La creciente demanda de módulos fotovoltaicos de alta eficiencia a menores costos de producción impulsa el desarrollo de nuevos diseños de células solares. Para mejorar la eficiencia del módulo, primero se debe optimizar la eficiencia de la célula para garantizar su funcionamiento posterior en las condiciones de operación del módulo.
El número de barras colectoras puede variar para disminuir la resistencia serie total de las células solares interconectadas. Además, un dispositivo con múltiples barras colectoras ofrece un alto potencial de ahorro de costes debido a la reducción del consumo de metal en el proceso de metalización frontal. Esto impulsó el desarrollo de barras colectoras múltiples para la industria de módulos fotovoltaicos.
¿Qué es una barra colectora para células solares?
Las células solares de silicio están metalizadas con finas tiras rectangulares impresas en las caras frontal y posterior de la célula fotovoltaica. Estos contactos metálicos, denominados barras conductoras, cumplen una función esencial: conducen la corriente continua generada por la célula. Generalmente, las barras conductoras se fabrican con cobre recubierto de plata. Este recubrimiento es necesario para mejorar la conductividad eléctrica (cara frontal) y reducir la oxidación (cara posterior).
Cómo funciona la barra colectora solar:
Los contactos recogen la corriente generada y la distribuyen a las barras colectoras. Se sueldan cables de conexión a las barras colectoras para conectar una cadena de celdas y, de esta forma, recoger la corriente eléctrica de dicha cadena. Los grupos de cadenas de celdas conectadas mediante cables de conexión se conectan en paralelo mediante barras colectoras, que distribuyen la potencia total de todas las celdas a la caja de conexiones.
Básicamente, la superficie de una célula solar convencional se caracteriza por una cuadrícula de finos contactos que recogen y suministran corriente, y por las barras conductoras. Estos contactos —las barras conductoras y los contactos— se imprimen en la superficie mediante una tecnología llamada serigrafía, un proceso que presentamos en un artículo anterior sobre la producción de células solares.
Barras colectoras solares: tendencias de desarrollo y futuro:
El diseño más común de celdas solares incluye 2 o 3 barras colectoras completas impresas en la celda. Hoy en día, la mayoría de los módulos fotovoltaicos siguen utilizando celdas de 3 barras colectoras (3BB), como se las suele llamar.
Dado que el trabajo para mejorar las tecnologías de células solares existentes se está volviendo cada vez más difícil, ya que los investigadores se esfuerzan por obtener más de las células convencionales, y las nuevas tecnologías de células solares estables e impresionantes aún no están al alcance de la mayoría, una tendencia creciente en la industria es replantear el diseño y la fabricación de las células para aumentar aún más la eficiencia y la fiabilidad.
¿Qué son las celdas de múltiples barras colectoras?
Las celdas multibarra, especialmente las de 5 barras (5BB), son actualmente una de las principales tendencias en el diseño de celdas y módulos solares. Este mayor número de barras reduce las pérdidas por resistencia interna, debido a la menor distancia entre ellas.
Diferentes barras colectoras en una célula solar
Aunque una mayor cantidad de barras colectoras aumenta el sombreado de la célula solar, el rendimiento general de las células multibarra es mucho mejor que el de las células convencionales de 2 o 3 barras colectoras, debido a la reducción de la longitud efectiva de los dedos entre las barras colectoras, lo que disminuye las pérdidas por resistencia de los dedos, así como el menor impacto de las microfisuras. Dado que las microfisuras suelen producirse entre las barras colectoras, el impacto de dichas fisuras se reduce a secciones más pequeñas de la célula afectadas entre dos barras colectoras. Por lo tanto, en comparación con las células convencionales de 2 y 3 barras colectoras, la fiabilidad a largo plazo de una célula multibarra, incluso en caso de microfisuras, es mayor.
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