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Personal investigador del CIEMAT desarrolla un método de reparación que alarga la vida útil de los módulos solares fotovoltaicos
Personal investigador de la Unidad de Energía Solar Fotovoltaica del departamento de Energía del CIEMAT ha publicado un artículo en la revista "Renewable Energy" que recoge un método para la localización y reparación de un tipo de averías, la interrupción de las tiras de interconexión que unen las células de los módulos solares fotovoltaicos, y que recupera la potencia perdida por el modulo.
En el artículo, titulado "Advances in the location and repairing of ribbon interruptions in photovoltaic modules" (Avances en la localización y reparación de interrupciones de tiras interconexión en módulos fotovoltaicos), se propone un método de localización y reparación de módulos fotovoltaicos rápido, sencillo, y que alarga la vida útil de los módulos solares fotovoltaicos. Esto supone una menor necesidad de fabricar nuevos módulos para su sustitución y, por consiguiente, menos gasto energético y de materias primas. Cabe destacar que el despliegue de la potencia fotovoltaica instalada y su tasa de crecimiento en España supondrá la necesidad de reparar módulos que sufran averías, permitiendo la reducción de residuos de módulos fotovoltaicos.
En concreto, el artículo se centra en un tipo de averías que representa en torno al 10% de las averías encontradas en módulos fotovoltaicos Esta avería consiste en la interrupción total o parcial de las tiras de interconexión que unen eléctricamente las células solares. La reparación propuesta permite recuperar la potencia perdida a causa de la avería. Además, el artículo propone una clasificación de interrupciones, según su tipo, y se describen los métodos para determinar su ubicación, destacando su simplicidad y bajo coste.
A este respecto, el investigador de la Unidad de Energía Solar Fotovoltaica y primer autor del trabajo, Félix García Rosillo, destaca que "La principal novedad que aportamos en el artículo fue el método no intrusivo que utilizamos para localizar interrupciones simples". Además, el método propuesto es rápido, económico y fácil de realizar y se basa en el uso de una brújula. En cuanto a la reparación, se localizan y reparan interrupciones de tiras de interconexión, tanto gemelas como individuales. Cabe destacar que, en un trabajo anterior, la reparación se realizó sólo en interrupciones gemelas, recuperando la mayor parte de la potencia original y el factor de llenado (FF) del módulo. En el artículo se explica que la reparación de interrupciones simples permite prevenir nuevas interrupciones. Se proporciona una clasificación de las interrupciones de tiras de interconexión, identificando un tipo particular de interrupción (denominada interrupción metaestable), que se caracteriza por su aparición intermitente en diferentes condiciones de funcionamiento.
En la Unidad de Energía Solar Fotovoltaica se trabaja en diferentes líneas de investigación para alargar la vida de los módulos fotovoltaicos, con el fin de incrementar la circularidad de esta fuente de energía. Las actividades incluyen la caracterización de módulos con defectos, evaluación del daño y potencial de recuperación, por métodos simples y asequibles. Así mismo se está trabajando en el análisis del ciclo de vida y en su evaluación económica para la reparación de los módulos fotovoltaicos en comparación con los nuevos módulos de potencia similar a los que se reparan. El objetivo es evaluar los beneficios ambientales y económicos de reparar módulos con interrupciones de tiras de interconexión frente a la compra de módulos nuevos de potencia similar. Los resultados preliminares indican que la reparación de módulos que presentan interrupciones de tiras de interconexión, es rentable.
El gran aumento de la capacidad fotovoltaica que ya se está produciendo, y que se prevé continuará según los objetivos a 2030 y 2050, generará una masa de residuo fotovoltaico que será necesario tratar de manera eficiente. Según las proyecciones -realizadas en el CIEMAT- por países y regiones, y teniendo en cuenta los objetivos de potencia a instalar, China aparece como el mayor productor de residuos en 2050, seguido de la Unión Europea en su conjunto, Estados Unidos y Alemania.
"Avances en la localización y reparación de interrupciones de tiras interconectoras en módulos fotovoltaicos". Esta investigación se ha desarrollado en el marco del proyecto FOTOVOL3R PID2020-118417RBC21 financiado por MICIN/AEI/10.13039/501100011033.