Esperanza de vida de los paneles solares fotovoltaicos.
publicado: 07/10/13, 13:51
Predecir la esperanza de vida de los paneles solares.
Los paneles solares están expuestos a diversas condiciones ambientales, que degradan el material con los años. Investigadores del Instituto Fraunhofer de Mecánica de Materiales (IWM) en Friburgo de Brisgovia (Baden-Württemberg) han desarrollado un método por el cual el efecto de estas influencias puede calcularse a largo plazo. Esto permite predicciones confiables de la vida útil de los paneles.
Aunque la mayoría de los fabricantes de paneles brindan a sus clientes una garantía de hasta 25 años, ellos mismos no pueden juzgar de manera confiable la vida útil esperada de los paneles. Para ser autorizados para su funcionamiento, los módulos solares deben cumplir ciertos estándares. Para ello, se exponen a altas temperaturas o fuertes cargas mecánicas en diferentes experimentos. "Sin embargo, los resultados indican solo la robustez de una nueva muestra frente a cargas extremas a corto plazo. Para determinar la vida real, los efectos relacionados con la edad, como la fatiga del material, son por el contrario relevantes, y sólo ocurren con el tiempo ”, explica Alexander Fromm del Instituto Fraunhofer IWM.
Científicos del IWM están trabajando, en el marco del proyecto "Fiabilidad de los módulos fotovoltaicos II" financiado por el Ministerio Federal de Medio Ambiente (BMU), en un nuevo método para predecir la vida útil de los módulos solares. "Con nuestro principio de dos partes, combinamos datos de medición reales con simulación digital", explica Fromm. Para hacer esto, los científicos están estudiando primero en el campo el impacto de la tensión mecánica en la instalación. Efectivamente, el peso de la nieve, las variaciones de temperatura y las ráfagas de viento generan tensiones mecánicas o deformaciones en los paneles. Esto conduce a largo plazo a la fatiga del material. El material de encapsulado a base de plástico y especialmente los conectores de celda (tiras delgadas de cobre con las que se unen las celdas solares) son particularmente sensibles.
Para comprender los factores que influyen en el material, los investigadores equiparon un módulo solar completo con sensores que miden, a través de variaciones de resistencia, las deformaciones en la superficie de los componentes. Entonces, se podrían calcular las tensiones mecánicas del material. Durante la evaluación, los científicos descubrieron que incluso un viento ligero es suficiente para generar una vibración en el módulo. Esta vibración es tanto más pronunciada cuanto mayor es la temperatura ambiente. Además, la frecuencia de oscilación aumenta con el tiempo, porque el material plástico se vuelve, bajo la acción de la radiación UV, más rígido y quebradizo.
Posteriormente, se desarrolló un modelo de simulación 3D detallado para el módulo solar. Sobre la base de los resultados de la medición en el campo, se realizan deducciones mediante cálculos numéricos para explicar cómo las influencias ambientales impactan los componentes del módulo a largo plazo, y qué tensiones mecánicas ocurren en el material. "Por ejemplo, descubrimos mediante simulación que la fragilización inducida por los rayos UV juega un papel mucho más importante en la fatiga del material de lo que pensamos", dice Fromm. Para predecir la vida útil de un módulo, los investigadores combinan mediciones de campo con valores de resistencia característicos conocidos de los materiales correspondientes. Estas cifras ilustran desde qué grado de tensión es probable que el material se rompa o se suelte.
El proceso está listo para usarse hoy. Sin embargo, para crear predicciones óptimas y confiables, los desarrolladores necesitan datos de materiales lo más detallados posible, así como información sobre la geometría del módulo bajo prueba. "Nuestro método no ofrece una prueba masiva, sino que al contrario se adapta a cada cliente", explica Fromm. Basándose en sus cálculos, los investigadores no solo pueden sacar conclusiones sobre la vida útil esperada, sino también destacar el potencial de mejora en términos de geometría y material. Finalmente, estos resultados permiten estudiar los diferentes materiales y las tensiones mecánicas características de cada uno de ellos en el módulo.
http://www.bulletins-electroniques.com/ ... /74063.htm
A través de: http://www.isolation-chauffage.com/nouv ... 2/#msg5342
Los paneles solares están expuestos a diversas condiciones ambientales, que degradan el material con los años. Investigadores del Instituto Fraunhofer de Mecánica de Materiales (IWM) en Friburgo de Brisgovia (Baden-Württemberg) han desarrollado un método por el cual el efecto de estas influencias puede calcularse a largo plazo. Esto permite predicciones confiables de la vida útil de los paneles.
Aunque la mayoría de los fabricantes de paneles brindan a sus clientes una garantía de hasta 25 años, ellos mismos no pueden juzgar de manera confiable la vida útil esperada de los paneles. Para ser autorizados para su funcionamiento, los módulos solares deben cumplir ciertos estándares. Para ello, se exponen a altas temperaturas o fuertes cargas mecánicas en diferentes experimentos. "Sin embargo, los resultados indican solo la robustez de una nueva muestra frente a cargas extremas a corto plazo. Para determinar la vida real, los efectos relacionados con la edad, como la fatiga del material, son por el contrario relevantes, y sólo ocurren con el tiempo ”, explica Alexander Fromm del Instituto Fraunhofer IWM.
Científicos del IWM están trabajando, en el marco del proyecto "Fiabilidad de los módulos fotovoltaicos II" financiado por el Ministerio Federal de Medio Ambiente (BMU), en un nuevo método para predecir la vida útil de los módulos solares. "Con nuestro principio de dos partes, combinamos datos de medición reales con simulación digital", explica Fromm. Para hacer esto, los científicos están estudiando primero en el campo el impacto de la tensión mecánica en la instalación. Efectivamente, el peso de la nieve, las variaciones de temperatura y las ráfagas de viento generan tensiones mecánicas o deformaciones en los paneles. Esto conduce a largo plazo a la fatiga del material. El material de encapsulado a base de plástico y especialmente los conectores de celda (tiras delgadas de cobre con las que se unen las celdas solares) son particularmente sensibles.
Para comprender los factores que influyen en el material, los investigadores equiparon un módulo solar completo con sensores que miden, a través de variaciones de resistencia, las deformaciones en la superficie de los componentes. Entonces, se podrían calcular las tensiones mecánicas del material. Durante la evaluación, los científicos descubrieron que incluso un viento ligero es suficiente para generar una vibración en el módulo. Esta vibración es tanto más pronunciada cuanto mayor es la temperatura ambiente. Además, la frecuencia de oscilación aumenta con el tiempo, porque el material plástico se vuelve, bajo la acción de la radiación UV, más rígido y quebradizo.
Posteriormente, se desarrolló un modelo de simulación 3D detallado para el módulo solar. Sobre la base de los resultados de la medición en el campo, se realizan deducciones mediante cálculos numéricos para explicar cómo las influencias ambientales impactan los componentes del módulo a largo plazo, y qué tensiones mecánicas ocurren en el material. "Por ejemplo, descubrimos mediante simulación que la fragilización inducida por los rayos UV juega un papel mucho más importante en la fatiga del material de lo que pensamos", dice Fromm. Para predecir la vida útil de un módulo, los investigadores combinan mediciones de campo con valores de resistencia característicos conocidos de los materiales correspondientes. Estas cifras ilustran desde qué grado de tensión es probable que el material se rompa o se suelte.
El proceso está listo para usarse hoy. Sin embargo, para crear predicciones óptimas y confiables, los desarrolladores necesitan datos de materiales lo más detallados posible, así como información sobre la geometría del módulo bajo prueba. "Nuestro método no ofrece una prueba masiva, sino que al contrario se adapta a cada cliente", explica Fromm. Basándose en sus cálculos, los investigadores no solo pueden sacar conclusiones sobre la vida útil esperada, sino también destacar el potencial de mejora en términos de geometría y material. Finalmente, estos resultados permiten estudiar los diferentes materiales y las tensiones mecánicas características de cada uno de ellos en el módulo.
http://www.bulletins-electroniques.com/ ... /74063.htm
A través de: http://www.isolation-chauffage.com/nouv ... 2/#msg5342