La evolución de la calidad de los módulos fotovoltaicos

Hola a tod@s de nuevo. Es momento de evolucionar, al igual que ha ocurrido con los televisores actuales (ya nadie usa televisores de rayos catódicos), es momento de apostar por la calidad de nuestras instalaciones y todo ello comienza con nuestro principal aliado, los módulos fotovoltaicos.

Resulta importante destacar que no todos los módulos fotovoltaicos presentan el mismo comportamiento a lo largo de los años, y considerando una vida útil de 25 años, se trata de una importante cantidad de kWh perdidos en caso de una mala decisión.

.Fabricación de un módulo solar LG

 

Veremos en esta entrada algunas “enfermedades” que pueden sufrir nuestros módulos y como realizar una buena elección para prevenirlas.

A lo largo de los últimos años hemos experimentado un importante avance en la tecnología y calidad de módulos fotovoltaicos, desde las antiguas plantas solares de módulos de película fina y baja potencia hasta los nuevos modelos monocristalinos de alta eficiencia y potencia superior a 300Wp. Pero… ¿Sabemos como se comportan?

En esta ocasión nos centraremos en los diferentes fenómenos de degradación producidos en los módulos fotovoltaicos.

 

Gráfica con los distintos tipos de degradación
Imagen: Degradación de sistemas fotovoltaicos. Fuente: Pidbull

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Podemos observar 3 tipos de degradación. El fallo prematuro debido a rotura del cristal, fallo intermedio por un tal fenómeno de PID y degradación debida a LID. El primer inconveniente es sencillo de solucionar, seleccionando un partner que suministre el material con calidad en la distribución y garantice una rápida solución ante cualquier inconveniente. Pero… los otros dos fenómenos restantes ¿Qué son? ¿A qué se deben? ¿Cómo puedo minimizarlos? Tranquilos, tenemos respuesta para todo esto y mucho más.

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LID: Light Induced Degradation

Degradación producida por el movimiento de electrones a través de las uniones P-N de las células. Este fenómeno se basa en 2 conceptos:

  • Estabilización de potencia inicial. Degradación inicial que ocurre cuando los módulos son expuestos por primera vez a la luz solar. Suele corresponder a un porcentaje de pérdidas de un 3% para el primer año
  • Degradación de potencia anual. Corresponde a la pérdida de potencia a lo largo de la vida útil del módulo (normalmente 25 años). Suele rondar el valor de 0,8%/año

Ahora bien, ¿Qué debo tener en cuenta para decidir que módulo debo comprar? Todos los fabricantes deben tener un documento (Importante: si no lo tienen…sospechad) en el que se especifiquen las garantías de rendimiento (Performance guarantee). Tomaremos como ejemplo, uno de nuestros módulos fotovoltaicos de alta calidad, el BenQ-AUO Sunforte PM096B00. En la siguiente imagen puede observarse la garantía de rendimiento ofrecido por el fabricante BenQ-AUO.

 

Extracto de garantía de Sunforte.Imagen: Performance guarantee. Fuente: BenQ-AUO

 

 

 

 

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De este modo, el fabricante nos asegura una potencia del 87% con respecto a la potencia pico del módulo, transcurridos 25 años!!

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PID: Potencial Induced Degradation

Éste fenómeno suele ocurrir en strings que operan a una tensión cercana a 1000V, combinado con un clima caluroso y alta humedad (queda claro que España cumple todos estos requisitos para que se vean afectados sus módulos). Además, el polvo y la degradación del vidrio (debido a la liberación de iones de sodio) pueden catalizar este fenómeno.

Debido a esta diferencia de potencial, las cargas se mueven a través de los materiales del módulo fotovoltaico. Este movimiento se produce normalmente a partir de la placa de vidrio a través de la encapsulación de EVA y  el recubrimiento antireflectante de la célula. Estas cargas eléctricas tienen una fuerte influencia negativa en el rendimiento de la célula PV. Como resultado, una célula solar generará menos electricidad cuando se ve afectada por PID.

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Efecto PID sobre módulo individual

El efecto PID se suele localizar en las células situadas en la periferia del módulo debido a una mayor presencia de cargas negativas en esta zona.

Efecto PID degradaciónImagen: Degradación de módulo debido al efecto PID . Fuente: Pidbull

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Efecto PID sobre string

 

En un string, el efecto PID es más significativo en aquellos módulos fotovoltaicos más cercanos al polo negativo del string. Esto es debido a que la diferencia de potencial es superior en este lado.

Imagen de degradación por string
Imagen: Degradación de módulo debido al efecto PID . Fuente: Pidbull

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Estas cargas eléctricas tienen una fuerte influencia negativa en el rendimiento de la célula PV. Como resultado, una célula solar generará menos electricidad cuando se ve afectada por PID.

Para ello, se establece la norma IEC 62804 que tiene como objetivo poner a prueba la resistencia de los módulos fotovoltaicos para resistir el fenómeno de PID. Básicamente, uno de los métodos consiste en someter a los módulos fotovoltaicos a ± 1000 V (CC) en el interior de una cámara climática a 85% de HR y 60°C, durante 96h.

Por otro lado, en la siguiente imagen podemos observar los distintos niveles de PID-Free que pueden presentar los módulos fotovoltaicos en función de las condiciones a las que han sido sometidos:

Tabla con los distintos niveles de degradación PID
Imagen: Niveles de PID-Free. Fuente: BenQ-AUO

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Entonces…¿Como debo elegir mi módulo fotovoltaico de calidad? Sencillo, es necesario que el fabricante justifique mediante este certificado IEC 62804 que sus módulos han sido sometidos a las condiciones indicadas. Incluso existen fabricantes que someten sus módulos a condiciones 3 veces superiores a los estándares habituales del mercado como puede ser el caso de la compañía BenQ-AUO.

Condiciones de Test sobre degradación en módulos AUO

Imagen: Test PID BenQ-AUO. Fuente: BenQ-AUO

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En definitiva, según mi opinión, creo que es momento de apostar por la calidad de nuestras instalaciones y asegurar un rendimiento óptimo, al menos durante los 25 años de vida útiles de los módulos fotovoltaicos ¿Creéis que es disparatado?

 

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