¿Paneles solares de 800W y 25% de eficiencia?

Al visitar una feria solar, una de las cosas que más llama la atención es la carrera por anunciar el panel más potente. La evolución de las potencias de los paneles comerciales ha sido espectacular: en poco más de 3 años hemos pasado de los paneles de 400W a los actuales de +700W.

¿Pero qué hay detrás de este crecimiento en potencia? ¿Es todo mejora de eficiencia o hay otros factores? En este artículo trataremos de explicar los principales factores que están permitiendo esta rápida evolución y lo que nos espera en los próximos años

Potencia vs. Eficiencia: ¿qué significan y cómo se relacionan?

Empecemos por entender las diferencias entre potencia y eficiencia

• Potencia: Es la cantidad máxima de electricidad que un panel puede entregar bajo condiciones estándar (STC: irradiancia de 1,000 W/m² y 25°C). Se mide en vatios (W) y es el valor que se indica en la ficha técnica del panel (por ejemplo, 410W, 540W).
• Eficiencia: Es el porcentaje de la energía solar recibida que el panel transforma en electricidad. Por ejemplo, una eficiencia del 22% significa que de cada 100W de luz solar, el panel convierte 22W en energía eléctrica útil^[1].

Es clave entender que un panel más eficiente genera más electricidad ocupando menos superficie pero un panel más potente (de más vatios) no necesariamente es más eficiente: puede ser simplemente más grande o tener más celdas.

Eficiencia en celda y en panel: ¿por qué no son iguales?

Otro aspecto que suele ser confuso es la eficiencia en celda y en panel

• Eficiencia de celda: Es el rendimiento de una célula individual bajo condiciones ideales. Los laboratorios suelen reportar cifras elevadas que muestran el potencial máximo de cada tecnología.
• Eficiencia de panel (o módulo): Refleja el desempeño real del conjunto de células ensambladas, considerando pérdidas por espacio entre células, cables, marcos y materiales de encapsulado. Siempre es menor que la de la celda individual.

 

Lo habitual es que haya una pérdidas del 1-2% entre la celda y el módulo aunque puede variar según la tecnología. En el siguiente gráfico de Fraunhofer, se muestran los datos más recientes por tecnología de eficiencias de celda y módulo:

 

 

Factores que influyen en el crecimiento de potencia de los paneles

1. Eficiencia

Es obvio que, con celdas de mayor eficiencia, la potencia por unidad de superficie va a ser mayor. La eficiencia varía mucho dependiendo de la tecnología utilizada. El famoso gráfico de NREL es la biblia para saber la evolución de las eficiencias por tecnología

 

 

Esta famosa infografía de NREL (National Renewable Energy Laboratory) recopila los récords mundiales de eficiencia en laboratorio para cada tecnología solar. Es importante destacar que son resultados en laboratorio, con lo que son valores que marcan el potencial comercial de cada tecnología, valores que quizás no se alcancen si industrialmente no es viable su fabricación.

Otro aspecto interesante que se puede apreciar en la infografía de NREL son las tecnologías cuya evolución se quedan estancada. Por ejemplo, las celdas orgánicas no han mejorado su eficiencia desde 2023, señal de que su desarrollo se ha parado. Sin embargo, se ve la rápida mejora de tecnologías como perovskita o HJT, tecnologías en plena ebullición. Otras tecnologías ya maduras como el Thin-film tienen mejoras muy pequeñas en los últimos años, señal de que han alcanzado su máximo teórico.

Entre las tecnologías comerciales actuales, las Back Contact son las más prometedoras. Se basan fundamentalmente en trasladar todas las conexiones entre celdas a la parte trasera, utilizando de este modo mayor superficie para las celdas y por tanto mejorando su eficiencia.

A continuación una tabla comparativa publicada en PV Magazine donde se resumen las diferencias entre tecnologías:

La cuota de mercado por tecnología ha ido variando rápidamente con la tecnología PERC sustituyendo a la antigua BSF (Back Surface Field) en los primeros 2020, mientras que ahora es la TOPCon (passivated contact) la mayoritaria.

 

 

2. Tamaño

Uno de los principales factores que explica el crecimiento en potencia de los paneles es su mayor tamaño. En los últimos años hemos visto 2 tendencias claras:

• Incremento del tamaño de las células: de 156 mm (o M0) a 210 mm (o M12).
• Mayor número de células por panel: de los antiguos 60 celdas por panel a los actuales 72 celdas (o 144 semi-celdas).

 

 

Aún utilizando 72 celdas por módulo, el crecimiento de las celdas ha llevado a tamaños de panel mucho más grandes, creciendo en potencia pero también en superficie y tamaño total. De hecho, actualmente los paneles miden entre 2,5 y 3 m2 pero ya se anticipa que seguirán creciendo por encima de los 3 m2 en el futuro.

 

 

Ranking actual de los módulos más potentes del mercado

En la web hay rankings con los productos más potentes que se comercializan, como en este link

 

 

¿Veremos algún día paneles de 1000 W?    

Pues por la parte de eficiencia, no parece que vayamos a ver grandes cambios. Con las nuevas tecnologías basadas en Back Contact, las mejoras respecto a las actuales serán de un 1% aproximadamente, con lo que los productos comerciales no verán grandes diferencias de potencia.

 

Sin embargo, las tecnologías de perovskita/tandem prometen eficiencias mayores aunque están lejos de ser soluciones comercialmente viables.

 

En cuanto a los tamaños, es poco probable que a corto plazo veamos tamaños de celda mayores que el actual M12 ya que cada crecimiento supone cambios en toda la cadena de fabricación. Además, los aspectos logísticos en esta industria son clave ya que se mueven millones de paneles al año y un cambio aunque sea mínimo en dimensiones puede suponer un extra coste importante en transporte y montaje.

 

En los próximos años veremos paneles de 800 W pero es probable que el crecimiento en potencia se suavice y tardemos más tiempo en superar esta nueva barrera. De hecho, Trina Solar ya ha anunciado la fabricación del primer panel de +800W, de tecnología tándem-perovskita, celdas M12 y 3,1 m2 de superficie total, aunque está lejos de ser un producto serie.

 

 

Conclusión

En los próximos años veremos como se rompe la barrera de los 800W de potencia y 25% eficiencia por módulo gracias a la tecnología tándem-perovskita pero es probable que los productos comerciales serie basados en tecnología TOPCon y Back Contact estén en los actuales 700W de media.

La barrera de los 1000W tardará en alcanzarse y probablemente sea con algún crecimiento en tamaño de celda. Además, los precios tan bajos de los módulos no incentivan a buscar mayores eficiencias ya que con paneles de tecnologías mainstream ya se alcanzan LCoE mínimos.