Un módulo fotovoltaico está formado por un grupo de células, unidas eléctricamente, envueltas, y montadas sobre una estructura de soporte. A través de su salida de conexión produce una tensión continua y puede producir diferentes tipos de tensión (6 V, 12V, 24 V). Esta tensión definirá la tensión que será utilizada por todo el sistema fotovoltaico.
En la mayoría de los casos, está formado por la siguiente estructura:
- Cubierta frontal
- Capas encapsuladas
- Marco de apoyo
- Protección posterior
- Caja de conexiones eléctricas
- Células fotovoltaicas
- Regulador de carga
La parte más importante de la estructura de un módulo fotovoltaico es el conjunto de células fotovoltaicas, estas son las encargadas de transformar la radiación solar proveniente del sol en energía eléctrica. El resto de los elementos de la estructura tienen la misión de proteger y hacer funcionar a todo el conjunto.
1.- Cubierta frontal
Este elemento estructural del panel fotovoltaico tiene la misión principal de proteger al panel de las condiciones atmosféricas a la que está sometido. Hay que tener en cuenta que los paneles pueden ser instalados en diferentes tipos de ambientes, y sin esta cubierta se deteriorarían más rápidamente.
La manufacturación de la cubierta se hace con vidrio templado con una baja proporción de hierro, lo que dota al panel solar de una buena defensa contra el clima e impactos. Otra de las ventajas que tiene este material es la buena trasmisión de la radiación solar, haciendo que aumente el rendimiento del panel.
2.- Capas encapsuladas
Estas capas encapsuladas tienen la misión de proteger las células solares y sus contactos. El material utilizado para la protección del panel solar es el Etil – Vinil – Acetileno (EVA), el cual ocasiona una muy buena transmisión de la irradiación solar y cero deterioro frente a las radiaciones ultravioletas a las que está sometido el panel fotovoltaico.
El material utilizado para las capas encapsuladas actúa como aislante térmico y transparente, por lo tanto, facilita el paso de los rayos solares hasta las células fotovoltaicas. Proporciona cohesión al conjunto del panel debido a que cubre el espacio existente que se encuentra entre la cubierta frontal y la trasera, lo cual ayuda a atenuar los impactos y vibraciones a los cuales pueden estar expuestos.
Este material, sin embargo, tiene algunas desventajas ya que por ejemplo, tiene una excesiva plasticidad, es decir, cuando se estira no vuelve a su posición original. Por otro lado, tiene una gran adherencia al polvo lo que provoca una disminución en la transmisividad a la radiación solar. Y, por último, cuenta con la desventaja de su baja vida útil, lo cual condiciona notablemente la vida útil del módulo y de la instalación.
No obstante, el uso del EVA viene justificado por otras características muy ventajosas como:
- Resistente al clima
- No absorbe el agua
- Fácil de pegar y de cortar.
3.- Marco de apoyo
El marco de apoyo es la parte que le da forma y robustez mecánica a todo el conjunto. El marco del panel fotovoltaico permite la inserción de la estructura que agrupará los módulos para formar los sistemas fotovoltaicos.
Estos marcos suelen estar fabricados con aluminio, aunque también los podemos encontrar de otros materiales dependiendo del lugar donde se vayan a instalar. A la hora de seleccionar el material es importante que sea resistente a las diferentes situaciones climatológicas de la zona.
4.- Protección posterior
La función principal de la protección posterior del panel fotovoltaico es proteger contra los agentes atmosféricos al cual está sometido y ejercer de barrera infranqueable contra la humedad. Se utilizan materiales acrílicos, principalmente de color blanco, dado que este color favorece el rendimiento del panel debido al reflejo que produce en las células fotovoltaicas.
5.- Caja de conexiones eléctricas
Otro de los elementos es la caja de conexiones eléctricas, ésta se conecta directamente al inversor o batería, según el sistema fotovoltaico que se instale. Cuenta con dos cables, uno positivo, y el otro negativo y es el lugar donde se da continuidad al circuito eléctrico. Por dichos cables circula corriente continua y algunos módulos fotovoltaicos cuentan además con una toma de tierra, la cual tendrá que utilizarse en instalaciones de potencia elevada, aunque se recomienda usarla siempre por seguridad.
6.- Células fotovoltaicas
Las células fotovoltaicas es el elemento más importantes de toda la estructura de un panel. Son unos dispositivos semiconductores capaces de generar electricidad a partir de la radiación solar.
Al ser uno de los elementos más importantes pasan por diferentes controles de calidad, una vez montada la conexión eléctrica, ya que están expuestas durante muchos años a la intemperie en condiciones extremas de calor, fríos, vientos, humedad, entre otros.
