Como cada año, el Consorcio de Materiales de Módulos Duraderos (DuraMAT) del Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL) en Estados Unidos ha publicado un informe anual donde se detalla el desarrollo de su estrategia de pronóstico de confiabilidad, así como hallazgos clave sobre los impactos de las grietas en las células solares, los paneles solares de alta eficiencia, la degradación de materiales y el reciclaje.
Actualmente, las pruebas de confiabilidad en la industria solar se basan en factores observados en los módulos fotovoltaicos existentes. Sin embargo, dado el ritmo con el que avanzan las innovaciones en la industria, los valores de rendimiento de los módulos fotovoltaicos actuales no siempre son un indicador confiable de cara al futuro. En este contexto, DuraMAT introdujo un nuevo enfoque en su pronóstico de confiabilidad en 2023, que ha sido aplicado al desarrollo de seis proyectos en el marco de sus investigaciones de previsión de fiabilidad.
Estos proyectos pronostican posibles factores de degradación como la degradación inducida por los rayos ultravioleta (UV), la mecánica de fractura del vidrio y los mecanismos de degradación en encapsulantes, además de proporcionar un análisis más rápido de los datos de fallos. Los expertos esperan que obtener conocimientos de todas estas áreas les permita predecir la confiabilidad a largo plazo de los nuevos diseños de módulos fotovoltaicos.
Software de código abierto
En lugar del enfoque tradicional de comenzar con observaciones de campo de problemas a gran escala después de su implementación, el pronóstico de confiabilidad de DuraMAT comienza con preguntas de investigación fundamentales sobre cómo un material, interfaz, componente o módulo cambiará a lo largo de muchos años.
Este enfoque se basa en modelos cuantitativos y una validación rápida, lo que ha llevado al desarrollo de un software de código abierto y conjuntos de datos sobre temas como modelos mecánicos de materiales, carga de viento, mecánica de fracturas, difusión de humedad e irradiancia, todos ellos accesibles a través del centro de datos DuraMAT.
Proyectos de investigación sobre la degradación de paneles solares
Los proyectos recogidos en el informe exploraron dos mecanismos de degradación: el craqueo celular y la degradación UV. Los investigadores descubrieron que algunos módulos más nuevos con muchas barras colectoras, celdas medio cortadas y encapsulación de vidrio son más tolerantes a las celdas agrietadas y menos propensos a mostrar pérdidas de energía. Los cambios en el diseño del módulo, como la rotación de las celdas, también pueden hacer que los paneles solares sean menos sensibles a la rotura de las celdas.
Los investigadores de DuraMAT también descubrieron que la degradación inducida por los rayos UV parece ser un problema importante en los módulos recientes fabricados con células de alta eficiencia. Los expertos señalan que estos resultados son importantes, ya que la mayor degradación relacionada con la exposición a los rayos UV en las células solares modernas puede compensar algunas de las ganancias previstas para las células bifaciales y otras células de alta eficiencia. Por ello, DuraMAT está iniciando nuevas investigaciones para cuantificar esta degradación.