Degradación de módulos solares
Pérdida de potencia en módulos fotovoltaicos debido a varios tipos de degradación
Los módulos solares pierden potencia con el tiempo, un proceso natural conocido como degradación. Pero, ¿qué se esconde realmente detrás de esto y qué factores aceleran este efecto? En este artículo descubrirás en qué se diferencian los distintos tipos de degradación y cómo se pueden contrarrestar.
Índice
¿Qué es la degradación?
La degradación es el proceso que provoca una reducción en el rendimiento de los módulos solares con el tiempo. La degradación se diferencia de otros factores limitantes, como la sombreado, ya que implica un cambio permanente en los módulos fotovoltaicos. Las influencias externas pueden intensificar el proceso de degradación. Se distinguen los siguientes tipos de degradación:
- Degradación inducida por la luz (LID)
- Degradación inducida por potencial (PID)
- Degradación relacionada con los años
Degradación inducida por la luz (LID)
La degradación inducida por la luz, también conocida como degradación inicial, ocurre particularmente en los módulos de tipo P o Perc. En los módulos de tipo N, la degradación inicial es menor debido a una composición de material diferente.
La degradación comienza cuando los módulos solares se exponen a la luz UV por primera vez: la energía absorbida provoca movimientos atómicos en las células de silicio. Los complejos de boro-oxígeno contenidos se saturan, y como resultado, la célula pierde voltaje. La exposición inicial al sol reduce así la conductividad del módulo solar. Este proceso de degradación dura aproximadamente 1.000 horas de funcionamiento, tras las cuales la eficiencia se estabiliza y se mantiene constante. Una vez saturada, la degradación inducida por la luz no vuelve a ocurrir.
Al comprar cualquier tipo de módulo solar, no es necesario preocuparse por la aparición de la degradación inducida por la luz. ¡La pérdida de potencia causada por esta degradación ya está considerada por los fabricantes en las especificaciones de rendimiento del módulo solar!
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Degradación inducida por potencial (PID)
La degradación inducida por potencial (PID) es causada por errores de instalación y puede reducir el rendimiento de los módulos hasta en un tercio.
Ocurre en módulos instalados en sistemas sin conexión a tierra bajo voltaje negativo, especialmente en sistemas con alto voltaje. Por ello, también se denomina degradación inducida por voltaje.
El PID crea una diferencia de potencial entre las células y el marco. Los portadores de carga se desplazan dentro de los módulos, provocando pérdidas de potencia.
Los casos de PID rara vez ocurren en módulos de tipo N y han disminuido en los módulos nuevos, ya que los fabricantes los prueban adecuadamente para asegurar la resistencia a PID. Para estar completamente seguros, se pueden instalar inversores que permitan conectar a tierra el polo positivo o negativo.
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Degradación relacionada con los años
Con el deterioro relacionado con el paso del tiempo, los módulos muestran signos naturales de envejecimiento. Esto ocurre debido a la influencia de factores externos como la contaminación o el envejecimiento de los elementos individuales en las celdas solares. Estos factores favorecen las reacciones químicas: se producen endurecimientos cristalinos en el material semiconductor de los módulos solares. El flujo de electrones se ve restringido por los procesos de recombinación intercristalina. Así, la conductividad se deteriora.
El efecto de envejecimiento es difícil de contrarrestar. Sin embargo, se recomienda limpiar regularmente el sistema fotovoltaico de forma profesional. Esto es especialmente importante para los sistemas fotovoltaicos que sufren de suciedad con mayor frecuencia debido a las hojas o el polvo. La suciedad puede acumularse especialmente bien en los sistemas solares con ángulos de instalación planos.
Además del deterioro relacionado con el tiempo, los módulos también experimentan cambios en el rendimiento debido al estrés del material, que a menudo no se puede evitar:
La transición eléctrica de las celdas solares en el módulo está soldada, y estas conexiones de celdas provocan pérdidas eléctricas. Factores externos como las fluctuaciones de temperatura y eventos meteorológicos severos afectan el proceso de envejecimiento y el rendimiento. El plástico instalado, como en los módulos de vidrio y película, también experimenta un proceso de envejecimiento relacionado con los rayos UV. Las consecuencias son la delaminación y la reducción de potencia. Los fabricantes de módulos solares son conscientes del deterioro relacionado con la edad y, por lo tanto, suelen ofrecer garantías de potencia correspondientes de hasta 30 años, aunque la esperanza de vida de los módulos suele ser mayor. También se invierte mucho en investigación y desarrollo para hacer los módulos aún más potentes. Por ejemplo, ahora se producen módulos solares con más barras colectoras, lo que aumenta el rendimiento de los módulos. Además, en lugar de silicio procesado, se están realizando experimentos con diversos sistemas adhesivos para evitar pérdidas en la transición.
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