El diseño y fabricación de los módulos fotovoltaicos, o como algunos se empeñan en llamarlos: ‘placas solares‘, no parece complicada. Sin embargo, en su interior hay más componentes de los que pensamos. Uno de estos elementos son los diodos. Pero ¿qué son los diodos?, y ¿qué función desempeñan en un panel fotovoltaico?
Se trata de unos componentes electrónicos formados por semiconductores manipulados y encapsulados con dos terminales. La mitad del diodo tiene un semiconductor N y la otra uno llamado P, denominándose al conjunto unión PN. Esta característica es común con el silicio utilizado en la fabricación de las celdas fotovoltaicas.
Por ello también se les conoce por su capacidad para convertir la corriente alterna en corriente continua. Esta capacidad los hace fundamentales en los equipos eléctrico-electrónicos para conversión de la corriente, como los inversores fotovoltaicos.
La configuración propia de los diodos facilita que la corriente eléctrica a través de ellos solo se pueda producir en un sentido. En el sentido contrario, el diodo bloquea el paso de la corriente eléctrica. Así, entre sus funciones encontramos la de interruptor electrónico. Se trata de una cualidad que se aprovecha en los circuitos electrónicos y, por supuesto, también en las celdas solares.
Función de los diodos en los paneles solares
Para entender el funcionamiento de los diodos en los módulos solares debemos tener en cuenta el comportamiento de las celdas y paneles fotovoltaicos con y sin sol. Está claro: cuando hay sol o luz, los paneles son capaces de transformar esa luz en electricidad. Sin embargo, cuando no hay luz, incluso si se produce una sombra o hay nieve sobre el panel solar, este se comporta como una resistencia, llegando a consumir electricidad.
Esto sería un problema, ya que por la noche los paneles fotovoltaicos consumirían la electricidad que tuviéramos almacenada en las baterías o la de la red. Por ello se necesita incorporar un elemento que funcione como un interruptor y corte el paso de electricidad hacia los módulos fotovoltaicos. Es aquí donde entra en acción el diodo, distinguiéndose dos funciones diferentes.
Diodos de ByPass
Cada celda solar que hay dentro de un módulo fotovoltaico es un elemento generador de electricidad. Este proceso lo realiza con el único aporte de la luz, sin necesidad de generar combustión ni con partes móviles.
Cuando las condiciones ambientales son buenas, las celdas reciben los fotones de la luz y generan electricidad. Que se va acumulando conforma pasa por todas las celdas de un panel solar y es conducida hacia el inversor, donde se transforma en corriente alterna para su uso.
Sin embargo, cuando aparece una sombra sobre un panel solar, no incide en toda su superficie, sino que puede afectar a una o varias celdas. Estas, al no recibir luz, no solo no generan electricidad, sino que producen un corte. Para evitar que este corte, que únicamente se produce un una celda, pueda afectar a todo el panel, se introducen los diodos de ByPass o también llamados de derivación.
Estos diodos funcionan como un interruptor cerrado en el sentido de la corriente, por lo que hacen de “bypass” a la celda fotovoltaica afectada por la sombra. Así, estos diodos no permiten la circulación de corriente en sentido inverso cuando no hay radiación solar, por ejemplo, cuando hay alguna sombra, con nubosidad o por la noche. Sin embargo, sí dejan pasar la electricidad, en el sentido adecuado, cuando hay luz.
De este modo, el resto de celdas siguen generando electricidad, favoreciendo que no todo el panel solar quede inoperante. Con esto se consigue que el rendimiento de la instalación no decaiga de forma significativa y siga produciendo electricidad, aunque en menor cantidad.
Diodos de bloqueo
Los diodos de bloqueo realizan una función similar a los de derivación. Sin embargo, lo hacen con todo el módulo solar. Los diodos de ByPass se integran en cada celda fotovoltaica, al hacer los “bus” de conexión entre las celdas del módulo. En cambio, los diodos de bloqueo se integran en la caja de conexiones del panel, que está en la parte superior y posterior del panel, y de donde salen los cables para conectar con otros paneles fotovoltaicos.
La pequeña diferencia que hay entre la función de un diodo de bloqueo y los de derivación es el evitar que los paneles solares se conviertan en consumidores de electricidad durante la noche. Esto sucede, ya que, en ausencia de luz, los paneles se comportan como resistencias y la corriente eléctrica podría derivar hacia ellas y que se desperdiciase en forma de calor.
Esto provocaría que los paneles solares consumiesen electricidad de la red o de las baterías si estas estuvieran conectadas en una instalación aislada. Al introducirse los diodos de bloqueo, se evita que se generen corrientes en sentido contrario cuando no hay luz. Además, protegen a las celdas solares del calor que pudiese generar al disiparse la electricidad en su interior.
Como vemos, los módulos fotovoltaicos llevan más componentes, no son solamente la unión de obleas de silicio con un cristal protector y un marco de aluminio. Así, las empresas fabricantes no dejan de fabricar los paneles solares con elementos adicionales para mejorar su eficiencia y reducir los riesgos de degradación.
