¿Cuánto duran los paneles solares residenciales?

Los paneles solares residenciales suelen venderse con préstamos o arrendamientos a largo plazo, y los propietarios firman contratos de 20 años o más. Pero ¿cuánto duran los paneles y qué tan resistentes son?

La vida útil del panel depende de varios factores, como el clima, el tipo de módulo y el sistema de estanterías utilizado, entre otros. Si bien no existe una fecha límite específica para un panel, la pérdida de producción con el tiempo suele obligar al retiro de equipos.

A la hora de decidir si mantener el panel en funcionamiento dentro de 20 o 30 años o buscar una actualización en ese momento, monitorear los niveles de producción es la mejor forma de tomar una decisión informada.

Degradación

La pérdida de producción a lo largo del tiempo, denominada degradación, suele ser de alrededor del 0,5 % cada año, según el Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL).

Los fabricantes suelen considerar que entre 25 y 30 años es el momento de considerar la sustitución de un panel, ya que se ha producido suficiente degradación. El estándar de la industria para las garantías de fabricación es de 25 años para un módulo solar, según el NREL.

Considerando una tasa de degradación anual de referencia del 0,5%, un panel de 20 años es capaz de producir aproximadamente el 90% de su capacidad original.

La calidad del panel puede influir en las tasas de degradación. El NREL informa que fabricantes premium como Panasonic y LG presentan tasas de degradación de aproximadamente el 0,3 % anual, mientras que algunas marcas se degradan a tasas de hasta el 0,80 %. Después de 25 años, estos paneles premium aún podrían producir el 93 % de su producción original, y el modelo con mayor degradación podría producir el 82,5 %.

(Leer: "Investigadores evalúan la degradación en sistemas fotovoltaicos de más de 15 años")

Una parte considerable de la degradación se atribuye a un fenómeno denominado degradación inducida por potencial (PID), un problema que experimentan algunos paneles, pero no todos. La PID se produce cuando el potencial de voltaje y la corriente de fuga del panel impulsan la movilidad de iones dentro del módulo, entre el material semiconductor y otros elementos del módulo, como el vidrio, el soporte o el marco. Esto provoca una disminución, en algunos casos significativa, de la capacidad de salida de potencia del módulo.

Algunos fabricantes construyen sus paneles con materiales resistentes a PID en sus barreras de vidrio, encapsulación y difusión.

Todos los paneles también sufren degradación inducida por la luz (DIL), que consiste en perder eficiencia durante las primeras horas de exposición al sol. La DIL varía de un panel a otro según la calidad de las obleas de silicio cristalino, pero suele provocar una pérdida única de eficiencia del 1-3%, según el laboratorio de pruebas PVEL, PV Evolution Labs.

Desgaste

La exposición a las condiciones climáticas es el principal factor de degradación del panel. El calor es un factor clave tanto en el rendimiento del panel en tiempo real como en su degradación a lo largo del tiempo. El calor ambiental afecta negativamente el rendimiento y la eficiencia de los componentes eléctricos.según NREL.

Consultando la hoja de datos del fabricante, se puede encontrar el coeficiente de temperatura de un panel, que demostrará la capacidad del panel para funcionar en temperaturas más altas.

El coeficiente explica cuánta eficiencia en tiempo real se pierde por cada grado Celsius que aumenta por encima de la temperatura estándar de 25 grados Celsius. Por ejemplo, un coeficiente de temperatura de -0,353 % significa que por cada grado Celsius por encima de 25, se pierde el 0,353 % de la capacidad total de producción.

El intercambio de calor impulsa la degradación del panel mediante un proceso llamado ciclo térmico. Cuando hace calor, los materiales se expanden y, al bajar la temperatura, se contraen. Este movimiento provoca la formación gradual de microfisuras en el panel, lo que reduce el rendimiento.

En su informe anualEstudio de la tarjeta de puntuación del móduloPVEL analizó 36 proyectos solares operativos en India y detectó impactos significativos de la degradación térmica. La degradación anual promedio de los proyectos fue del 1,47 %, pero los paneles ubicados en regiones montañosas más frías se degradaron a casi la mitad de esa tasa (0,7 %).

Una instalación adecuada puede ayudar a solucionar los problemas relacionados con el calor. Los paneles deben instalarse a unos centímetros del techo para que el aire convectivo pueda fluir por debajo y enfriar el equipo. Se pueden utilizar materiales de colores claros en la construcción de los paneles para limitar la absorción de calor. Además, componentes como inversores y combinadores, cuyo rendimiento es especialmente sensible al calor, deben ubicarse en zonas sombreadas.CED Greentech sugerido.

El viento es otra condición climática que puede dañar los paneles solares. El viento fuerte puede provocar la flexión de los paneles, lo que se conoce como carga mecánica dinámica. Esto también provoca microfisuras en los paneles, lo que reduce la producción. Algunas soluciones de montaje están optimizadas para zonas con vientos fuertes, protegiendo los paneles de fuertes fuerzas de sustentación y limitando la microfisura. Normalmente, la ficha técnica del fabricante indicará los vientos máximos que el panel puede soportar.

Lo mismo ocurre con la nieve, que puede cubrir los paneles durante tormentas más fuertes, limitando el rendimiento. La nieve también puede causar una carga mecánica dinámica que degrada los paneles. Normalmente, la nieve se desliza de los paneles, ya que son resbaladizos y se calientan, pero en algunos casos, el propietario puede decidir limpiar la nieve de los paneles. Esto debe hacerse con cuidado, ya que rayar la superficie de vidrio del panel afectaría negativamente el rendimiento.

(Leer: "Consejos para mantener su sistema solar en la azotea funcionando a largo plazo")

La degradación es una parte normal e inevitable de la vida útil de un panel. Una instalación adecuada, una limpieza cuidadosa de la nieve y una limpieza minuciosa del panel pueden mejorar el rendimiento, pero, en definitiva, un panel solar es una tecnología sin partes móviles que requiere muy poco mantenimiento.

Normas

Para garantizar que un panel tenga una larga vida útil y funcione según lo previsto, debe someterse a pruebas de certificación. Los paneles están sujetos a las pruebas de la Comisión Electrotécnica Internacional (CEI), que se aplican tanto a paneles monocristalinos como policristalinos.

EnergySage dijoLos paneles que cumplen con la norma IEC 61215 se someten a pruebas eléctricas, como corrientes de fuga en húmedo y resistencia de aislamiento. Se someten a pruebas de carga mecánica con viento y nieve, así como a pruebas climáticas que verifican su resistencia a puntos calientes, exposición a rayos UV, humedad-congelación, calor húmedo, impacto de granizo y otras exposiciones a la intemperie.

La norma IEC 61215 también determina las métricas de rendimiento de un panel en condiciones de prueba estándar, incluido el coeficiente de temperatura, el voltaje de circuito abierto y la potencia máxima de salida.

También es común ver en la hoja de especificaciones de un panel el sello de Underwriters Laboratories (UL), que también proporciona estándares y pruebas. UL realiza pruebas climáticas y de envejecimiento, así como toda la gama de pruebas de seguridad.

Fallas

Las fallas de los paneles solares ocurren con una frecuencia baja. NRELrealizó un estudiode más de 50.000 sistemas instalados en Estados Unidos y 4.500 a nivel mundial entre los años 2000 y 2015. El estudio encontró una tasa de falla media de 5 paneles por cada 10.000 al año.

Las fallas de los paneles han mejorado notablemente con el tiempo, ya que se encontró que los sistemas instalados entre 1980 y 2000 demostraron una tasa de fallas el doble que el grupo posterior al 2000.

(Leer: "Las mejores marcas de paneles solares en rendimiento, confiabilidad y calidad")

El tiempo de inactividad del sistema rara vez se atribuye a fallos en los paneles. De hecho, un estudio de kWh Analytics reveló que el 80 % del tiempo de inactividad de todas las plantas solares se debe a fallos en los inversores, el dispositivo que convierte la corriente continua (CC) del panel en corriente alterna (CA) utilizable. pv magazine analizará el rendimiento de los inversores en la próxima entrega de esta serie.