El proyecto CTS1000+ del Centro Fraunhofer de Fotovoltaica de Silicio CSP y el Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energía Solar ISE, en colaboración con socios industriales, ha logrado alcanzar un aumento de rendimiento del 3%, además de otro 3% más de densidad de potencia de los módulos fotovoltaicos.
Al combinar muchas pequeñas mejoras en los componentes y en el proceso de fabricación, los investigadores consiguieron un aumento del rendimiento en el rango del 3% para los módulos fotovoltaicos. Además, descubrieron que con la introducción de células solares más grandes y divididas en el módulo fotovoltaico, la densidad de potencia podría aumentarse en un 3% más. El socio del proyecto y fabricante de módulos fotovoltaicos Heckert Solar ha adoptado el diseño de módulo adaptado para su nueva planta de producción en Langenwetzendorf.
El proyecto CTS1000+ muestra que, cuando se trata de módulos solares, resulta interesante acompañar la conversión necesaria a formatos de células solares grandes directamente con la optimización de los módulos. En la compleja interacción de la óptica, la electricidad y el equilibrio térmico del módulo fotovoltaico, las ventajas se acumulan rápidamente y conducen a efectos cada vez más intensos.
En particular, un dimensionamiento optimizado de la interconexión para las semiceldas y mejores materiales pudieron aumentar aún más el rendimiento de los prototipos de módulos. Al mismo tiempo, el coste por vatio de potencia disminuyó gracias a una mejor combinación de materiales y un uso más eficiente de los mismos.
Reducción de costes y de recursos
Muchas de las mejoras se basaron en la modelización. Un bastidor optimizado mediante simulaciones ahorra aluminio y reduce la huella ecológica y los costes de los módulos fotovoltaicos, manteniendo al mismo tiempo la misma estabilidad mecánica, según explican los investigadores.
También se podrían lograr costes de material reducidos a través de conectores de celda más delgados, señalan. Utilizando un modelo de simulación holístico, el equipo de investigación de Fraunhofer ISE determinó el equilibrio óptimo entre el rendimiento y la resistencia del conector de la celda. Con la ayuda de la ‘laminación virtual’, los científicos también pudieron lograr tiempos de proceso más cortos con la misma calidad de proceso.
Detección de defectos en uniones
Como parte del proyecto, el socio del proyecto DENKweit desarrolló un dispositivo de medición de flujos de corriente basado en la detección de campos magnéticos.
Como resultado, se podrían ampliar las posibilidades de detectar defectos en las uniones soldadas. La nueva generación de sensores también se utilizó en el proyecto para investigar trayectorias de corriente distribuidas de manera desigual en el módulo fotovoltaico.
Tal y como señalan los investigadores, un aumento del 1% para una capacidad de producción de 100 MW al año implica un beneficio adicional de 200.000 euros para el fabricante de módulos. Para 1 GW, esto supone 2 millones de euros, por lo que este tipo de estudios podrían tener un gran impacto en las aplicaciones de módulos fotovoltaicos.