La Universidad de Nueva Gales del Sur (UNSW) situada en Sídney (Australia) ha realizado un estudio para analizar el impacto de los efectos del cambio climático sobre los módulos fotovoltaicos en Australia. Los hallazgos muestran que la degradación de los módulos fotovoltaicos dará lugar a un aumento de hasta el 12% en la pérdida de energía, lo que conducirá a un incremento de aproximadamente el 10% en los precios de la energía para 2059.
Los módulos fotovoltaicos industriales a gran escala se están desplegando en numerosos países, ya que se espera que la tecnología solar se convierta en una de las mayores fuentes de energía renovable del mundo para 2026. Sin embargo, los cambios en las temperaturas provocados por el cambio climático suponen que los paneles solares corren un mayor riesgo de degradación debido a la exposición prolongada a las condiciones ambientales exteriores.
El estudio llevado a cabo por los investigadores de la UNSW y publicado en la revista Progress in Photovoltaics: Research and Applications, destaca la necesidad de tener en cuenta la evolución del clima en el diseño de módulos fotovoltaicos.
Los módulos fotovoltaicos comerciales a gran escala tienen una vida útil de unos 20 a 25 años, aunque se degradan naturalmente o pierden su eficiencia con el tiempo. Sin embargo, el tiempo y el clima locales influyen en la degradación de los módulos fotovoltaicos. Por ello, esta investigación arrancó con el objetivo de modelar estadísticamente la tasa de degradación promedio ponderada en toda Australia para los diferentes modos de degradación.
Degradación de módulos fotovoltaicos según el clima de la región
Los investigadores utilizaron proyecciones de modelos climáticos regionales para estudiar los niveles pronosticados de temperatura y humedad relativa en diferentes regiones de Australia, y rastrear su impacto en la degradación de los módulos fotovoltaicos.
El estudio analizó tres mecanismos de degradación que se observan típicamente en los módulos de silicio: degradación por hidrólisis, que considera la temperatura y la humedad relativa; degradación térmica, que tiene en cuenta los cambios de temperatura del módulo; y la fotodegradación, que tiene en cuenta la temperatura y la humedad de la radiación UV. La tasa de degradación promedio ponderada se calculó utilizando la probabilidad de ocurrencia de cada uno de estos mecanismos en diferentes tipos de clima.
Para evaluar el impacto del cambio climático en la degradación de los paneles solares, estimaron y pronosticaron los cambios en la tasa media ponderada de degradación de los módulos en un escenario de bajas y altas emisiones. En ambos escenarios, encontraron que las tasas de degradación de los módulos eran más altas en regiones con climas cálidos y húmedos en comparación con las zonas con condiciones climáticas más secas y menos húmedas.
También se espera que las regiones con altas tasas de degradación experimenten la mayor pérdida de energía, con una tasa de degradación promedio ponderada que casi se duplicará para finales de siglo. Por ello, la principal conclusión del estudio es que los productores de módulos fotovoltaicos deben tener en cuenta el cambio climático a la hora de diseñar los paneles solares. Los factores de estrés climático son cada vez más extremos y, como resultado, es probable que los módulos fotovoltaicos se reemplacen con más frecuencia en algunas regiones, según señalan los expertos.
Diseño de los paneles solares en función de los efectos del cambio climático
Los investigadores de la UNSW señalan que es importante entender cómo ayudar a los fabricantes a comprender qué módulos o qué tipos de tecnología funcionarán mejor, en función del rendimiento de degradación en tipos específicos de climas. Si bien los investigadores identificaron que la degradación térmica es el principal precursor de degradación de módulos solares en Australia, futuras investigaciones se centrarán en reducir el alcance de los ciclos térmicos en los módulos.
Por último, subrayan la necesidad de centrarse en mejorar el diseño de los módulos para limitar el aumento de temperatura, lo que garantizaría una mayor potencia de salida y una mejor vida útil. Esto beneficiará a las futuras plantas fotovoltaicas industriales a gran escala para elegir los módulos fotovoltaicos más rentables y resistentes al clima.