Generalidades 

Los módulos fotovoltaicos más utilizados en la práctica son los forma­dos por células elaboradas a base de silicio (monocristalino, policristalino o amorfo).  De cara a su utilización e identificación, pueden tenerse en cuenta las siguientes consideraciones: 

-En general, los requerimientos eléctricos de un sistema se pueden conseguir con independencia del tipo de módulo utilizado. 

-A igualdad de características eléctricas, un módulo policristalino es más económico y de tamaño algo mayor que uno monocristalino. 

-Los módulos de silicio amorfo, y otros de capa delgada, se utilizan principalmente en unidades independientes y en aplicaciones de baja potencia.

-Generalmente, el tamaño de un módulo de un tipo determinado varía en proporción directa a su potencia eléctrica, siendo posible su manejo de forma manual. 

-Los distintos tipos de módulos presentan un aspecto visual externo claramente identificable. 

-Todos los tipos de módulos tienen un comportamiento eléctrico similar. 

Comportamiento eléctrico 

Comercialmente, los módulos fotovoltaicos se ofrecen por lo general como unidades de 12 ó 24 voltios de tensión continua y potencias que oscilan entre los 10 vatios y los 320 vatios, aproximadamente, aunque ya se pueden encontrar de hasta 200 Wp.  El comporta­miento eléctrico de un módulo se deriva del que presentan las células que lo componen, siendo de destacar las siguientes consideraciones: 

- Para que una célula fotovoltaica pueda ser una fuente de energía eléc­trica, es necesario que incida radiación sobre ella. 

- A partir de un nivel mínimo de irradiancia (unos 250 W/m²), la tensión a circuito abierto entre los extremos de la célula, cuando ésta no está conectada a ningún otro aparato (tensión a circuito abierto), pue­de considerarse que permanece constante (unos 0,6 V en células de silicio). 

- La intensidad de corriente que circula por una célula cuando sus ex­tremos están cortocircuitados (corriente de cortocircuito) varía en proporción directa a la irradiancia recibida. 

-   Cuando la célula está conectada a algún aparato, bien sea una batería o un elemento de consumo (lámpara, motor, etc.), los valores de ten­sión e intensidad, en cualquier situación distinta a circuito abierto y cortocircuito, dependen de las características eléctricas de dicho apa­rato y de la propia célula. 

- Existe un único par de valores tensión-intensidad para el cual la po­tencia suministrada por la célula es máxima.  Estos valores se deno­minan tensión e intensidad en el punto de máxima potencia. 

- Los parámetros ambientales que afectan en mayor medida al compor­tamiento eléctrico de una célula son la irradiancia y la temperatura ambiente.  La primera afecta de forma directa a la intensidad de cor­tocircuito, aumentando o disminuyendo ésta según aumente o dismi­nuya, respectivamente, la irradiancia.  La temperatura ambiente afecta principalmente, y de forma inversa, a la tensión a circuito abierto, aumentando o disminuyendo ésta en función de que la temperatura disminuya o aumente, respectivamente.

-Las características eléctricas especificadas por el fabricante se obtie­nen bajo unas condiciones determinadas, principalmente:

Irradiancia incidente: 1 000 W/m²

Incidencia normal

Espectro radiante: AM 1,5

Temperatura de la célula: 25ºC 

-A efectos prácticos, se pueden considerar válidas las siguientes aproximaciones: 

-La potencia de una célula disminuye un 0,5 % por cada grado centígrado de aumento de su temperatura por encima de 25ºC. 

-La temperatura de las células que forman un módulo fotovol­taico es unos 20ºC mayor que la temperatura ambiente. 

-Un módulo fotovoltaico está formado por la asociación serie-paralelo de un cierto número de células, de modo que su comportamiento eléctrico es análogo al descrito en los puntos anteriores.  La tensión a circuito abierto del módulo es igual a la de una de sus células multi­plicada por el número de éstas conectadas en serie (filas de células), y la intensidad de cortocircuito del módulo es igual a la de una de sus células multiplicada por el número de filas conectadas en paralelo. 

-Comercialmente, los módulos se identifican por su potencia y su tensión nominal, con su marca y modelo correspondientes.  La tensión nominal no se corresponde, ni debe confundirse, con la tensión a circuito abierto o la tensión en el punto de máxima potencia.  Simplemente hace referen­cia a la idoneidad del módulo en cuestión para su utilización en sistemas con dicha tensión nominal, o tensión habitual de utilización. 

-La caracterización eléctrica de un módulo fotovoltaico consiste en la descripción gráfica del conjunto de valores tensión-intensidad (carac­terística V-I) que pueden darse en el módulo bajo cualquier situación de carga, así como la variación de dicha característica con la irra­diancia y la temperatura de las células, y la cuantificación de los si­guientes parámetros característicos:

- Potencia nominal, también denominada potencia máxima o potencia pico.

- Tensión nominal.- Tensión a circuito abierto.

- Tensión en el punto de máxima potencia.

- Intensidad de cortocircuito.

- Intensidad en el punto de máxima potencia. 

Descripción

 Los módulos fotovoltaicos tienen forma y aspecto diferentes según sea su tipo y aplicación específica.  No obstante, se puede afirmar que, con independencia de lo anterior, un módulo fotovoltaico debe estar dotado con los siguientes elementos o partes fundamentales: 

- Células fotovoltaicas (individuales o en laminado): elementos básicos de generación eléctrica.

- Encapsulado de las células: medio protector y de estabilidad para las células.

- Recubrimiento posterior: para protección y cerramiento del módulo.

- Cubierta transparente: actúa como recubrimiento del módulo al tiem­po que permite el paso de la radiación solar.

-Enmarcado y sistema de fijación: para la colocación e integración del módulo en la estructura soporte.

-Conexiones eléctricas: generalmente accesibles en una o dos cajas de conexiones situadas en la parte posterior del módulo, de donde parten los terminales positivo y negativo del mismo.  Estas cajas deben ser aptas para la intemperie y disponer de prensaestopas para el cableado de interconexión del módulo.