Un estudio de cinco años de Sandia Labs sobre la degradación de los módulos solares muestra que 13 de los 23 tipos de módulos probados tienen una vida útil efectiva superior a 30 años.
Un equipo dirigido por investigadores fotovoltaicos de Sandia ha completado un estudio de degradación de cinco años de 834 módulos fotovoltaicos de campo, que representan 13 tipos de módulos de siete fabricantes en tres climas. Su objetivo era cuantificar las tasas de degradación de tecnologías fotovoltaicas recientes y ampliamente utilizadas y dar a conocer públicamente los resultados para informar a las partes interesadas y las mejores prácticas.
El artículo Progress in Photovoltaics del equipo presenta los resultados de su estudio y representa años de trabajo en el Laboratorio de Evaluación de Sistemas Fotovoltaicos de Sandia y en laboratorios asociados del Laboratorio Nacional de Energías Renovables y la Universidad de Florida Central.
El mercado fotovoltaico cambia continuamente y faltan datos de campo a largo plazo sobre estas nuevas tecnologías, lo que plantea la cuestión de si la durabilidad se ha visto afectada o no. Comprar módulos fotovoltaicos directamente en el mercado abierto nos permite realizar un análisis imparcial e informar al público de manera onmipresente al publicar también los datos.
La asociación con el NREL y la UCF era imprescindible para un estudio de este tipo porque nos permitió instalar sistemas idénticos en climas distintos y caracterizarlos siguiendo un plan de medición bien controlado y armonizado.
Marios Theristis, jefe del equipo.
Según los investigadores, el coste de los módulos fotovoltaicos se ha reducido drásticamente (hasta un 85% según un informe reciente del NREL) en la última década, gracias a las economías de escala, el uso de nuevos diseños de células de mayor eficiencia, la automatización de las líneas de producción, módulos más grandes y cambios en la lista de materiales, como cristales y marcos más finos, nuevos encapsulantes y láminas posteriores, etc.
Sin embargo, estos cambios en los diseños y materiales de los módulos podrían afectar a su durabilidad y fiabilidad, y el coste nivelado de la electricidad es sensible a la tasa de degradación de la potencia. A medida que aumenta la degradación de la potencia, aumenta el coste nivelado de la electricidad y disminuye la vida útil del sistema.
Los científicos midieron la degradación del rendimiento de los módulos fotovoltaicos instalados en Nuevo México, Colorado y Florida. Midieron el rendimiento en condiciones de prueba estándar al inicio del estudio, examinaron la estabilización inicial de la potencia y volvieron a probar periódicamente los módulos durante los cinco años siguientes para controlar los índices de degradación a lo largo del tiempo.
Comprobaron que los índices de degradación son muy poco lineales a lo largo del tiempo y que algunos tipos de módulos presentan variaciones estacionales. Los valores medios y medianos de la tasa de degradación del -0,6% anual coincidían con las tasas medidas en módulos más antiguos. De los 23 sistemas estudiados, seis presentaban índices de degradación que excederían los límites de garantía en el futuro, mientras que 13 demostraban el potencial de alcanzar una vida útil superior a 30 años, suponiendo que las tendencias de los índices de degradación se hubieran estabilizado.
Se trata de un resultado alentador. Con el aumento de las instalaciones fotovoltaicas, los consumidores y otras partes interesadas estarán interesados en saber que la durabilidad de la energía fotovoltaica parece ser consistente frente a las rápidas mejoras tecnológicas y reducciones de costes. Sin embargo, también es preocupante que el 26% de los sistemas puedan superar los límites de garantía. Todavía existen oportunidades para reducir los índices de degradación a niveles que permitan una vida útil aún mayor de los módulos fotovoltaicos. Por ejemplo, para una vida útil de 35 y 50 años, los módulos FV deberían funcionar con valores de tasa de degradación superiores al -0,55% anual y al -0,4% anual, respectivamente.
Marios Theristis
Los científicos también plantearon importantes puntos de debate. La forma de definir el índice de degradación, ya sea en relación con las especificaciones o con el índice inicial posterior a la estabilización, puede influir en el índice resultante. Este índice resultante puede tener una influencia significativa en los costes de compra, las reclamaciones de garantía y seguros o los estudios de viabilidad para la financiación de proyectos.
Marios señaló que los consumidores y las partes interesadas en obtener más información sobre los módulos probados pronto podrán ver todos los datos de las pruebas flash recopilados en Sandia, el Laboratorio Nacional de Energías Renovables y el Centro de Energía Solar de Florida de la Universidad de Florida Central en DuraMAT DataHUB.
Este estudio es un gran ejemplo de cómo los laboratorios nacionales colaboran con las universidades para responder a preguntas críticas sobre la durabilidad de las tecnologías de energía solar. Pocas instituciones son capaces de sostener experimentos de larga duración que impliquen un número tan grande de módulos.
Joshua Stein, científico principal de Sandia.
Seguimos desplegando nuevas tecnologías a medida que están disponibles en el mercado. Por lo tanto, seguiremos informando sobre todas las etapas de la vida útil fotovoltaica, y también aprovecharemos las mediciones de campo, junto con los datos de imágenes, para dar atributos a lo que impulsa la degradación y por qué.
Marios Theristis
Vía www.sandia.gov
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