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Degradación de módulos fotovoltaicos de Silicio cristalino tras 12 años de operación en España.

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Dr. Mariano Sidrach. Universidad de Málaga (UMA). España
XVII Simposio Peruano de Energia Solar
IV Conferencia Latinoamericana de Energía Solar
Blog: solucionessolares.blogspot.com

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Degradación de módulos fotovoltaicos de Silicio cristalino tras 12 años de operación en España.

  1. 1. IV Conferencia Latinoamericana de Energía Solar XVII Simposio Peruano de Energía Solar 1 ­ 5 de noviembre de 2010.         Cusco ­ Perú 1 DEGRADACIÓN DE MÓDULOS FOTOVOLTAICOS DE SILICIO CRISTALINO TRAS 12 AÑOS DE OPERACIÓN EN ESPAÑA Mariano Sidrach-de-Cardona – msidrach@ctima.uma.es Paula Sánchez-Friera – paulasanchez@ctima.uma.es Michel Piliougine – michel@ctima.uma.es Javier Pelaez – javier_pelaez@hotmail.com Jesús Carretero –jecarretero@ctima.uma.es Llanos Mora-López – llanos@lcc.uma.es Dpto. de Física Aplicada II. Dpto. de Lenguajes y Ciencias de la Computación. Universidad de Málaga. Málaga, España.
  2. 2. Degradación de módulos fotovoltaicos de silicio monocristalino tras 12 años de operación en España IV Conferencia Latinoamericana de Energía Solar. XVII Simposio Peruano de Energía Solar. Taller CYTEC: Desarrollo y Difusión de la Generación Distribuida con Sistemas Fotovoltaicos Conectados a la Red. Cusco – Perú. 1 – 5 noviembre 20102 Instalación conectada a la red en la Universidad de Málaga: Año instalación: 1996 Potencia pico: 2 kWp Nº de módulos: 42 Potencia nominal: 53 Wp Nº células/módulo: 36 Tecnología: Silicio monocristalino Tamaño de célula: 103 mm Encapsulante: EVA Cara anterior: Vidrio templado Cara posterior: PVT/PET/PVF Cajas conexionado: 2 con diodos by-pass
  3. 3. Degradación de módulos fotovoltaicos de silicio monocristalino tras 12 años de operación en España IV Conferencia Latinoamericana de Energía Solar. XVII Simposio Peruano de Energía Solar. Taller CYTEC: Desarrollo y Difusión de la Generación Distribuida con Sistemas Fotovoltaicos Conectados a la Red. Cusco – Perú. 1 – 5 noviembre 20103 OBJETIVOS: •  Identificar los defectos más frecuentes que han aparecido en los módulos en este tiempo •  Correlacionarlos con cualquier posible variación en el comportamiento eléctrico de los módulos y comprender el posible impacto de los mismos. TAREAS: •  Medida de las curvas I-V de cada módulo y comparación con las medidas iniciales •  Inspección visual de los módulos •  Termografía infrarroja.
  4. 4. Degradación de módulos fotovoltaicos de silicio monocristalino tras 12 años de operación en España IV Conferencia Latinoamericana de Energía Solar. XVII Simposio Peruano de Energía Solar. Taller CYTEC: Desarrollo y Difusión de la Generación Distribuida con Sistemas Fotovoltaicos Conectados a la Red. Cusco – Perú. 1 – 5 noviembre 20104 INSPECCIÓN VISUAL: Defectos visuales más significativos y porcentaje de módulos y células afectados.
  5. 5. Degradación de módulos fotovoltaicos de silicio monocristalino tras 12 años de operación en España IV Conferencia Latinoamericana de Energía Solar. XVII Simposio Peruano de Energía Solar. Taller CYTEC: Desarrollo y Difusión de la Generación Distribuida con Sistemas Fotovoltaicos Conectados a la Red. Cusco – Perú. 1 – 5 noviembre 20105 Suciedad del vidrio: El área de las células afectadas varía entre 3% y 12%, con un valor medio de 8% para el total de la instalación.
  6. 6. Degradación de módulos fotovoltaicos de silicio monocristalino tras 12 años de operación en España IV Conferencia Latinoamericana de Energía Solar. XVII Simposio Peruano de Energía Solar. Taller CYTEC: Desarrollo y Difusión de la Generación Distribuida con Sistemas Fotovoltaicos Conectados a la Red. Cusco – Perú. 1 – 5 noviembre 20106 Delaminación frontal en la interfase célula-EVA Perímetro de las células Proximidades de las cintas de interconexión El 13% del total de la células de la planta de PV presenta este defecto .
  7. 7. Degradación de módulos fotovoltaicos de silicio monocristalino tras 12 años de operación en España IV Conferencia Latinoamericana de Energía Solar. XVII Simposio Peruano de Energía Solar. Taller CYTEC: Desarrollo y Difusión de la Generación Distribuida con Sistemas Fotovoltaicos Conectados a la Red. Cusco – Perú. 1 – 5 noviembre 20107 Oxidación de la rejilla frontal y de la capa antirreflectante Se observa en todas las células
  8. 8. Degradación de módulos fotovoltaicos de silicio monocristalino tras 12 años de operación en España IV Conferencia Latinoamericana de Energía Solar. XVII Simposio Peruano de Energía Solar. Taller CYTEC: Desarrollo y Difusión de la Generación Distribuida con Sistemas Fotovoltaicos Conectados a la Red. Cusco – Perú. 1 – 5 noviembre 20108 Puntos calientes Parte frontal Parte posterior Se observaron 7, (0,2 %) de las células
  9. 9. Degradación de módulos fotovoltaicos de silicio monocristalino tras 12 años de operación en España IV Conferencia Latinoamericana de Energía Solar. XVII Simposio Peruano de Energía Solar. Taller CYTEC: Desarrollo y Difusión de la Generación Distribuida con Sistemas Fotovoltaicos Conectados a la Red. Cusco – Perú. 1 – 5 noviembre 20109 Puntos calientes: Análisis de infrarojos Formación de un punto caliente por sombreado parcial en una célula solar con polaridad inversa
  10. 10. Degradación de módulos fotovoltaicos de silicio monocristalino tras 12 años de operación en España IV Conferencia Latinoamericana de Energía Solar. XVII Simposio Peruano de Energía Solar. Taller CYTEC: Desarrollo y Difusión de la Generación Distribuida con Sistemas Fotovoltaicos Conectados a la Red. Cusco – Perú. 1 – 5 noviembre 201010 Parámetros característicos de la instalación PV en condiciones estándar antes y después de 12 años de exposición
  11. 11. Degradación de módulos fotovoltaicos de silicio monocristalino tras 12 años de operación en España IV Conferencia Latinoamericana de Energía Solar. XVII Simposio Peruano de Energía Solar. Taller CYTEC: Desarrollo y Difusión de la Generación Distribuida con Sistemas Fotovoltaicos Conectados a la Red. Cusco – Perú. 1 – 5 noviembre 201011 Distribución normal del Pmp al inicio y al final del período de degradación
  12. 12. Degradación de módulos fotovoltaicos de silicio monocristalino tras 12 años de operación en España IV Conferencia Latinoamericana de Energía Solar. XVII Simposio Peruano de Energía Solar. Taller CYTEC: Desarrollo y Difusión de la Generación Distribuida con Sistemas Fotovoltaicos Conectados a la Red. Cusco – Perú. 1 – 5 noviembre 201012 Variación de los parámetros característicos de cada módulo fotovoltaico de la instalación.
  13. 13. Degradación de módulos fotovoltaicos de silicio monocristalino tras 12 años de operación en España IV Conferencia Latinoamericana de Energía Solar. XVII Simposio Peruano de Energía Solar. Taller CYTEC: Desarrollo y Difusión de la Generación Distribuida con Sistemas Fotovoltaicos Conectados a la Red. Cusco – Perú. 1 – 5 noviembre 201013 CONCLUSIONES: Los principales defectos visuales encontrados son: •  Suciedad irreversible del vidrio en el borde inferior de los módulos •  Oxidación de la rejilla de metalización y la capa AR de las células •  Delaminación localizada en la interfase de célula-encapsulante. La pérdida de la potencia pico de la instalación ha sido del 11,6% aproximadamente, un 1 % anual. Las pérdidas en la potencia máxima se deben, casi en su totalidad, a las pérdidas en la corriente de cortocircuito. Es destacable que a pesar de los defectos visuales observados en los módulos fotovoltaicos, el rendimiento eléctrico de la instalación es bueno y dentro de la garantía ofrecida por el fabricante.
  14. 14. Degradación de módulos fotovoltaicos de silicio monocristalino tras 12 años de operación en España IV Conferencia Latinoamericana de Energía Solar. XVII Simposio Peruano de Energía Solar. Taller CYTEC: Desarrollo y Difusión de la Generación Distribuida con Sistemas Fotovoltaicos Conectados a la Red. Cusco – Perú. 1 – 5 noviembre 201014 Muchas gracias por su atención Mariano Sidrach de Cardona msidrach@ctima.uma.es

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