Diferencias entre paneles solares de células partidas y células completas

 

Los módulos de células partidas, también llamados Half-Cell (o directamente por las siglas HC) son una de las mayores innovaciones en cuanto a paneles solares en estos momentos y cada vez tienen más protagonismo dentro del mercado.

En este artículo vamos a explicarte qué son los paneles solares de células partidas y por qué se habla tanto de ellos.

¿Qué son los paneles solares de células partidas?

Los paneles solares de células partidas están compuestos por células fotovoltaicas cortadas en dos mitades o incluso en tercios. Es decir, el número de células totales no varía pero en lugar de estar colocadas y conectadas por células, lo están por medias células, lo que aporta una serie de beneficios que explicamos más adelante.

De esta forma, un panel solar de 60 células pasaría a tener 120, y uno de 72 pasaría a tener 144 medias células. Esto permite que las células se conecten de forma diferente entre ellas en lo que llamamos subseries o substrings (como te explicamos a continuación) manteniendo el mismo tamaño del panel.

Cómo se organiza a nivel interno un panel solar.

¿Qué supone en la práctica que las células estén divididas a la mitad?

En los paneles solares convencionales, las células están conectadas entre ellas en serie. A esta conexión se le llama cadena o string. Esta cadena a su vez está dividida en varias subcadenas, contando cada una de ellas con un diodo de bypass. Esto supondría, por ejemplo para un panel de 60 células, que las células de la 1 a la 20 formarían una subcadena con su propio diodo de bypass, lo mismo que las células de la 21 a la 40 y que las células de la 41 a la 60. Así, todo el panel estaría dividido en 3 subcadenas.

¿Por qué esta configuración? Hay que tener en cuenta que cuando una célula fotovoltaica no recibe luz solar se comporta como una “resistencia” : su punto de trabajo es diferente del de las demás y les obligará a trabajar en peores condiciones. Al estar todas las células colocadas en serie, con que solo una de ellas se viera afectada por una sombra afectaría a la producción de la totalidad del panel. Para evitar eso se crean estas subcadenas.

Así, si la sombra afecta a una zona del panel se polariza el diodo de by-pass y solo su subcadena se verá afectada mientras las otras siguen funcionando con normalidad. De esta forma el panel podría producir el 66% de su energía si mantiene activas dos subcadenas, o un 33% si solo mantuviera activa una de ellas.

La función del diodo de bypass es proteger los módulos en caso de sombreado desviando la corriente, ya que los módulos a la sombra podrían generar puntos calientes al concentrarse en ellos la electricidad que produce la subcadena. Por una parte el diodo limita la tensión inversa que va a soportar la/las células sombreadas previniendo los puntos calientes, y por otra parte a través del diodo se permite hacer circular la corriente que viene de los otros paneles que están en serie, así no se pierde la serie.

Diferencias entre células partidas y células completas.

Aquí es donde está la ventaja de los módulos de celdas partidas. En lugar de tener todas las células divididas en 3 subcadenas, estos módulos están divididos al medio, de forma que cada una de sus mitades se comporta virtualmente como un panel independiente. Así, tendríamos 3 subcadenas en la parte superior y otras 3 en la parte inferior del panel, estando conectadas en paralelo entre ellas.

 

 

Esta configuración hace que las zonas sombrías afecten menos al rendimiento del panel, ya que recordemos que las células que reducen su rendimiento son las que están en la misma subcadena que la célula afectada por la sombra. Al tener 6 subcadenas, las células están más repartidas y la pérdida total de producción por módulo será menor.

Además, al ser las células de la mitad de tamaño, la corriente generada en cada una de ellas es también la mitad, lo que hace que las pérdidas generadas por resistencia sean más bajas.

A diferencia de los módulos convencionales, los diodos de bypass se conectan en el medio del panel, y no en un lado.

Ventajas de las células partidas.

Ya hemos comentado por encima algunas de las ventajas que las células partidas tienen sobre las células enteras, pero merece la pena entrar más en detalle. Vamos allá.

Mejor rendimiento.

Como hemos explicado, en las medias células la corriente se reduce a la mitad, por lo que las pérdidas por resistencia son menores. Esto hace que la potencia de salida del módulo con células partidas sea superior a la del módulo equivalente con células de tamaño completo.

Menor riesgo por puntos calientes.

Un punto caliente se produce cuando una célula queda a la sombra. El resto de las células de esa cadena pueden descargar toda su corriente en esa célula sombría, que al comportarse como una resistencia se recalentará, algo que puede llegar a dañar la placa.

Los paneles solares con tecnología half-cell producen menos calor por efecto Joule debido a la menor corriente que producen sus células, por lo que se reduce el riesgo de aparición de puntos calientes (hot spots) cuando una célula queda a la sombra.

Mejor rendimiento con zonas sombrías.

Como hemos explicado, los paneles de célula partida cuentan con dos mitades de producción y el doble de subseries o substrings conectadas internamente. De esta forma, si el panel se ve afectado parcialmente por una sombra la pérdida de producción es menor.

Mejor comportamiento mecánico.

Como las células son de la mitad de tamaño, el estrés mecánico de cada una es menor, por lo que se reduce el riesgo de microfisuras y por tanto la aparición de puntos calientes.

Mayor vida útil.

En general las placas solares con células partidas están sometidas a condiciones de funcionamiento menos extremas: menores intensidades de funcionamiento, menores zonas calientes, mayor resistencia mecánica, etc. Todo ello hace que la vida útil de la placa solar aumente.

Puede mejorar el retorno de la inversión.

Los módulos de células partidas son más caros que los de células enteras, ya que tienen una fabricación más compleja: las células se cortan mediante laser, precisan de más puntos de soldadura en su montaje, etc.

Si son placas más caras, ¿cómo pueden mejorar el retorno de la inversión de una instalación? Si se usan en casos en los que sus propiedades pueden marcar la diferencia, como por ejemplo en instalaciones donde aparecen zonas sombrías de forma frecuente, algo que puede ocurrir por vegetación u otros edificios. En estos casos, como se ha explicado, el rendimiento de las células partidas será mayor.

También en casos en los que la superficie disponible para la colocación de paneles sea muy reducida, ya que al ser una placa con mejor rendimiento permite producir más energía por metro cuadrado de instalación.

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