La conexión de las células
Los paneles solares actuales tienen mayoritariamente dos formas en las que se unen las células:
• Las medias células: en este tipo de tecnología, que se utiliza en paneles como los mono PERC, la tecnología HJT o la reciente TOPCon, las filas de células van interconectadas en serie mediante unos conductores llamados ‘bus-bars’ o ‘ribbons’.
• Las células shingled: En este tipo de panel las células se solapan unas sobre otras, y la interconexión se realiza mediante un adhesivo no metálico llamado ECA.
Análisis de la tecnología de media célula
La conexión de las medias células (PERC, HJT o TOPCon) se hace así:
Este tipo de interconexión entre células es el mismo que se viene realizando desde casi el inicio de la historia de la fabricación de paneles solares. Antes eran células completas, y ahora son células cortadas, pero el modo de interconexión es el mismo que hace 30 años.
Los problemas derivados de estas conexiones pueden venir porque:
• Las soldaduras entre las cintas metálicas (bus-bars o ribbons) y las células se calientan durante el día (el metal se expande) y se enfrían por la noche (el metal se contrae) lo que provoca una alta tensión mecánica. Con el tiempo, esta tensión hace que los componentes metálicos se rompan y las células se agrieten.
• Los componentes metálicos serigrafiados son muy finos y son vulnerables a la corrosión inducida por la humedad.
• El coeficiente de dilatación del silicio y del bus-bar son diferentes, por lo que la soldadura sufre un esfuerzo mecánico muy importante.
La certificadora alemana TÜV lo corroboró en una auditoría global de sistemas fotovoltaicos. En los últimos 30 años, en sistemas fotovoltaicos en todo el mundo, los componentes metálicos de interconexión entre células representan casi el 60% del fallo en las células convencionales, como se puede ver en la siguiente imagen.
Análisis de fallos paneles solares hecho por TUV
¿Sucede lo mismo con los paneles con tecnología Shingled?
No sucede lo mismo. De hecho, la tecnología Shingled que utilizan fabricantes como SunPower en sus paneles Performance (se desarrolló precisamente por SunPower) evita esas averías provocadas por el interconexionado convencional.
Vista de la tecnología Sunpower Performance 6 que no utiliza soldaduras entre células
Las ventajas de la tecnología Shingled, son, entre otras:
• Al no haber conexiones metálicas soldadas, se elimina uno de los principales modos de fallo de las células convencionales. Dicha conexión entre células se realiza mediante un adhesivo no metálico llamado ECA.
• Las células cuentan con vías redundantes para que fluya la corriente eléctrica, sin dejar ningún punto de fallo en la célula.
• Las finas líneas metálicas serigrafiadas en la parte delantera de las células están protegidas de la corrosión mediante un encapsulante avanzado.
• Al no existir conexiones metálicas, y ser tramos más cortos de corrientes por las células más pequeñas, se reduce la resistencia y la célula se calienta menos, por lo que su rendimiento, producción y durabilidad, son mayores.
Ejemplos de este tipo de paneles serían los P6-COM o los P6-BLK de SunPower, que es la empresa que posee la patente de esta tecnología, como máximo exponente mundial.
Conclusiones
La tecnología de fabricación de paneles solares avanza y existe ya en el mercado esta tecnología que mejora, mucho, la convencional. El modo en que se unen las células en un panel es, como hemos visto, uno de los aspectos más importante a la hora de asegurar la vida útil de un panel y, por ende, la rentabilidad de un sistema fotovoltaico.
