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Solar
Enemigos de la Fotovoltaica: Derating, Efecto LID, Hotspot, Delaminación y LeTID
17/07/2024
Cuando una instalación fotovoltaica responde adecuadamente a las exigencias de suministro seguro y fiable, puede establecerse como una fuente principal de electricidad a gran escala. De todas formas, la tecnología fotovoltaica se enfrenta diariamente a grandes retos en cuanto a calidad, instalación, operación y desmantelamiento. Este artículo aborda los cinco grandes enemigos de la fotovoltaica.
Derating
¿Qué es el Derating?
El derating es la pérdida de potencia en los inversores fotovoltaicos debido a factores del entorno como el calor, la altura y la tensión, lo cual puede detener su producción si se lleva al extremo. Este fenómeno es especialmente crítico en zonas con altas temperaturas.
Causas del Derating
- Temperatura: Los inversores generan calor al convertir corriente continua en alterna. Cuando la temperatura ambiental es alta, los inversores limitan su potencia para proteger sus componentes internos.
- Altura de la instalación: La baja densidad del aire a gran altura puede facilitar la ionización a altos voltajes, afectando el rendimiento del inversor.
- Tensión de corriente continua: Mantener el rango de tensión de operación es vital para evitar el derating.
¿Cómo prevenir el Derating?
- Instalación adecuada: Seguir las recomendaciones del fabricante sobre la ventilación y evitar la exposición directa al sol.
- Calidad del equipo: Elegir inversores con componentes de alta calidad y ventilación eficiente, ya sea forzada o por convección.
- Monitoreo regular: Revisar y mantener los equipos regularmente para asegurar su rendimiento óptimo.
Descubre todo lo que necesitas saber sobre el derating y cómo evitarlo en tus instalaciones fotovoltaicas en el artículo completo.
Efecto LID (Light Induced Degradation)
¿Qué es el Efecto LID?
El efecto LID se refiere a la degradación de los módulos fotovoltaicos debido a reacciones químicas en las células de silicio. Este fenómeno causa una pérdida de potencia y eficiencia en los módulos durante los primeros meses de exposición solar, resultando en una disminución de hasta un 10% de su potencia inicial.
Causas del Efecto LID
El principal responsable es la reacción del boro con elementos como oxígeno, hierro o cobre presentes en la célula de silicio. Aunque disminuir el boro podría parecer una solución, su presencia es esencial para la generación de electricidad. Las reacciones del boro con oxígeno forman complejos boro-oxígeno, reduciendo el flujo de electrones y, por ende, la eficiencia del módulo.
El LID afecta especialmente a los módulos monocristalinos tipo P-Type debido a la dificultad de eliminar el oxígeno durante la fabricación. Las células N-Type, dopadas con fósforo en lugar de boro, presentan una resistencia superior al LID.
¿Como detectar el Efecto LID?
El LID no es detectable a simple vista; el primer indicio es una caída en el rendimiento de los paneles. Para medir el daño, se utilizan equipos especializados de electroluminiscencia, que revelan defectos internos del módulo.
¿Cómo prevenir el Efecto LID?
• Aplicar altas temperaturas y corrientes.
• Utilizar tecnologías avanzadas de láser o LED.
• Eliminar el oxígeno dentro de la célula, aunque es costoso.
• Sustituir el boro por galio.
Para profundizar en el impacto del efecto LID y descubrir soluciones avanzadas para mitigar este problema, te invitamos a leer el artículo completo.
Hotspot o punto caliente
¿Qué es un Hotspot?
Un hotspot es una zona dentro del módulo fotovoltaico que se calienta excesivamente, pudiendo ocasionar la destrucción del módulo o incluso un incendio. Este problema se debe a una elevada resistencia en una zona específica del módulo, convirtiendo esa área en un consumidor de electricidad que genera calor, superando los 200ºC.
¿Qué causa los Hotspots en los módulos fotovoltaicos?
Los hotspots en los módulos fotovoltaicos son un problema crítico que afecta directamente a la eficiencia de producción. Estos pueden originarse por varios factores como, por ejemplo, defectos internos, sombreados del entorno, soldaduras rotas debido a procesos de fabricación deficientes o manipulación inadecuada. Además, las interconexiones de células rotas y la suciedad acumulada, junto con los sombreados permanentes causados por árboles, chimeneas u otros obstáculos, también contribuyen a la formación de hotspots. Identificar y mitigar estos problemas es esencial para mantener la eficiencia y la longevidad de los sistemas fotovoltaicos.
¿Cómo se detectan los Hotspots?
La detección de un hotspot en una instalación fotovoltaica es crucial para prevenir daños graves y mantener la eficiencia. Un hotspot puede comenzar con la rotura de un punto de contacto, lo que lleva a un calentamiento lento y continuo. Este calentamiento puede provocar un posible arco eléctrico con la llama permaneciendo en el material circundante y en casos extremos, esto puede culminar en un incendio en la planta fotovoltaica. Detectar estos signos tempranos y realizar inspecciones regulares es vital para evitar la formación de hotspots y asegurar uso seguro y eficiente de los módulos fotovoltaicos.
Prevención de Hotspots:
- Comprar material de marcas reconocidas y comprobadas con procesos de fabricación certificados.
- Asegurar un transporte adecuado de los módulos.
- Seguir las instrucciones de montaje del fabricante durante la instalación.
- Limpiar los módulos regularmente según las condiciones del lugar.
- Revisar y monitorizar la planta periódicamente, utilizando equipos especiales de medida.
Para aprender más sobre cómo prevenir y detectar hotspots en tus instalaciones fotovoltaicas, te invitamos a leer el artículo completo.
Delaminación
¿Qué es la delaminación?
La delaminación es la pérdida de adhesión de las diferentes capas que forman un módulo fotovoltaico. Este defecto puede aparecer en una etapa temprana y agravarse durante la vida útil del módulo.
¿Qué causa la delaminación de un módulo fotovoltaico?
La delaminación puede ser causada por una fabricación inadecuada y/o el uso de materiales de baja calidad. Factores como el transporte deficiente y la manipulación incorrecta durante la instalación también aumentan las probabilidades de delaminación. La exposición permanente a factores climatológicos como temperatura, humedad e irradiación UVA puede acelerar este proceso en módulos de baja calidad.
Detección y prevención de la Delaminación
La delaminación se puede detectar mediante inspección visual, observando cambios de color, manchas lechosas en la parte frontal del módulo y la formación de burbujas en la parte trasera.
¿Cómo prevenimos la Delaminación?
- Comprar material de marcas conocidas y comprobadas con procesos de fabricación certificados.
- Asegurar un transporte adecuado, manteniendo los módulos paletizados y sin pesos encima.
- Manipular los módulos con cuidado durante la instalación, siguiendo las instrucciones del fabricante.
- Revisar regularmente la planta, realizando inspecciones visuales y con equipos especiales al menos una vez al año.
¿Cómo afecta la delaminación a los módulos fotovoltaicos?
La delaminacion lejos del borde del módulo puede afectar el rendimiento sin constituir un problema de seguridad inmediata. Sin embargo, si se extienden hacia el borde, pueden permitir la entrada de aire y humedad, provocando corrosión y destrucción irreversible del módulo, afectando la integridad de la planta.
Para una guía completa sobre la detección, causas y prevención de la delaminación en módulos fotovoltaicos, no te pierdas nuestro artículo completo.
Efecto LeTID (Light and Elevated Temperature Induced Degradation)
¿Qué es el Efecto LeTID?
El efecto LeTID es un fenómeno reciente, descubierto en 2012, que afecta a los módulos fotovoltaicos, particularmente aquellos con células PERC. Similar al LID, el LeTID causa una pérdida de potencia por la exposición a la luz solar, pero se manifiesta a temperaturas de operación superiores a 50ºC (en el módulo), mientras que el LID se produce a temperaturas más bajas.
¿Cuáles son las caudas del Efecto LeTID y cómo se detecta?
Las investigaciones apuntan al hidrógeno como el principal sospechoso. Durante la fabricación de las células, los átomos de hidrógeno se difunden desde otras capas hacia la zona ancha de la célula. Las altas temperaturas de procesamiento parecen incrementar esta difusión, aumentando el riesgo de LeTID.
El problema es que el efecto LeTID no es visible sin equipos adecuados por lo que se detecta por una bajada anormal de rendimiento en los paneles. Al descartar otros defectos como hotspots o delaminaciones, se utilizan equipos de electroluminiscencia para diagnosticar el LeTID, similar al proceso utilizado para LID y otros defectos.
Prevención del Efecto LeTID
Laboratorios y fabricantes trabajan para entender y mitigar el LeTID. Algunas medidas en la fabricación de células PERC incluyen:
- Uso de materiales con bajo contenido de hidrógeno.
- Reducción de las temperaturas de tratamiento de las células.
- Utilización de obleas más finas.
Para obtener una visión completa sobre el efecto LeTID y las estrategias para prevenir su impacto en los módulos fotovoltaicos, te invitamos a leer el artículo completo.
Conclusión
Para evitar los efectos del LID, los hotspots, la delaminación, el LeTID o el derating, es crucial seleccionar cuidadosamente los materiales y fabricantes, optimizar los tratamientos de las obleas y seguir prácticas adecuadas de transporte, instalación y mantenimiento. La prevención y detección temprana de estos defectos no solo garantiza una mayor eficiencia y vida útil de las instalaciones fotovoltaicas, sino que también resulta en beneficios económicos a largo plazo. En Amara NZero, trabajamos a diario en soluciones de calidad con fabricantes de amplia experiencia para garantizar la máxima eficiencia y durabilidad de tus instalaciones. Visita nuestro catálogo y descubre una amplia gama de productos que cumplen con los más estrictos estándares de fabricación, rendimiento y calidad.
