Energía solar capaz de resistir el “azote climático”

Las temperaturas en el mundo aumentan y, a medida que esto ocurre, las evidencias sugieren que experimentaremos una mayor volatilidad entre los extremos climáticos. Los investigadores han bautizado a este efecto como el “azote climático”, y creen que probablemente tenga su origen en el calentamiento del Ártico y en el cambio climático.1 <a href="https://e360.yale.edu/features/climate-whiplash-wild-swings-in-extreme-weather-are-on-the-rise" target="_blank">https://e360.yale.edu/features/climate-whiplash-wild-swings-in-extreme-weather-are-on-the-rise</a>  Entre las posibles consecuencias que este efecto podría traer consigo estaría el aumento de las oscilaciones extremas entre temperaturas de congelación y de descongelación, lo que haría necesario contar con unos paneles solares más fiables. No todos los paneles solares funcionan igual ante cambios de temperatura y humedad salvajes. Un sistema de bajo rendimiento limitará su sostenibilidad y su rentabilidad financiera.

Con 35 años de experiencia y más de 30 millones de paneles a nuestras espaldas, la inversión en I+D líder en el sector de SunPower2 Cifras basadas en la inversión acumulada desde 2007 hasta 2018. Osborne. ”Análisis de gasto en I+D de 21 fabricantes de paneles fotovoltaicos". PVTech.com 2019. ha conseguido reforzar nuestra tecnología solar para que funcione al máximo rendimiento en condiciones difíciles. Nuestros emblemáticos paneles Maxeon mantienen su potencia entre 2 y 3 veces mejor que los paneles convencionales3 Jordan et. al., Robust PV Degradation Methodology and Application (Metodología y aplicación sobre la degradación de células fotovoltaicas robustas). PVSC 2018. , y están respaldados por la garantía más potente del sector solar.4 Según la revisión de enero de 2019 de las garantías en los sitios web de los 20 fabricantes principales en IHS 2018.  Los paneles Maxeon también tienen una tasa de garantía de devolución baja, de solo el 0,005 %, medida en más de 15 millones de paneles.5 “Un estudio comparativo: tasa de reclamaciones de garantía de los módulos solares de CC SunPower frente a la de los paneles convencionales”. SunPower Corporation. 2019.

Trabajadores de SunPower dan los últimos retoques a nuestros emblemáticos paneles Maxeon.

Diseño con vistas a la fiabilidad

En condiciones de gran amplitud térmica, cuando las temperaturas oscilan de muy frías a muy calientes, las células y cintas metálicas que hay en el interior de los paneles solares se contraen y expanden a velocidades distintas. Con el tiempo, las células sin una base de metal sólido pueden acabar rompiéndose. Gracias a su base de cobre patentada, en condiciones difíciles, las células SunPower^® Maxeon^® solo se doblan cuando las demás se rompen.

Este efecto se agrava si debido a la lluvia, la nieve o al aire costero, la humedad penetra en el panel solar a temperaturas superiores a la de congelación. En la parte fría del ciclo, este agua puede congelarse. El hielo resultante se expande y puede dañar el área circundante.

Es algo muy parecido a cuando las carreteras se descongelan y se vuelven a congelar. A temperaturas superiores a la de congelación, la humedad se abrirá paso por cualquier pequeña grieta del pavimento. Luego, cuando las temperaturas bajan, el agua comienza a congelarse y a expandirse desde el interior del pavimento agrietado, aumentando el tamaño de la grieta. El agua se expande en un 10 % cuando se congela, y puede ejercer más de 2070 bares de presión a medida que se expande. En resumen, y tanto si hablamos de carreteras como de paneles solares, no hay forma de evitar que el agua congelada inflija daños desde dentro hacia fuera. Luego, cuando el clima cálido vuelve a derretir el hielo, el ciclo de daño vuelve a comenzar.

El mismo mecanismo que destruye carreteras durante el invierno también induce la pérdida de energía en paneles solares de inferior calidad.

Además de proteger contra la rotura, las células cimentadas sobre cobre estañado de Maxeon protegen contra la corrosión, que puede causar la degradación y el fallo de los paneles convencionales.

SunPower también ha diseñado sus paneles sin el uso de encapsulante EVA, un ingrediente que se encuentra en más del 90 % de los paneles solares.6 International Technology Roadmap for Photovoltaic (ITRPV) – Marzo de 2019.  La investigación ha demostrado que los módulos basados en EVA son vulnerables al estrés físico a bajas temperaturas7 Effect of Encapsulation Modulus on the Respons"Efecto de los módulos de encapsulación sobre la respuesta de los módulos fotovoltaicos al estrés mecánico", Rafal Mickiewicz et al, Fraunhofer Center for Sustainable Energy Systems. , ya que el EVA se vuelve rígido, y pasa la tensión a las células subyacentes. Un encapsulante frágil con células frágiles tiene más probabilidades de agrietarse que el diseño robusto de Maxeon, que puede flexionarse y mantiene sus conexiones eléctricas, incluso si se produce el agrietamiento. Y, como demostró el vídeo anterior, eso puede suponer un grave riesgo.

Sometemos a nuestros paneles a pruebas por dentro y por fuera

Sometemos a los paneles Maxeon a una prueba brutal llamada Humidity Freeze (Congelación con humedad) que imita el azote de un ciclo de congelación-descongelación. La prueba implica una oscilación de temperatura de -40 a +85 °C, 5 ciclos por día, en condiciones de alta humedad (85 % HR) en la parte superior del ciclo. 

Los técnicos de SunPower cargan un panel Maxeon en una cámara de pruebas de laboratorio.

Las pruebas revelan que los paneles de SunPower apenas sufren el impacto de este estrés, incluso después de 380 ciclos (lo que supera en 38 veces lo que se requiere para la certificación). Los paneles convencionales, por el contrario, muestran pérdida de potencia después de 10 a 20 ciclos.

Los patrones climáticos extremos podrían llegar a ser la nueva norma. Pero SunPower se mantiene firme en su compromiso por cambiar el modo en que el mundo se abastece de energía. Al igual que nuestros clientes resisten a los rigores del cambio climático, nuestros paneles resistirán a las condiciones más duras. Juntos, podemos marcar una diferencia en la lucha contra un planeta víctima del calentamiento global.