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Instalación Solar Fotovoltaica ⚡ Fundamento, partes, rendimiento, ventajas/desventajas y tipos de instalación 【 conectadas o aisladas 】 de la red eléctrica

Instalación Solar Fotovoltaica

Vamos a ver a qué nos referimos cuando hablamos de una ⚡ instalación solar fotovoltaica, cuáles son ✅ los fundamentos o principios físicos en los que se basa, ✅ los componentes, tanto de los ⇨ paneles fotovoltaicos como de una ⇨ instalación genérica básica, ✅ las características de rendimiento y ✅ las ventajas y ✅ tipos de instalaciones que se encuentran actualmente en el mercado.

En principio, seguro has visto calculadoras con células solares, dispositivos que gracias a la energía fotovoltaica no necesitan una fuente de energía externa, ni siquiera una pila. Incluso en algunos casos, ni siquiera necesitan de un botón de apagado, mientras haya suficiente luz, pueden funcionar ininterrumpidamente. También habrás visto paneles solares más grandes, quizá en señales de tráfico de emergencia, cabinas para llamada telefónicas, boyas e incluso en aparcamientos para alimentar las luces.

De hecho, la energía eléctrica generada por el sol -que antes se utilizaba casi exclusivamente en el espacio, alimentando desde 1958 los sistemas eléctricos de los satélites- se utiliza cada vez más en formas menos exóticas. La tecnología sigue apareciendo en nuevos dispositivos, desde gafas de sol hasta en las nuevas estaciones de carga de los vehículos eléctricos.

Índice

    Fundamentos técnicos de una instalación solar fotovoltaica

    El fundamento de una instalación solar fotovoltaica que utiliza esta fuente de energía renovable es el llamado efecto fotovoltaico. Efecto descubierto por Alexandre Edmond Becquerel en 1839.

    Las células solares que se ven en las calculadoras y los satélites también se llaman células fotovoltaicas (FV), que, como su nombre indica (foto significa «luz» y voltaico «electricidad»), convierten la luz solar directamente en electricidad.

    Ciertos materiales absorben la luz, y la energía de los fotones excita a los electrones del material, provocando que parte de ellos salgan de sus posiciones lo que genera cargas negativas, debidas a los electrones desplazados, y cargas positivas, debidas a los huecos dejados por los electrones.

    Si los electrones y los huecos generados por la fotoexcitación son separados por un campo eléctrico interno del material, unos y otros se acumulan en los lados opuestos del campo, creándose una diferencia de potencial.

    La unión, mediante un circuito, de los lados opuestos permite obtener una corriente eléctrica.

    Desde que se dieron a conocer las primeras células fotovoltaicas, hace más de 50 años, hasta el día de hoy, la tecnología ha avanzado en forma muy significativa. De tal forma, este tipo de aprovechamiento energético ha pasado a ser una realidad altamente interesante para la generación de energía eléctrica.

    ¿Cómo el silicio funciona como una célula solar?

    El silicio tiene algunas propiedades químicas especiales, sobre todo en su forma cristalina. Un átomo de silicio tiene 14 electrones, dispuestos en tres capas diferentes. Las dos primeras, que contienen dos y ocho electrones respectivamente, están completamente llenas. Sin embargo, la capa exterior sólo está llena hasta la mitad, con sólo cuatro electrones.

    Átomo de silicio (Si)

    Un átomo de silicio siempre buscará la forma de llenar su última capa y, para ello, compartirá electrones con cuatro átomos cercanos. En este caso, cada átomo se conecta con cuatro átomos vecinos. Eso es lo que forma la estructura cristalina, y esa estructura resulta ser importante para fabricar una célula fotovoltaica.

    El único problema es que el silicio cristalino puro es un mal conductor de la electricidad porque ninguno de sus electrones es libre de moverse, a diferencia de los electrones de conductores más óptimos como el cobre.

    La solución a este problema son las impurezas. El silicio de una célula solar tiene otros átomos mezclados a propósito y que cambian un poco el funcionamiento. Normalmente pensamos en las impurezas como algo indeseable, pero en este caso, nuestra célula no funcionaría sin ellas.

    Pensemos en el silicio mezclado con átomo de fósforo, quizá uno por cada millón de átomos de silicio. El fósforo tiene cinco electrones en su capa exterior, no cuatro. Sigue enlazándose con sus átomos vecinos de silicio, pero en cierto sentido, el fósforo tiene un electrón que no tiene a nadie con quien conectarse. No forma parte de un enlace, pero hay un protón positivo en el núcleo del fósforo que lo mantiene en su sitio.

    Cuando se añade energía al silicio puro, en forma de calor por ejemplo, puede hacer que algunos electrones se liberen de sus enlaces y abandonen sus átomos. En cada caso se deja un agujero. Estos electrones, llamados portadores libres, vagan entonces aleatoriamente por la red cristalina en busca de otro agujero en el que caer y transportar una corriente eléctrica. Sin embargo, hay tan pocos en el silicio puro, que no son muy útiles.

    Pero en el caso del silicio con átomos de fósforo mezclados (silicio con impurezas), se necesita mucha menos energía para desprender uno de los electrones de fósforo «extra», porque no están ligados a ningún átomo vecino. Como resultado, la mayoría de estos electrones se liberan y tenemos muchos más portadores libres de los que tendríamos en el silicio puro.

    El proceso de añadir impurezas a propósito se denomina dopaje, y cuando se dopa con fósforo, el silicio resultante se denomina tipo N («n» de negativo) debido a la prevalencia de electrones libres.

    La otra parte de una célula solar típica está dopada con el elemento boro, que sólo tiene tres electrones en su capa exterior en lugar de cuatro, para convertirse en silicio de tipo P. En lugar de tener electrones libres, el tipo P («p» de positivo) tiene huecos libres y lleva la carga opuesta (positiva).

    Funcionamiento de una célula solar fotovoltaica

    Funcionamiento de una célula solar fotovoltaica

    Veamos el principio de funcionamiento de una célula o celda solar de silicio en una instalación solar fotovoltaica.

    El Silicio es todavía el material más popular para la fabricación de la mayoría de las células solares para aplicaciones comerciales porque es abundante en la naturaleza. Para ser útil en las células solares, debe ser refinado al 99.9999% de pureza. El silicio es un semiconductor (se utiliza para fabricar los componentes electrónicos básicos, como el diodo y el transistor). La peculiaridad de los semiconductores es que la energía (por ejemplo, la radiación electromagnética) puede generar portadores de carga libres en ellos.

    1. La capa superior de silicio está intercalada con dadores de electrones (por ejemplo, átomos de fósforo), dopados negativamente. Hay demasiados electrones aquí (capa n).
    2. La capa inferior de silicio está intercalada con receptores de electrones (por ejemplo, átomos de boro), dopados positivamente. Aquí hay muy pocos electrones, es decir, demasiados huecos (capa p).
    3. En la interfase entre las dos capas, el exceso de electrones de los dadores de electrones se une débilmente a las vacantes en los receptores de electrones (ocupan las vacantes en la banda de valencia) y forman una zona neutra (unión p-n).
    4. Dado que ahora faltan electrones en la parte superior y faltan huecos en la parte inferior, se forma un campo eléctrico constantemente existente entre las superficies de contacto superior e inferior.
    5. Los fotones (cuantos de luz, «rayos solares») alcanzan la capa de transición.
    6. Los fotones con suficiente energía en la zona neutra transfieren su energía a los electrones débilmente unidos en la banda de valencia de los receptores de electrones. Esto libera estos electrones de sus enlaces y los eleva a la banda de conducción como portadores de carga libres. Muchos de estos portadores de carga libres (pares de huecos de electrones) desaparecen de nuevo después de un corto tiempo a través de la recombinación. Algunos portadores de carga se desplazan, movidos por el campo eléctrico, hacia los contactos en las zonas dopadas de manera similar (ver arriba); es decir, los electrones se separan de los huecos, los electrones suben, los huecos bajan. Un voltaje y una corriente utilizable surgen siempre que más fotones generen constantemente portadores de carga libres.
    7. La corriente de «electrones» fluye a través del «circuito exterior» hacia la superficie de contacto inferior de la celda, donde se recombina con los agujeros que quedan.

    ¿Qué diferencia hay entre una célula y un módulo fotovoltaico?

    Una célula fotovoltaica es un diodo de gran superficie constituido por un cristal de silicio con impurezas de boro en una gran parte de su espesor y con impurezas de fósforo en su superficie.

    El efecto del diodo genera un campo eléctrico permanente dentro de la célula en la superficie de contacto entre la parte de silicio dopada con boro y la dopada con fósforo.

    Este campo eléctrico hace emigrar las cargas positivas y negativas hacia un lado u otro, de tal forma que uno de los lados de la célula se carga positivamente y otro negativamente.

    Célula y módulo solar fotovoltaico - Partes
    Partes componentes de un panel solar fotovoltaico

    Uniendo estas caras a través de un circuito externo se produce una corriente eléctrica. Un módulo fotovoltaico será el resultado de ensamblar varias células en serie. Un módulo es un grupo de células conectadas eléctricamente y empaquetadas en un marco (más comúnmente conocido como panel solar), que luego puede agruparse en conjuntos solares más grandes.

    Aunque los módulos fotovoltaicos son los que comúnmente se denominan paneles solares o placas solares, estos artefactos incluyen a otros dispositivos y accesorios, no solamente células fotovoltaicas.

    Eficiencia de una célula fotovoltaica

    Para normalizar la medida de la eficiencia de una célula fotovoltaica, se toma como referencia una radiación solar de 1000 W/m2 a 25ºC de temperatura.

    La eficiencia de una célula de una instalación solar fotovoltaica es la parte proporcional de la radiación que la célula convierte en electricidad. Viene dado en % y suele oscilar, según las características del material, entre el 3% y 30%.

    La luz visible es sólo una parte del espectro electromagnético. La radiación electromagnética no es monocromática, sino que se compone de una serie de longitudes de onda diferentes y, por tanto, de niveles de energía.

    Como la luz que incide en una célula solar tiene fotones de una amplia gama de energías, resulta que algunos de ellos no tendrán suficiente energía para alterar un par electrón-hueco. Simplemente atravesarán la célula como si fuera transparente.

    En el otro extremo, algunos fotones tienen demasiada energía. Sólo se necesita una cierta cantidad de energía, medida en electronvoltios (eV) y definida por el material de nuestra célula. En el caso del silicio cristalino, de 1,1 eV para desprender un electrón. Es lo que llamamos la energía de la banda prohibida de un material.

    Si un fotón tiene más energía que la requerida, la energía extra se pierde. Es decir, a menos que un fotón tenga el doble de la energía necesaria y pueda crear más de un par electrón-hueco, pero este efecto no es significativo. Estos dos efectos, por sí solos, pueden explicar la pérdida de cerca del 70% de la energía de la radiación que incide en un panel solar.

    Entonces, ¿por qué no podemos elegir un material con una brecha de banda más baja, para poder aprovechar más los fotones? Desgraciadamente, esta brecha también determina la fuerza (el voltaje) de nuestro campo eléctrico, y si es demasiado bajo, entonces lo que compensamos en corriente extra (absorbiendo más fotones), lo perdemos por tener un voltaje menor. Recuerde que la potencia es el voltaje por la corriente. La brecha de banda óptima, equilibrando estos dos efectos, es de alrededor de 1,4 eV para una célula hecha de un solo material.

    Otros motivos de pérdida de la eficiencia

    Nuestros electrones tienen que fluir de un lado de la célula al otro a través de un circuito externo. Podemos cubrir la parte inferior con un metal, lo que permite una buena conducción, pero si cubrimos completamente la parte superior, entonces los fotones no pueden atravesar el conductor opaco y perdemos toda la corriente (en algunas células, se utilizan conductores transparentes en la superficie superior, pero no en todas).

    Si colocamos los contactos sólo en los laterales de la célula, los electrones tienen que recorrer una distancia muy larga para llegar a los contactos. Recuerde que el silicio es un semiconductor: no es tan bueno como un metal para transportar la corriente. Su resistencia interna (llamada resistencia en serie) es bastante alta, y una resistencia alta significa más pérdidas.

    Luego, para minimizar estas pérdidas, las células suelen estar cubiertas por una rejilla de contacto metálica que acorta la distancia que tienen que recorrer los electrones y cubre sólo una pequeña parte de la superficie de la célula. Aun así, algunos fotones son bloqueados por la rejilla, que no puede ser demasiado pequeña o su propia resistencia será demasiado alta.

    Potencia de un módulo o panel fotovoltaico

    La superficie de células empleadas en la elaboración de un módulo y la eficiencia de las mismas en una instalación solar fotovoltaica determinarán la potencia de dicho módulo.

    Por ejemplo, un panel fotovoltaico de 20W produce 20 Watts en una hora bajo una radiación de 1000W/m2 a 25ºC de temperatura.

    Rendimiento y orientación de los módulos fotovoltaicos

    Para una instalación solar fotovoltaica y un mismo módulo, la energía producida dependerá en función de:

    • La latitud geográfica, que condicionará el número de horas de insolación y la altura del sol sobre el horizonte a lo largo del año.
    • La altitud topográfica.
    • Las condiciones de transparencia de la atmósfera.
    • La orientación del módulo, orientación sur para el hemisferio norte y, orientación norte para el hemisferio sur.

    Por ello, los cálculos del rendimiento energético de una instalación solar fotovoltaica deberían basarse en aplicar a los valores teóricos de insolación las correcciones derivadas de la nubosidad, opacidad atmosférica, contaminación, etc.

    Fuente: © 2017 The World Bank, Solar resource data: Solargis.
    Más información y mapas de recurso solar: Solargis.

    Como este cálculo generalmente no es posible, puesto que para el lugar de la instalación no se dispone de estadísticas de estos parámetros, los cálculos se hacen consultando publicaciones de reconocido prestigio, que a su vez los han obtenido extrapolando las condiciones medidas en ciertos puntos de referencia.

    Ángulo de incidencia del sol en el colector solar plano

    Orientación del panel solar plano

    A partir de la ecuación del tiempo, el día del año y la latitud de la ubicación del colector solar, es posible calcular la elevación y el acimut del sol, utilizando la trigonometría esférica. Una vez conocidos los datos de elevación y acimut, es posible calcular el ángulo de incidencia del sol sobre el colector plano.


    Sean :

    a y aC el acimut del sol y el colector, y h y hC la elevación del sol y el colector.

    Se tiene:

    cos(i) = sen(h) . sen(hC) + cos(aaC) . cos(h) . cos(hC)

    Donde i es el ángulo de incidencia.

    Alineación o desalineación del colector solar con el sol

    Ángulo de alineación del panel solar

    La superficie efectiva de captación de un colector solar plano varía con el coseno del ángulo de desalineación (es decir, el ángulo de incidencia) del panel con el sol. Se pueden tolerar niveles bastante altos de desalineación sin una pérdida de potencia significativa: menos del 1% a 8 grados y menos del 10% a 25 grados. La potencia recogida disminuye rápidamente más allá de los ángulos de desalineación de unos 30 grados, con un 30% de pérdida de potencia a 45 grados, un 50% a 60 grados y un 75% de pérdida de potencia directa a 75 grados.

    Ventajas de la energía solar fotovoltaica

    En general, la asociación fácil entre producción solar fotovoltaica y energía limpia e ilimitada puede tener un efecto positivo en el cambio progresivo hacia actitudes y hábitos de consumo que permitan reducir el gasto innecesario de energía y que valoren más los esfuerzos colectivos por disminuir la presión sobre el entorno natural.

    Ventajas generales de una instalación solar fotovoltaica

    Algunas de las ventajas de una instalación solar fotovoltaica, pero seguramente no las únicas, son las siguientes:

    • Energía limpia y renovable, que además no cuesta dinero.
    • Reducido y sencillo mantenimiento de las instalaciones.
    • Simplicidad, vida útil muy amplia, actualmente siguen en funcionamiento instalaciones realizadas hace más de 20 años. Con los nuevos materiales se estima una duración de 30 – 40 años.
    • Solución inmejorable en zonas aisladas que, de otra forma, no tendrían acceso a la electricidad.
    • Una instalación solar fotovoltaica no requieren de grandes inversiones centralizadas. Además, en muchos casos la inversión puede ser hecha en forma gradual, agregando escalonadamente capacidad de generación al sistema.
    • No contaminan ni química, ni electromagnética, ni acústica, ni visualmente tanto las instalaciones solares fotovoltaicas aisladas como de conexión a red. Esto es una diferencia con respecto a otras energías alternativas como la energía eólica.

    Ventajas de instalaciones con conexión a red eléctrica

    Existen algunas ventajas adicionales en el caso de una instalación solar fotovoltaica conectada a la red y son:

    • Existen subvenciones y primas por producir electricidad según la comunidad autónoma.
    • Los máximos de producción coinciden con las horas punta en la demanda.
    • La naturaleza modular de una instalación solar fotovoltaica permite incorporar una potencia considerable de forma dispersa y con la colaboración de muchos pequeños inversores.
    • Al estar dispersa en pequeñas instalaciones, inyecta en muchos puntos de la red, suplementando el abastecimiento de otras fuentes sin tener que sobredimensionar el sistema de distribución ante futuros aumentos de demanda.
    • Es el único tipo de generación de energía que puede ser instalado masivamente en los medios urbanos.

    Desventajas de la instalaciones solares fotovoltaicas

    Aunque son pocas, también podríamos decir que existen desventajas o algunas barreras de ingreso para la adopción de la energía solar fotovoltaica en sus diversas formas.

    • Los costos de adquisición e instalación son altos por lo que requiere de una gran inversión inicial, a pesar de que existen países que subsidian de alguna manera estos costos.
    • Los lugares donde hay mayor radiación solar, por lo general, son lugares desérticos y alejados de las ciudades.
    • Para recolectar energía solar a gran escala se requieren grandes extensiones de terreno.
    • En cuanto a la tecnología actual, hay falta de elementos almacenadores de energía económicos y fiables, lo que seguramente va a ser mejorado en poco tiempo.
    • Todavía tienen una baja eficiencia de producción de energía. De toda la energía solar que llega a los paneles fotovoltaicos, en promedio sólo la quinta parte se transforma en electricidad, aunque se espera que esta eficiencia mejore bastante con el desarrollo de nueva tecnología.
    • La eficiencia también se ve afectada por la contaminación del aire. La contaminación atmosférica, el esmog y el polvo interfieren en la transmisión de la luz. Es así que en ciudades con alta o creciente contaminación atmosférica, la eficiencia de los paneles solares se verá cada vez más comprometida.
    • Como con toda tecnología que busca ser más amigable con el medioambiente, es importante tener en cuenta tanto la disposición y reciclaje de los materiales tóxicos. Un problema ambiental asociado con los sistemas fotovoltaicos es el uso de químicos tóxicos como el sulfuro de cadmio y el arseniuro de galio en su fabricación. Estos químicos son altamente tóxicos y persisten en el ambiente por mucho tiempo, por lo que disponer y reciclar los materiales de las celdas es un problema a tener muy en cuenta.
    • La producción de energía en una instalación solar fotovoltaica siempre es dependiente del clima. En días nublados y con lluvia la eficiencia de captación de energía solar disminuye considerablemente, llegando incluso a una décima parte de la generación, en comparación con un día de sol radiante de verano en el mismo lugar.

    Componentes generales de una Instalación solar fotovoltaica

    En general, todas las instalaciones solares del tipo fotovoltaico tienen, como mínimo, los siguientes componentes: ✅ módulo fotovoltaico, ✅ estructura de soporte, ✅ inversor, ✅ tablero de control y protección, ✅ toma de tierra y ✅ cableado.

    Sistema solar fotovoltaico - Componentes

    Módulo solar fotovoltaico

    El módulo fotovoltaico o panel solar fotovoltaico comprende, como ya hemos dicho, células conectadas en serie. Estas células solares son las encargadas de captar los fotones originados por la luz del sol, para conseguir crear una corriente eléctrica continua. Los módulos fotovoltaicos se conectan en serie formando varias cadenas, que a su vez forman un campo fotovoltaico, en una instalación solar fotovoltaica de mayor escala.

    Módulo solar fotovoltaico
    Módulo solar fotovoltaico

    Estructura de soporte de paneles solares

    Una estructura de soporte de los paneles solares fotovoltaicos se encarga de asegurar un buen anclaje del generador solar. Facilitan la instalación y mantenimiento de los paneles a la vez que proporcionan, no solo la orientación necesaria, sino también el ángulo de inclinación ideal para un mejor aprovechamiento de la radiación (Ver: Rendimiento y orientación de los módulos fotovoltaicos).

    En general, se emplean perfiles de acero galvanizado o de aluminio para la sujeción, organización y conexionado de los módulos solares, asegurando un buen contacto eléctrico entre el marco de los módulos y los perfiles de soporte, por seguridad frente a posibles pérdidas de aislamiento en el generador o efectos inducidos por descargas atmosféricas.

    Estructura de soporte de paneles solares
    Estructura de soporte de paneles solares

    Inversor fotovoltaico

    El inversor CC/CA tiene la misión de transformar la corriente continua del grupo fotovoltaico en corriente alterna perfectamente sincronizada con la red existente, ya sea trifásica, monofásica o bien de alta, media o baja tensión.

    La ubicación de los inversores será en un armario estanco y cerrado, lo que hace que el riesgo eléctrico sea mínimo.

    Control Principal: Incluye todos los elementos de control general de la instalación solar fotovoltaica, así como la propia generación de onda, que se suele basar en un sistema de modulación por anchura de pulsos (PWM). En el control se incluye también una gran parte del sistema de protecciones, así como funciones adicionales relacionadas con la construcción de la forma de onda.

    Etapa de Potencia: Esta etapa, según los módulos disponibles, puede ser única o modular, en cuyo caso se utilizan varias hasta obtener la potencia deseada. Toda etapa de potencia incorporará su correspondiente filtro de salida, cuya misión es el filtrado de la onda por un dispositivo LC, así como evitar el rizado en la tensión recibida de los módulos fotovoltaicos.

    Control de Red: Este módulo hará de interface entre la red y el control principal para el correcto funcionamiento del conjunto. En este circuito recae la tarea de sincronizar perfectamente la forma de onda generada hasta este momento por el inversor (control principal + etapa de potencia) a la de la red eléctrica, ajustando la tensión, el sincronismo, el control de fase, etc.

    Seguidor del punto de máxima potencia: Su misión consiste en acoplar la entrada del inversor a generadores de potencia instantánea variables (módulos fotovoltaicos) obteniendo de esta forma la mayor cantidad de energía disponible en cada momento del campo solar, es decir, se encarga de mantener constantemente el punto de trabajo de los módulos fotovoltaicos en los valores de mayor potencia posible, dependiendo de la radiación existente en cada momento.

    Inversores solares fotovoltaicos
    Inversores fotovoltaicos

    Inversores de conexión a red

    Los inversores de conexión a red disponen de unas protecciones adecuadas al trabajo que deben realizar, contando en consecuencia con un nivel elevado de seguridad.

    Aparte de la normativa genérica de protección contra daños a las personas y compatibilidad electromagnética, estos equipos incorporan las siguientes protecciones mínimas:

    • Tensión de Red fuera de Márgenes: El inversor procederá a pararse cuando la tensión de la red salga del rango admitido (nunca más alta del ±10% de la tensión nominal) y se mantendrá a la espera hasta que esta circunstancia desaparezca.
    • Frecuencia de Red Fuera de Márgenes: Evita variaciones de frecuencia entre el sistema eléctrico de interconexión y la línea de distribución de la red. Esta protección se hace necesaria para el caso de redes pequeñas, como es el caso, por ejemplo, de las islas o de pequeñas compañías distribuidoras zonales que no estén conectadas a la red general. Asimismo es una protección contra el “efecto isla”.
    • Temperatura de Trabajo Elevada: Protección contra alta temperatura de trabajo que detiene el funcionamiento del equipo para prevenir situaciones de posterior avería en la electrónica que lo compone.
    • Tensión Baja del Generador Fotovoltaico: El campo solar es desconectado (parada del inversor) cuando la tensión del generador fotovoltaico es insuficiente o bien durante los periodos nocturnos.
    • Intensidad del Generador Fotovoltaico Insuficiente: El inversor emitirá orden de parada cuando detecte un valor de intensidad de generación muy bajo (suele producirse todas las mañanas puesto que a pesar que los módulos tienen ya la tensión suficiente aún carecen de la corriente mínima que precisa el inversor para funcionar, o bien en situaciones de muy baja radiación como son lo atardeceres o momentos del día excesivamente nublados).

    Armario general de protección y medida

    Como cualquier instalación eléctrica, una instalación solar fotovoltaica dispone de las necesarias protecciones para garantizar la seguridad.

    El Armario general de protección y medida deberá contener en serie y por este orden:

    • Un interruptor magnetotérmico (Interruptor General Manual) con una intensidad de cortocircuito superior a la indicada por la empresa distribuidora del punto de conexión.
    • Un interruptor diferencial con el objeto de proteger a las personas en el caso de derivación de cualquier elemento de la parte continua de la instalación.
    • Un contador de la energía producida por la instalación solar y otro que en contraposición medirá el consumo del sistema fotovoltaico. Independiente de estos dos contadores se encuentra el utilizado para la medida del consumo eléctrico del usuario que se dispusiera antes de la conexión a red de los módulos solares fotovoltaicos, y que podrá encontrarse alojado en este armario.
    • Fusible seccionador de control el cual une el circuito de consumo eléctrico convencional, en paralelo con el circuito de generación, con la red de distribución de la compañía y, a su vez, cierra todos los elementos de medida y control.

    Toma de tierra de la instalación solar fotovoltaica

    La toma de tierra se hará siempre sin alterar las condiciones de toma de tierra de la red de la empresa distribuidora, asegurando que no se produzcan transferencia de defectos a la red de distribución.

    Las masas de la instalación solar fotovoltaica han de estar conectadas a una tierra independiente de la del neutro de la empresa distribuidora, así como las masas del resto de suministro.

    Cableado de la instalación

    Compuestos por cobre y encapsulado para su uso en intemperie. El cableado se diseña para que la superficie entre conductores sea mínima y no exista efecto antena.

    Las corrientes que circulan por estos cables son sensiblemente menores por motivos técnicos propios del funcionamiento de la instalación, a las corrientes que recomiendan los fabricantes y el Reglamento de Baja Tensión por lo que la temperatura de estos no constituirá riesgo de incendio.

    Cableado de instalación fotovoltaica
    Cableado de la instalación fotovoltaica

    El cableado tiene que cumplir las siguientes normativas de seguridad en incendios:

    • No propagación de la llama: UNE EN 50265-2-1 ; IEC 60332-1 ; NFC 32070-C2.
    • No propagación del incendio: UNE 50266-2-4 ; UNE 20427 ; IEC 60332-3 ; IEEE 383 ; NFC 32070-C1.
    • Libre de halógenos: UNE EN 50267-2-1 ; IEC 60754-1 ; BS 6425-1.
    • Reducida emisión de gases tóxicos: NES 713 ; NFC 20454 ; It =< 1,5.
    • Baja emisión de humos opacos: UNE EN 50268 ; IEC 61034 – 1,2.
    • Nula emisión de gases corrosivos: UNE EN 50267-2-3 ; IEC 60754- 2 ; NFC 20454 ; BS 6425-2 ; pH >= 4,3 ; C =< 10 uS/mm.

    Esquema unifilar de instalación fotovoltaica conectada a la red

    En una instalación fotovoltaica conectada a la red, la producción eléctrica obtenida con las células fotovoltaicas se inyecta a la red publica eléctrica. Ejemplos de instalaciones que pueden integrarse a la red eléctrica incluyen: tejados de viviendas, plantas de producción, integración en edificios, recubrimiento de fachadas, muros cortina, parasoles en fachadas, pérgolas, etc.

    Esquema unifilar de instalación fotovoltaica conectada a la red
    Esquema unifilar de instalación fotovoltaica conectada a la red

    Un esquema eléctrico unifilar es una representación sencilla y más fácil de entender, donde cada circuito se representa por una única línea en la que se incluyen todos los conductores de un tramo. En este esquema para representar el número de conductores del circuito se utilizan trazos paralelos oblicuos a 45 grados sobre la línea que representa el tramo, un trazo por cada conductor. El conductor neutro también puede ir representado en los diagramas unifilares con una línea de trazo discontinuo paralela a los conductores que representan los conductores activos (fases).

    Una instalación solar fotovoltaica en red (On Grid) consta, además de los componentes de la instalación básica, específicamente de un cuadro de protecciones, un ondulador y contadores.

    Instalaciones solares fotovoltaicas aisladas de la red eléctrica

    En una instalación solar fotovoltaica aislada de la red eléctrica pública, la producción eléctrica obtenida se emplea para autoconsumo de la propia instalación. Por ejemplo, viviendas o equipamientos aislados y/o independientes, hasta centrales eléctricas rurales, telecomunicaciones, bombeo de agua, protección catódica, señalizaciones, equipos de sonido, sistemas de iluminación, ordenadores o teléfonos portátiles, cámaras, calculadoras, etc.

    Partes de una instalación fotovoltaica básica aislada de la red

    Esquema de instalación solar fotovoltaica aislada

    Esquema de instalación solar fotovoltaica aislada de la red eléctrica pública
    1. Generador fotovoltaico (módulo solar).
    2. Regulador de carga solar.
    3. Baterías de acumulación de energía.
    4. Sistema de iluminación.
    5. Equipos o artefactos de corriente continua (CC).

    Una instalación solar fotovoltaica aislada está formada por los equipos destinados a producir, regular, acumular y transformar la energía eléctrica. Ver el esquema de instalación solar fotovoltaica aislada de la imagen.

    Partes de una instalación fotovoltaica aislada con inversor de CA + generador eólico

    Sistema fotovoltaico aislado más generador eólico
    Sistema solar fotovoltaico aislado con inversor + generador eólico
    1. Módulos fotovoltaicos.
    2. Regulador de carga solar.
    3. Grupo de acumuladores.
    4. Aerogenerador.
    5. Regulador de carga eólica.
    6. Inversor 12V CC a 220V CA.

    ¿Qué hacer para alimentar de energía eléctrica una casa con energía solar?

    Aunque alimentar de energía eléctrica una vivienda con energía solar no es tan sencillo como colocar unos paneles fotovoltaicos en el tejado, tampoco resulta una tarea extremadamente difícil.

    En primer lugar, no todos los techos de una vivienda tienen la orientación o el ángulo de inclinación correctos para aprovechar al máximo la energía del sol. Los sistemas fotovoltaicos sin seguimiento (ver: ¿Qué es un sistema de seguimiento solar? ) en el hemisferio norte deberían apuntar idealmente hacia el sur verdadero, aunque las orientaciones que apuntan hacia direcciones un poco más orientales u occidentales también pueden funcionar, aunque sacrificando diversos grados de eficiencia.

    Los paneles solares también deberían estar inclinados en un ángulo lo más cercano posible a la latitud de la zona para absorber la máxima cantidad de energía durante todo el año. Se podría utilizar una orientación y/o inclinación diferente si se quiere maximizar la producción de energía para la mañana o la tarde, y/o el verano o el invierno.

    Por supuesto, los módulos nunca deben estar a la sombra de árboles o edificios cercanos, sin importar la hora del día o la época del año. En un panel solar fotovoltaico, si incluso una sola de sus células está a la sombra, la producción de energía puede reducirse considerablemente.

    Si tiene una casa con un tejado sin sombra y orientado al sur (en el hemisferio norte, caso contrario en el hemisferio sur), debe dimensionar el tamaño del sistema que necesita. Esto se complica por el hecho de que la producción de electricidad depende del clima, que nunca es completamente predecible, y que su demanda de electricidad también es variable.

    Por suerte, estos obstáculos son bastante fáciles de salvar. Los datos meteorológicos indican los niveles medios mensuales de luz solar en distintas zonas geográficas. Se tienen en cuenta las precipitaciones y los días nublados, así como la altitud, la humedad y otros factores más sutiles.

    La clave es siempre diseñar y dimensionar para el peor mes, de modo que se tenga suficiente electricidad todo el año. Con estos datos y la demanda media de su hogar (su factura de la luz le permite saber cuánta energía consume cada mes), existen métodos sencillos para determinar cuántos módulos fotovoltaicos necesitará. También tendrá que decidir el voltaje del sistema, que podrá controlar decidiendo cuántos módulos conectará en serie.

    Y, ¿qué hacer si no brilla el sol?

    La idea de vivir a merced de los caprichos del clima probablemente no entusiasme a la mayoría de las personas, pero hay tres opciones principales que pueden garantizar que siga teniendo energía eléctrica incluso si el sol no coopera.

    En primer lugar, si quiere vivir completamente aislado de la red, pero no confía en que sus paneles fotovoltaicos le suministren toda la electricidad que necesitas en caso de apuro, puede utilizar un generador de reserva cuando el suministro solar sea escaso.

    La segunda opción, para tener un sistema completamente autónomo, implica el almacenamiento de energía en forma de baterías. Por desgracia, las baterías pueden añadir mucho coste y mantenimiento a una instalación solar fotovoltaica, pero actualmente es una necesidad si quiere ser completamente independiente.

    La tercera alternativa consiste en, como vimos anteriormente, conectar su sistema solar fotovoltaico a la red eléctrica, comprando energía cuando se necesita y vendiéndola cuando se produce más de lo que se usa. De este modo, la compañía eléctrica actúa como un sistema de almacenamiento prácticamente infinito. Sin embargo, hay que tener en cuenta que la normativa gubernamental varía según el lugar y está sujeta a cambios. También es probable que necesites un equipo especial para asegurarte de que la energía que quieres vender a la compañía eléctrica es compatible con la suya.

    Baterías para la instalación solar fotovoltaica

    Si decides utilizar baterías para la instalación solar fotovoltaica, tenga en cuenta que habrá que mantenerlas y sustituirlas después de un cierto número de años. La mayoría de los paneles solares actuales suelen durar como mínimo unos 30 años, pero las baterías no tienen esa misma vida útil.

    Además, las baterías de los sistemas fotovoltaicos pueden ser muy peligrosas debido a la energía que almacenan y a los electrolitos ácidos que contienen, por lo que se necesita un recinto bien ventilado y no metálico para almacenarlas.

    Aunque las instalaciones solares del tipo fotovoltaico se suelen utilizar diferentes tipos de baterías, la única característica que deben tener todas en común es que son baterías de ciclo profundo. A diferencia de la batería de un coche, que es una batería de ciclo superficial, las baterías de ciclo profundo pueden entregar más de su energía almacenada manteniendo una larga vida útil.

    Las baterías de los coches descargan una gran corriente durante un tiempo muy corto -para arrancar el coche- y luego se recargan inmediatamente mientras se conduce. Las baterías fotovoltaicas generalmente tienen que descargar una corriente menor durante un período de tiempo más largo (por ejemplo, por la noche o durante un corte de energía), mientras se cargan durante el día.

    Las baterías de ciclo profundo más utilizadas para las instalaciones fotovoltaicas son las de plomo-ácido (tanto las selladas como las ventiladas) y las de níquel-cadmio, ambas con diversos pros y contras.

    Ver más: Baterías en energía solar fotovoltaica.

    Utilidad del controlador de carga solar

    El uso de baterías requiere la instalación de otro componente llamado controlador de carga. Las baterías duran mucho más si no se sobrecargan o se descargan demasiado. Eso es lo que hace un controlador de carga. Una vez que las baterías están completamente cargadas, el controlador de carga no deja que la corriente de los módulos fotovoltaicos siga fluyendo hacia ellas.

    Del mismo modo, una vez que las baterías se han vaciado hasta un determinado nivel predeterminado, controlado por la medición del voltaje de la batería, muchos controladores de carga no permitirán que se drene más corriente de las baterías hasta que se hayan recargado. El uso de un controlador de carga es esencial para una larga vida de las baterías.

    Electricidad generada por la instalación solar fotovoltaica

    El otro problema, además del almacenamiento de energía, es que la electricidad generada por sus paneles solares, y extraída de sus baterías si decide utilizarlas, no está en la forma en que es suministrada por su empresa de servicios públicos o utilizada por los aparatos eléctricos de su casa.

    La electricidad generada por un sistema solar es de corriente continua, por lo que necesitarás un inversor de corriente para convertirla en alterna. Y, como ya hemos dicho, además de convertir la corriente, algunos inversores también están diseñados para proteger contra el aislamiento si su sistema está conectado a la red eléctrica.

    La mayoría de los inversores de corriente le permitirán controlar automáticamente el funcionamiento de su sistema. Algunos módulos fotovoltaicos, denominados módulos de CA, tienen un inversor integrado en cada módulo, lo que elimina la necesidad de un inversor central y simplifica el cableado.

    Configuración final del sistema fotovoltaico para el hogar

    Por último, añada ✅ los accesorios de montaje, ✅ el cableado, ✅ las cajas de conexión, ✅ el equipo de puesta a tierra, ✅ la protección contra sobrecorrientes, ✅ los desconectadores de CC y CA y ✅ otros accesorios, y ya tiene una instalación solar fotovoltaica completa. Hay que seguir los códigos eléctricos de cada lugar, y es muy recomendable que un electricista autorizado con experiencia en sistemas fotovoltaicos realice la instalación.

    Una vez instalado, un sistema fotovoltaico requiere muy poco mantenimiento (sobre todo si no se utilizan baterías) y proporcionará electricidad de forma limpia y silenciosa durante 30 años o más.

    Preguntas frecuentes sobre Energía Solar Fotovoltaica

    ¿Qué es el EVA?

    El EVA (también conocido como goma EVA o foamy) es etileno-vinil-acetato o etilvinilacetato, un polímero termoplástico, que se usa en los módulos solares fotovoltaicos como encapsulante de las células generadoras. Éstas se conectan entre sí conformando el núcleo o módulo fotovoltaico del panel solar. Las células se depositan en un soporte cristalino y se encapsulan mediante EVA, para evitar la entrada de aire o humedad.

    ¿Qué es el Tedlar?

    El Tedlar es fluoruro de polivinilo (PVF), y Tedlar es una marca comercial. Una vez obtenido el conjunto de células encapsuladas en EVA, se recubren, por encima y debajo, con láminas de Tedlar-Poliester-Tedlar o Tedlar-Poliéster-EVA, dependiendo del fabricante. El fin de estas láminas es proteger a las células fotovoltaicas de los efectos degradantes de la radiación ultravioleta y, además, sirve como aislante eléctrico. El conjunto es sellado, de modo que, por los laterales no pueda entrar ni humedad ni aire y, se le monta un marco de aluminio para protegerlo y facilitar su manipulación.

    ¿Qué diferencia hay entre una celda y un panel solar fotovoltaico?

    Sistema solar fotovoltaico - Componentes

    Un panel solar fotovoltaico es un grupo de celdas solares conectadas eléctricamente y empaquetadas en un marco (también conocido como placa solar), que luego puede agruparse en conjuntos solares más grandes.
    Aunque estos módulos fotovoltaicos son los que comúnmente se denominan paneles solares o placas solares, estos artefactos incluyen a otros dispositivos y accesorios, no solamente celdas fotovoltaicas.

    ¿Qué es una instalación solar On Grid?

    Instalación solar On Grid

    El concepto On Grid en una instalación solar fotovoltaica hace referencia a un tipo de instalación que se encuentra conectada a la red de distribución eléctrica, permitiendo a cada cliente, generar y consumir energía eléctrica proveniente de los paneles solares, pero teniendo el respaldo de la red eléctrica en casos de que, por la razón que sea, su consumo sea más alto que el generado por sus propios paneles. Esto permite incluso, la instalación gradual de paneles, hasta completar los requerimientos máximos de consumo en un hogar, y mientras contar con el suplemento de la red eléctrica domiciliaria.

    ¿Cuánta energía solar absorbe una célula solar fotovoltaica?

    Funcionamiento de una célula solar fotovoltaica

    Lamentablemente no mucha. En 2006, por ejemplo, la mayoría de los paneles solares sólo alcanzaban niveles de eficiencia de entre el 12 y el 18%. El sistema de paneles solares más avanzado actualmente supera por poco la barrera del 40% de eficiencia solar que la industria tenía desde hacía tiempo, alcanzando un 40,7% [fuente: Departamento de Energía de EE.UU.]

    ¿Qué es un sistema de seguimiento solar?

    Sistema de seguimiento solar

    Un sistema de seguimiento solar es un sistema electromecánico que genera un movimiento en los módulos solares siguiendo la trayectoria del sol durante el día. Intenta así, optimizar el ángulo y la orientación de llegada de los rayos solares al panel y generar más electricidad. Existen dos tipos de seguidores solares: el sistema de un eje es un poco más simple y de menor costo, y su función es mover el módulo de este a oeste siguiendo al sol desde la salida hasta su puesta. El sistema de dos ejes, además de hacer un seguimiento de esta a oeste, el otro eje busca un mejor ángulo de norte a sur, lo que permite maximizar la generación de energía durante el año. Aunque es un sistema más costoso, es ideal en zonas de alta latitud donde la posición del sol varía drásticamente entre los meses de invierno y verano.
    Una instalación solar fotovoltaica con sistema de seguimiento de un eje cuenta con una mejora del rendimiento de alrededor del 25%, y suma un 5 a 10 porciento en el caso de dos ejes.

    ¿Las células fotovoltaicas funcionan en climas fríos?

    Sí y, de hecho, muy bien. Al contrario de lo que la mayor parte de la gente intuye, los sistemas fotovoltaicos generan realmente más potencia a menores temperaturas. Esto es porque las celdas son dispositivos electrónicos reales y generan electricidad partiendo de la luz, no del calor. Como la mayoría de los dispositivos electrónicos, las celdas fotovoltaicas funcionan con mayor eficiencia a temperaturas frías. En climas templados, las celdas generan menor energía en invierno que en verano, pero esto se debe a que los días son más cortos, el sol cae a un menor ángulo y la cubertura por nubes es mayor, no por las temperaturas más bajas.

    ¿Los paneles fotovoltaicos trabajan bien en días nublados?

    Las celdas fotovoltaicas siguen generando electricidad durante los días nublados aunque su desempeño se ve disminuido. En general, la corriente decae linealmente hasta alrededor del 10% respecto de la intensidad solar plena normal. Como una celda fotovoltaica plana responde a una ventana de 180 grados de ángulo, no necesitan luz solar directa y pueden generar un 50 al 70% de su régimen especificado de corriente en un cielo cubierto. Una oscuración diurna puede corresponder a sólo el 5 al 10% de la intensidad a pleno sol, así que la producción de corriente podría disminuir proporcionalmente.

    ¿Pueden los módulos solares fotovoltaicos funcionar en interiores?

    Los niveles de luz en interiores, así sea en una oficina con gran iluminación, son dramáticamente menores que la intensidad lumínica en el exterior —típicamente por un factor de varios cientos o más—. Las celdas fotovoltaicas diseñadas para uso externo generalmente no producen potencia útil a estos niveles de luz dado que han sido optimizadas para intensidades mucho mayores. Por otra parte, las unidades diseñadas para menores niveles de luz —como las que se pueden encontrar en calculadoras o relojes— han sido preparadas para estas condiciones y se comportan pobremente a plena luz solar.

    ¿Cuánto puede durar un sistema solar fotovoltaico?

    En general, los módulos fotovoltaicos constituyen el componente de mayor vida útil de un sistema. Los de máxima calidad se diseñan para durar, al menos, 30 años y poseen una garantía por 20. Están diseñados para soportar todos los rigores ambientales incluyendo el frío ártico, el calor del desierto, la humedad tropical, vientos en exceso de 200 kph, y 25mm de granizo a una velocidad terminal. Las baterías industriales de alta calidad durarán como máximo unos 8 a 10 años. Las unidades selladas más pequeñas durarán típicamente de 2 a 4 años. La clave para una larga vida es un diseño correcto del sistema y la selección de componentes.

    ¿Una instalación fotovoltaica requieren algún tipo de mantenimiento?

    Sí, pero sólo mínimo. Los sistemas solares modernos pueden proveer una gran cantidad de información para asistirlo y hasta pueden llevar a cabo algunas funciones automáticamente. La tarea mayor es asegurarse de que los paneles solares estén limpios y que el nivel de agua de las baterías (cuando se usan) sea suficiente. Los sistemas dispuestos en red y que no poseen baterías requieren muy escaso mantenimiento.

    ¿Hay diferentes tipos de módulos solares fotovoltaicos?

    Sí. Hay módulos disponibles en ✅ diferentes potencias de salida, ✅ tipos de bastidores y montajes, ✅ tecnología de la celda, ✅ expectativa de vida y ✅ eficiencia. Estos factores determinarán el mejor panel que convenga a sus necesidades. Si está comparando marcas, asegúrese de que conoce qué es lo que está obteniendo.

    ¿Es necesario usar cables y fusibles especiales?

    Sí. Aún cuando se intercale en su sistema un inversor o convertidor con el fin de obtener corriente alterna, seguirá habiendo en una instalación solar fotovoltaica una circulación de corriente continua. La electricidad de corriente continua requiere cables o alambres de conexión más gruesos y en algunos casos, fusibles y sistemas de protección especiales. Asegúrese de estar en conocimiento de las leyes que rigen el manejo de potencias (Leyes de Ohm y Watt y una tabla de conductores que indiquen las corrientes admisibles) o recurra a un instalador experimentado.

    Silicio Monocristalino, Policristalino y Amorfo

    Tres son las tecnologías disponibles para la fabricación de células y, por ende, paneles para las instalaciones solares fotovoltaicas, toda altamente confiables. Dos de estas tecnologías requieren cristal de silicio, sea monocristalino o policristalino. La tercera tecnología utiliza delgadas películas de silicio «amorfo» impurificado.

    Los paneles de silicio monocristalino se hacen extrayendo un único cristal de un baño de silicio fundido. Este cristal es rebanado en una configuración cercana a un cuadrado llamado seudo-cuadrado.

    El silicio policristalino o multicristalino se obtienen fundiendo silicio en moldes cerámicos como si fuera hierro, se lo enfría lentamente por muchas horas a fin de obligar a las impurezas a asomar a la superficie, cortando y eliminando el material impuro y luego rebanando el silicio remanente en cuadrados o rectángulos.

    Las células de silicio monocristalino son algo más eficientes por igual unidad de área y se hacen de recortes, excedentes de la industria de semiconductores.

    El silicio policristalino puede ser obtenido más económicamente, aunque los costos de ambas tecnologías varía cada día, dependiendo de cuestiones locales, como la cantidad de silicio de descarte existente en el mercado libre.

    Silicio Policristalino o Multicristalino
    Silicio Policristalino

    Por último, para los paneles solares de silicio amorfo, el material es vaporizado y depositado sobre vidrio o acero inoxidable. Este procedimiento genera células menos eficientes, pero sólo requieren de una película de silicio de un espesor burdamente estimado en un quinto de las celdas mono o poli. Al mismo tiempo los costos de la tecnología de producción son menores que la de los otros métodos.

    Proceso de fabricación de células solares fotovoltaicas

    El proceso de fabricación de una célula fotovoltaica consta de dos partes bien diferenciadas:

    • Elaboración y purificación del semiconductor a utilizar, bien sea silicio, germanio, arseniuro de galio, etc.
    • Fabricación de la propia célula fotovoltaica.

    El proceso de fabricación de una célula de silicio monocristalino es el siguiente:

    • La materia prima es el sílice, que se extrae mediante reducción, obteniendo el llamado silicio metalúrgico, con una pureza del 98%, se vuelve a purificar hasta llegar al silicio en grado semiconductor, con una pureza del 99,999%.
    • Se introduce el silicio en un crisol con impurezas de boro, formando una masa fundida que alcanza una temperatura de unos 1.440ºC.
    • Se dispone de una varilla en cuyo extremo se sitúa un germen de silicio que hace que comience el proceso de solidificación al ponerse en contacto con la masa. Se denomina método o proceso Czochralski.
    • Una vez obtenido el cilindro de silicio monocristalino, se corta en delgadas obleas, de unos 0,3 mm. La capa superficial se restaura del corte mediante baños químicos y, posteriormente, la oblea se introduce en hornos especiales que alcanzan entre 800 y 1.000ºC y que contienen una atmósfera rica en fósforo. Ahí, el fósforo se va difundiendo es la cara que se quiere dopar y forma así la unión P-N.
    • A continuación, se dota a la oblea de una capa anti-reflectante para un mayor aprovechamiento de la radiación solar, así como los contactos óhmicos para poder conectar la oblea fotovoltaica y, para finalizar, se comprueba y se miden las características espectrales de la célula solar fabricada.

    Las células solares de silicio monocristalino están basadas en la unión del silicio, u homounión, en contraposición a otros tipos de células solares, como el arseniuro de silicio o heterounión.

    Debido al alto coste de este tipo de materiales, a pesar de que mejoren el rendimiento del silicio, se comenzaron a estudiar las células fotovoltaicas policristalinas, con rendimiento inferior pero considerablemente más baratas.

    En la década de los 60 empezaron a considerarse en la Física del Estado Sólido los materiales amorfos, principalmente el silicio, el único empleado hasta ahora en esta forma para las instalaciones solares fotovoltaicas.

    Una de las características más comunes en los sólidos amorfos es el gran número de estados o impurezas en la banda prohibida, que aumentan así su rendimiento en la absorción de luz, el espesor de una muestra de silicio cristalino es de 100 micras, mientras que el silicio amorfo sólo necesita un espesor de 1 micra, en 1986 el silicio amorfo había desplazado al cristalino.

    Para mejorar el rendimiento de una instalación solar fotovoltaica, un español aprovechó no solo la radiación procedente del sol, sino también la que era reflejada por la superficie terrestre, creando así las células solares bifaciales. La tecnología de estas células está basada en una doble unión, normalmente N-P-P. El problema de este tipo de células radica en el elevado coste de producción a causa de su específica fabricación. Las técnicas de producción en serie son las indicadas para fabricar láminas finas, que requieren muy pequeñas cantidades de material activo, con lo que se abarataría su coste.