que son delgados

Los paneles solares de película delgada convierten la luz solar en electricidad utilizando una capa delgada de material fotovoltaico (PV) en lugar de las celdas de silicio tradicionales. Los módulos de película delgada están disponibles en versiones rígidas y flexibles, y puede encontrar paneles adhesivos que se adhieren fácilmente a superficies verticales y curvas, como el techo de una caravana.

El equipo de MarketWatch Guides ha revisado los mejores paneles solares residenciales para ayudarlo a navegar el proceso de compra de energía solar. Siga leyendo para obtener más información sobre los paneles solares de película delgada, incluidos los diferentes tipos, costos y usos ideales.

Hay dos formas principales de fabricar paneles solares. Los módulos fotovoltaicos tradicionales consisten en una matriz de células de silicio cristalino (c-Si) conectadas entre sí en un circuito. Por otro lado, los paneles de película delgada utilizan una sola capa de material fotovoltaico que no se divide en celdas visibles. Las capas son de 300 a 350 veces más delgadas que los paneles solares de silicio, lo que hace que los paneles de película delgada sean mucho más livianos que sus contrapartes convencionales.

Al igual que con los paneles de silicona, puede usar un marco rígido para montar materiales de película delgada. O pueden adherirse a un sustrato flexible (como el plástico) con un reverso adhesivo y pegarse en muchos tipos de superficies. Por ejemplo, puede instalar fácilmente paneles adhesivos en un vehículo recreativo (RV) con techo curvo, mientras que montar paneles solares rígidos sería más difícil.

Gracias a su menor peso y grosor reducido, puede utilizar paneles de película delgada en aplicaciones que no son adecuadas para las células solares de silicio, como los sistemas solares portátiles. Pero los paneles de película delgada son menos eficientes y deben cubrir un área más grande para lograr la misma producción de energía que los paneles tradicionales. Sin embargo, los paneles de película delgada pueden alcanzar coeficientes de temperatura más bajos que los paneles de silicio cristalino, lo que significa que su rendimiento se ve menos afectado por el clima cálido.

Los paneles solares convencionales están hechos de silicio en forma cristalina, conocido como c-Si. A diferencia de los paneles de película delgada, los paneles tradicionales tienen células fotovoltaicas cortadas de obleas de silicio de cristales simples (monocristalinos) o cristales múltiples (policristalinos). Los paneles de película delgada están hechos de capas completas de material fotovoltaico, no de pequeñas celdas de silicio.

Puede clasificar los paneles solares de película delgada según el material. Los cuatro tipos principales incluyen:

Los paneles de silicio amorfo (a-Si) utilizan el mismo material que las células fotovoltaicas tradicionales. Pero con paneles de película delgada, el silicio tiene una estructura no cristalina o "amorfa". Estos paneles utilizan menos silicio que los módulos solares tradicionales y, como resultado, son más asequibles. Los paneles de silicio amorfo fueron la primera tecnología fotovoltaica de película delgada que se desarrolló. Puede encontrar la tecnología utilizada en calculadoras antiguas y otros dispositivos pequeños.

Los paneles de silicio amorfo tienen una eficiencia de conversión de energía típica del 6 % al 8 %, mientras que los mejores paneles de silicio cristalino se acercan al 23 % de eficiencia.

Pros y contras

+ Ligero y asequible+ Utiliza materiales no tóxicos+ Puede tener un diseño rígido o flexible– Baja eficiencia energética– Rápida pérdida de eficiencia después de la instalación– Vida útil más corta que los paneles de silicio cristalino

Los paneles de telururo de cadmio (CdTe) son más eficientes que los paneles de silicio amorfo, con un rango de 9% a 15%. Son los paneles más populares en la industria solar de película delgada y representan alrededor de la mitad de la cuota de mercado mundial. First Solar es uno de los principales fabricantes de paneles CdTe y ha invertido más de 1500 millones de dólares para desarrollar esta tecnología solar.

El principal inconveniente de los paneles CdTe es el uso de cadmio, un metal altamente tóxico. El cadmio no representa un riesgo cuando los paneles están generando electricidad. Sin embargo, puede ser un riesgo para los trabajadores de la fábrica expuestos durante la fabricación y la eliminación es un problema.

Pros y contras

+ Mayor eficiencia que los paneles de silicio amorfo+ Bajos costos de fabricación e instalación+ Periodo de amortización más corto que otros paneles de película delgada– Utiliza cadmio, que es un metal tóxico– Menos eficiente que los paneles de silicio cristalino– Los paneles flexibles de CdTe pueden ser difíciles de encontrar

Los paneles de diseleniuro de cobre, indio y galio (CIGS) utilizan diferentes materiales semiconductores que se organizan en capas. Los paneles CIGS tienen una eficiencia típica del 12 % al 14 %, comparable al rendimiento de los paneles CdTe. La tecnología CIGS también es compatible con múltiples materiales como acero, aluminio, vidrio y plásticos.

El principal inconveniente de los paneles de película delgada CIGS es su alto costo de producción, lo que resulta en un período de recuperación más largo. Algunos paneles CIGS también usan cadmio, creando los mismos problemas ambientales que los paneles CdTe. Sin embargo, los fabricantes están reemplazando el cadmio con óxidos de zinc, que son materiales mucho más seguros.

Pros y contras

+ Mayor eficiencia que los paneles de silicio amorfo+ Compatible con múltiples materiales y superficies+ Paneles rígidos y flexibles disponibles– Más costosos que otros paneles de película delgada– Muchos módulos CIGS contienen cadmio– Período de amortización más prolongado que otros paneles de película delgada

Los paneles fotovoltaicos orgánicos (OPV) utilizan polímeros y otros materiales orgánicos con propiedades fotovoltaicas para producir energía. Los paneles OPV tienen una eficiencia de alrededor del 11 %, que es superior a la eficiencia de los paneles a-Si. Sin embargo, los paneles OPV presentan calificaciones de eficiencia más bajas que los paneles CdTe y CIGS.

Dado que los materiales orgánicos son abundantes y económicos, los paneles OPV son muy asequibles. Pero los materiales fotovoltaicos orgánicos son menos duraderos que los compuestos inorgánicos utilizados en otras tecnologías de película delgada.

Pros y contras

+ Proceso de fabricación de bajo costo+ Disponible en muchos colores debido a la variabilidad de los absorbentes+ Los materiales fotovoltaicos orgánicos son abundantes y seguros– Menor eficiencia que la mayoría de las tecnologías fotovoltaicas– Vida útil más corta que las células solares inorgánicas

Al comparar paneles solares tradicionales y de película delgada, la mejor opción depende de su aplicación prevista. Los paneles de silicio cristalino pueden convertir la luz solar en electricidad de dos a tres veces más eficientemente que sus contrapartes de película delgada, lo que hace que los paneles de silicio sean ideales para hogares y empresas. Sin embargo, los paneles tradicionales tienen marcos rígidos y voluminosos y pueden pesar entre 40 y 50 libras.

Los módulos de película delgada son una mejor opción para vehículos y superficies verticales gracias a su diseño liviano. También puede encontrar paneles flexibles de película delgada con respaldo adhesivo, que puede usar en superficies curvas donde los paneles tradicionales no son una opción viable.

Los paneles solares de película delgada suelen costar entre $1 y $1,50 por vatio. Comparativamente, un sistema de energía solar con paneles tradicionales cuesta alrededor de $2,85 por vatio.

Los paneles solares de película delgada no se usan comúnmente en instalaciones en techos debido a su menor eficiencia. Aquí hay un desglose de por qué:

Los paneles de película delgada son más adecuados para aplicaciones portátiles y de pequeña escala o superficies verticales y curvas (como un RV). Puede comprar paneles flexibles de película delgada individualmente por menos de $100. Algunos kits de energía solar fotovoltaica también incluyen una batería con salidas de corriente alterna (CA) y corriente continua (CC) para convertir la energía solar en electricidad utilizable. Las centrales eléctricas portátiles pueden oscilar entre menos de $1000 y $5000, según la potencia y la capacidad de la batería.

Recomendamos utilizar módulos fotovoltaicos tradicionales para generar grandes cantidades de electricidad para su hogar o negocio. Independientemente del tipo de panel que instale, puede reclamar el crédito fiscal federal por energía solar para reducir el costo total del sistema.

La complejidad de instalar paneles de película delgada depende de la configuración de su sistema. Algunos paneles de película delgada tienen un marco rígido y se pueden usar en sistemas de techo o de montaje en suelo. Sin embargo, las mejores empresas de energía solar pueden recomendar paneles solares tradicionales en este caso, ya que generarán de dos a tres veces más electricidad por pie cuadrado.

Los paneles adhesivos de película delgada y los kits solares portátiles son mucho más fáciles de instalar por su cuenta. Estos paneles cuentan con voltajes y vatajes más bajos, y la mayoría de los sistemas están diseñados para instalaciones de bricolaje. Sin embargo, debe considerar una instalación profesional si planea usar paneles solares adhesivos en superficies elevadas.

Todos los tipos de paneles solares tienen necesidades de mantenimiento. La limpieza regular de los paneles solares de película delgada puede evitar que se acumule polvo, lo que puede bloquear la cantidad de luz solar que llega a su superficie. Use un cepillo suave o un paño y evite cualquier herramienta de limpieza que pueda causar rayones. Además, evite los agentes de limpieza químicos que pueden dañar el material fotovoltaico u otros componentes.

Las recomendaciones de instalación para los paneles solares tradicionales también se aplican a las células fotovoltaicas de película delgada. Generará más electricidad si instala paneles de película delgada en áreas sin sombra y tenga cuidado con los árboles u otros elementos que puedan bloquear sus paneles.

Los paneles de película delgada son ideales para sistemas de energía solar portátiles y livianos. Por ejemplo, los paneles de película delgada son una excelente opción para generar electricidad en un vehículo (como una caravana) sin agregar demasiado peso.

Algunos paneles de película delgada son adhesivos y se pueden instalar fácilmente en superficies verticales y curvas. Los paneles de película delgada también pueden integrarse con elementos de construcción como ventanas y tejas de techo, gracias a su compatibilidad con diferentes materiales. Este concepto se conoce como energía fotovoltaica integrada en edificios (BIPV).

Los paneles de película delgada generalmente no se recomiendan para un sistema solar de techo o de montaje en suelo con varios kilovatios de capacidad. Los paneles de película delgada deben cubrir un área más grande para generar la misma producción de electricidad que los paneles tradicionales y son menos duraderos. Por estas razones, los paneles de silicona convencionales son los mejores para instalaciones en el hogar.

Los paneles de película delgada son ideales para vehículos y otras aplicaciones portátiles gracias a su bajo peso y espesor reducido. Algunos paneles de película delgada son flexibles y tienen un reverso adhesivo que se puede unir a superficies verticales y curvas, como el techo de un RV. Las células solares de película delgada son más livianas, delgadas y menos costosas que los paneles de silicio tradicionales.

Sin embargo, los paneles de película delgada tienen una eficiencia mucho menor. Por esta razón, los paneles de película delgada generalmente no son la mejor opción para alimentar su hogar.

Los paneles solares de película delgada suelen costar entre 1 y 1,50 dólares por vatio, que es más barato que las alternativas de silicio. La mayoría de las tecnologías solares de película delgada tienen costos bajos, pero algunos materiales, como los paneles CIGS, serán más costosos. Los costos de instalación también varían según la aplicación. Por ejemplo, los paneles adhesivos de capa fina son mucho más fáciles de instalar que los paneles rígidos con sistema de estanterías.

Hay muchos materiales fotovoltaicos de película delgada, pero los más comunes incluyen:

El Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) también está estudiando el arseniuro de galio (GaAs), un material prometedor con alta eficiencia. Sin embargo, el alto costo de esta tecnología de celdas solares ha sido un obstáculo para su uso comercial.

Tanto las células solares de película delgada como las tradicionales utilizan el efecto fotovoltaico. Cuando se exponen a la luz solar u otras fuentes de luz, los electrones en su material fotovoltaico ganan energía y comienzan a moverse. Esto crea una salida de voltaje y corriente que puede aprovechar para producir electricidad. Los sistemas solares tradicionales combinan la salida de varios paneles conectándolos entre sí, lo que genera suficiente energía para hacer funcionar su hogar.

david leonardo es ingeniero electromecánico, MBA, consultor energético y redactor técnico. Su experiencia en eficiencia energética y consultoría solar cubre sectores que incluyen la banca, la fabricación textil, el procesamiento de plásticos, la industria farmacéutica, la educación, el procesamiento de alimentos, el sector inmobiliario y el comercio minorista. También ha estado escribiendo artículos sobre temas de energía e ingeniería desde 2015.

tori addison es un editor que ha trabajado en la industria del marketing digital durante más de cinco años. Su experiencia incluye trabajo de comunicaciones y marketing en los sectores académico, gubernamental y sin fines de lucro. Periodista de oficio, comenzó su carrera cubriendo política y noticias en el Hudson Valley de Nueva York. Su trabajo incluyó cobertura de presupuestos locales y estatales, regulaciones financieras federales y legislación de atención médica.