Un estudio reciente de un organismo de certificación internacional descubrió que la resistencia de los paneles solares al desgaste varía mucho, pero dónde se fabrican tiene poco que ver con la calidad.
El informe, el PVEL-GTM
Cuadro de mando de confiabilidad del módulo fotovoltaico
fue publicado por Noruega
DNV GL
. Las pruebas, realizadas por PV Evolution Labs (PVEL), incluyeron cinco categorías de pruebas. El número de fabricantes de módulos fotovoltaicos que participaron varió de 17 a 22, según la prueba.
Los módulos se probaron para determinar cómo su eficiencia de conversión solar resistió diversos grados de estrés. La "eficiencia" de las células solares se refiere a la proporción de energía de la luz solar que se puede convertir a través de la energía fotovoltaica en electricidad. En promedio, los paneles solares actuales tienen una tasa de eficiencia solar del 15% al 18% (las mejores fotovoltaicas tienen una tasa de conversión de hasta el 22%). Por lo tanto, cada panel solar se probaría en función de su calificación de eficiencia inicial.
Kyocera
Los paneles solares producidos por Kyocera Corp. fueron uno de los dos productos de mejor rendimiento, según el estudio.
Las cinco categorías de prueba en el Cuadro de Mando de 2016 cubren cada una de las principales fuentes de degradación del rendimiento durante la vida útil de un módulo solar: ciclos térmicos repetidos, estrés de carga mecánica dinámica, condiciones de congelación de humedad, exposición al calor húmedo y degradación inducida por el potencial.
Del 55% al 60% de los módulos de alto rendimiento se fabricaron en China, según el estudio. "Esto demuestra que la ubicación de la fabricación no es un buen indicador de la fiabilidad", afirmó el estudio.
Los investigadores advirtieron que los resultados de sus pruebas deben tomarse con cautela, afirmando que "no hay una prueba más verdadera de la confiabilidad de un módulo solar que las condiciones del mundo real".
Pero, dado que el 85% de los 234 GW (un gigavatio son mil millones de vatios) de capacidad fotovoltaica global instalada ha estado en el campo durante menos de cinco años, pasarán más de 20 años antes de que se puedan recopilar datos de campo reales, según el informe. fijado.
Las pruebas y los resultados
En general, "muchos módulos fotovoltaicos funcionaron bien en todas las pruebas", según el informe. Por ejemplo, los productos de ocho fabricantes degradaron menos del 3% en la eficiencia de conversión solar después de someterse a la prueba de ciclo térmico cuatro veces. Sin embargo, 19 empresas participaron en la prueba de ciclo térmico con tasas de degradación de la eficiencia que variaban del 1% al 35%.
Las distintas capas de un módulo fotovoltaico.
La prueba de ciclo térmico consta de módulos que se calientan de 40 ° Celsius a 85 ° Celsius. Cuando la temperatura sube por encima de los 25 ° Celsius, la corriente de potencia máxima se inyecta en los módulos, provocando un calentamiento localizado si las juntas de soldadura se están degradando.
Cuatro de los siete módulos de alto rendimiento se fabricaron en China. Phono Solar (producido en Nanjing, China) y Kyocera Corp. (con sede en China pero producido en Tijuana, México) fueron los fabricantes con mejor desempeño, con menos del 1,5% de degradación. Otros módulos de alto rendimiento se produjeron en Taiwán.
Laboratorio DNV GL
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La prueba de calor húmedo también produjo resultados variables. Los módulos se mantuvieron a una temperatura constante de 85 ° Celsius y una humedad relativa del 85% durante 1000 ho
Veintiuna empresas participaron en la prueba de calor húmedo, con tasas de degradación que variaban del 0,6% al 58,8%. Seis de cada 10 de los módulos de mejor rendimiento fueron producidos en China. Los otros módulos superiores se produjeron en México, Taiwán y Singapur.
Otra prueba que produjo resultados de amplio alcance fue la prueba de degradación potencial inducida (PID), en la que se aplica 1kV (kilovoltio o 1.000 voltios) en condiciones de prueba de calor húmedo durante 100 horas. La prueba proporciona las condiciones de temperatura y humedad necesarias para estimular una mayor fuga de corrientes eléctricas.
Veintidós empresas participaron en la prueba PID, con tasas de degradación que varían de 0% a -58,3%. Siete de los 13 módulos de mejor rendimiento fueron producidos en China. Los módulos restantes de mejor rendimiento se produjeron en México, Taiwán, Singapur y Polonia.
Por qué se realizó el estudio
Una de las razones del estudio, afirmó DNV GL, es que el
caída dramática en el precio de los módulos
, que ayudó a catapultar la adopción, introdujo preocupaciones sobre la calidad.
Los costes de los módulos solares fotovoltaicos (PV) se han desplomado un 75% desde finales de 2009.
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"El Scorecard de confiabilidad del módulo PVEL-GTM PV tiene como objetivo abordar este problema crítico. Con su análisis de desempeño específico del proveedor, el Scorecard puede ayudar a los inversores y desarrolladores a generar estrategias de adquisición respaldadas por la calidad para garantizar la viabilidad del proyecto a largo plazo", declaró DNV GL.
Por lo general, una disminución del 20% en la eficiencia del módulo fotovoltaico se considera una falla, según el Laboratorio Nacional de Energía Renovable de EE. UU. (NREL). Pero no hay consenso sobre la definición de falla, porque un módulo de alta eficiencia degradado en un 50% aún puede tener una mayor eficiencia que un módulo no degradado de una tecnología menos eficiente.
La garantía estándar actual de 25 años generalmente se activa si los módulos se degradan más del 3% durante el primer año y a una tasa lineal hasta el 80% de su ración de energía original en el año 25, según GTM Research.
La mayoría de los instaladores solares incorporan en los contratos una tasa de degradación de la eficiencia fotovoltaica esperada que, por lo general, no supera el 20% durante la vigencia del contrato. Por ejemplo, SolarCity, el instalador solar residencial más grande de EE. UU.,
garantiza que la eficiencia de su panel
no se degradará por debajo de una calificación de eficiencia del 80% en un contrato de acuerdo de compra de energía (PPA) de 20 años.
Un PPA es similar a un arrendamiento, pero usted paga un precio de gradiente predeterminado por kilovatio de energía solar generada durante un período de tiempo fijo, generalmente 20 años.
Dos tercios de la capacidad solar mundial se instalaron en los últimos cinco años. Se pronostica que las instalaciones solares se cuadriplicarán a fines de la década y crecerán a 528,1 GW para fines de 2020, según GTM Research.
"La popularidad de la energía solar sigue creciendo, pero es crucial seleccionar equipos que funcionen con éxito a largo plazo", dijo Jenya Meydbray, vicepresidenta de Estrategia y Desarrollo de DNV GL, en un comunicado. "Desarrollar una comprensión del rendimiento de los módulos a medida que envejecen en el campo resaltará los riesgos tecnológicos y permitirá la implementación de una estrategia de aseguramiento de la calidad de las adquisiciones eficaz".
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