlador de carga. Si consideramos el amperaje de los paneles solares, vemos que los paneles fotovoltaicos conectados en paralelo consumen más amperios que los conectados en serie. Por lo tanto, un sistema de paneles solares conectado en paralelo necesitará un controlador de carga mucho mayor.

Configuración híbrida serie-paralelo

Bueno, chicos, espero no haber sido tan confuso y no haber traído más confusión. Pero hay una tercera opción al cablear paneles solares fotovoltaicos. Se pueden conectar en serie y en paralelo. Es decir, si tomamos dos paneles solares monofásicos de 330 Wp y otros dos, y los conectamos en serie, obtendríamos paneles solares monofásicos de 660 vatios y 67,6 voltios. Porque sabemos que al conectarlos en serie se duplica el voltaje. Y luego, tomaríamos esos dos paneles monofásicos de 600 vatios y 67,6 voltios y los conectaríamos en paralelo. Como saben, con el paralelo, duplicaríamos el amperaje. Así que las especificaciones para ese sistema serían 1320 vatios a 67,6 voltios y 19,54 amperios. Esa es la tercera opción; es una especie de combinación y es la mejor opción en la mayoría de los casos.

Conclusión

Obviamente, solo usamos esta ilustración en particular como ejemplo para explicarles estos conceptos. Claro que pueden cambiar el tamaño de sus sistemas de energía solar. Pueden cambiar la cantidad de paneles fotovoltaicos. Pueden cambiar todo eso. Así que recuerden cuando dijimos que la energía solar era prácticamente ilimitada. Es exactamente a eso a lo que nos referimos. Es muy confuso. Pero una vez que comprendan todos los conceptos, se darán cuenta de cómo se entrelazan y empezarán a tener mucho más sentido.

Si este artículo no te convence ahora mismo, te animamos a investigar más para que puedas volver a comprender lo que decimos. Esperamos que lo disfrutes. Si lo disfrutaste y aprendiste algo, por favor, dale a "Me gusta". ¡Gracias!