La intensidad del sol, la composición espectral y el ángulo de incidencia de la luz son factores a tener en cuenta para entender por qué ciertos paneles son más exitosos que otros
Los sistemas fotovoltaicos que se emplean en los paneles solares son sensibles a factores medioambientales como la meteorología, la contaminación, etc., por lo que sufren una degradación con el paso del tiempo que obliga a realizarles un mantenimiento. Sin embargo, los estándares oficiales que analizan la degradación acelerada no incluyen pruebas de campo que verifiquen hasta qué punto los paneles solares pierden rendimiento debido a tales circunstancias. De hecho, si bien hay laboratorios que realizan estas investigaciones, los datos obtenidos, y que serían necesarios para tomar decisiones comerciales concretas, no están disponibles de forma pública. Por eso hay que buscar métodos más completos y abiertos de evaluar dicha degradación.
A la hora de ensayar el funcionamiento y el rendimiento de las placas solares, la intensidad del sol, la composición espectral y el ángulo de incidencia de la luz sobre ellas son factores importantes a tener en cuenta para entender por qué ciertos paneles son más exitosos que otros que se degradan más rápidamente. Sin duda, las pruebas deberían incluir muchos más parámetros que simplemente la temperatura.
Para poder afrontar la falta de conocimiento sobre los mecanismos de degradación de varios tipos de sistemas fotovoltaicos, unos investigadores realizaron varias pruebas a lo largo de cinco años, en las cuales recopilaron datos meteorológicos e información del rendimiento de paneles solares. Todos estos datos fueron procesados usando algoritmos de agregación y regresión y máscaras de filtrado para entender el cambio con el paso del tiempo. Los resultados se han publicado en la revista Journal of Renewable and Sustainable Energy, del American Institute of Physics.
Ensayos sobre distintos tipos de paneles solares
Los ensayos se hicieron en una planta fotovoltaica instalada en Mülheim an der Ruhr, Alemania, propiedad del Max Planck Institute for Chemical Energy Conversion. En dicha instalación se encuentran cinco tecnologías fotovoltaicas inorgánicas de tejado distintas: película delgada micromorfa de silicio, teluro de cadmio, cobre-indio-galio-selenio, silicio policristalino y silicio amorfo.
Los científicos usaron piranómetros, unos sensores que miden la irradiancia de la luz solar, pero que tienen tendencia al error y a fallar. Como resultado de ello, deben ser comprobados y calibrados regularmente. Para solucionar esto, los investigadores emplearon una metodología de ensayo de código abierto llamada irradiancia del cielo, la cual es la irradiancia solar esperada en una ubicación dada en condiciones ideales de cielos claros.
Compararon los coeficientes de rendimiento basados en datos medidos en el mundo real con datos modelados usando irradiancia de cielos claros, para mostrar la diferencia entre ambos grupos de datos, subrayar inconsistencias en ellos e informar de forma precisa sobre el rendimiento con el paso del tiempo.
Los autores del trabajo planean continuar produciendo datos detallados procedentes de la planta fotovoltaica con los distintos tipos de paneles solares, para expandir la base de datos a periodos de tiempo más largos y poner esta información en abierto para mejorar la tecnología.
