Los módulos fotovoltaicos tienen una vida útil de al menos 25 años, pueden rendir incluso hasta llegar a los 50 años y más. Para que puedan prestar sus servicios en condiciones de máximo rendimiento y seguridad de operación, es imprescindible que la fabricación sea con materiales de primera calidad y siguiendo un proceso meticuloso.

 

 

Proceso de fabricación

Hace mucho tiempo, los módulos fotovoltaicos no se fabricaron según unas normas y estándares tan exigentes como hoy en día. Muchas veces, el proceso de fabricación terminaba con la colocación del marco, el fabricante prescindía de la caja de conexión, cables y conectores, que fueron añadidos posteriormente.

 

 

Sin embargo, durante la exposición a la intemperie durante años, se notaba que los módulos sufrían multitud de defectos, como hotspots, delaminaciones, corrosión y otros defectos, que rompieron los módulos. Incluso llegaron a provocar incendios, ya que los elementos añadidos posteriormente no podían garantizar la estanqueidad del módulo; agua, aire y partículas entraban en los módulos y originaban averías irreparables. Durante los últimos 30 años, los fabricantes han ido aprendiendo de los defectos que surgieron durante los largos años de exposición a los agentes climáticos, y han optimizado sus materiales y métodos; hoy en día, el módulo fotovoltaico es el producto final de un sofisticado proceso de producción y ensamblado.

 

Fabricación y ensamblaje

Partiendo de la matriz central de células fotovoltaicas, soldadas entre sí, se añaden 2 capas de EVA, la lámina posterior y el vidrio frontal, dando rigidez al módulo con el marco de aluminio. Durante el proceso, se elimina cualquier impureza, se extrae aire y humedad y se sella el conjunto con silicona.

Después se añade en la parte atrás la caja de conexión, los cables y conectores. Para garantizar la estanqueidad del módulo, se sella con silicona la unión entre caja de conexión y módulo. Es una operación delicada, se tiene que soldar con mucha precisión. La calidad de este proceso es crucial, ya que toda la corriente del módulo será conducida a través de las cajas de conexión. Mínimos defectos pueden tener consecuencias fatales. En el campo, la mala calidad de las soldaduras suele ser uno de los orígenes de fallos y daños más frecuentes. Desde la fábrica debe salir un módulo FV completo, preparado para resistir 25 años y más sin problemas y a todo tipo de impactos climáticos, además de la radiación solar directa, para generar corriente.

Normas IEC

Aparte del proceso de fabricación, individual de cada fabricante, las normas internacionales intentan asegurar la calidad y seguridad de los módulos FV. Para el uso en Europa, destacan sobre todo las normas IEC. Para América, y en específico para México, destacan las normas UL aunque las IEC también tiene su importancia. Ambas entidades intentan armonizar los estándares, y es frecuente que una norma UL tenga su equivalente en IEC, como por ejemplo podemos apreciar en las normas que mencionaremos, IEC 61215 e IEC 61730.

La Comisión Internacional Electrotécnica (IEC), un organismo independiente y multinacional, desarrolló muchas normas y estándares. Los más importantes para los módulos fotovoltaicos son la IEC 61215, sobre la aprobación de tipos de módulos fotovoltaicos, y la IEC 61730, sobre seguridad de operación. Asimismo, la IEC publicará en breve una actualización de una norma exclusiva para las cajas de conexión, la IEC 62790, que define los ensayos que deben pasarse sin fallar, lo que subraya la importancia de este componente.

Cada módulo que no cumpla estas normas constituye un riesgo potencial para la planta fotovoltaica, por lo que muchos legisladores exigen a que los módulos FV, que se instalen en sus territorios nacionales, cumplan estos estándares. Para realizar los ensayos, el fabricante manda unas muestras de fabricación, elegidas al azar, a un laboratorio independiente. Este laboratorio efectúa los ensayos, definidos en las normas IEC, para comprobar la calidad del módulo fotovoltaico o del componente, y su capacidad de funcionar sin averías durante tan largo tiempo. En caso de los módulos, después de exponerles a un ensayo, se mide la potencia real, para verificar que el ensayo no les dañara.

Ensayos de seguridad

Durante los ensayos, se lanzan bolas de nieve a los módulos, se les expone a calor y frío extremos, o se cubren con llamas, como muestra la siguiente imagen.

 

Otro ejemplo es el ensayo MST 17, que comprueba la estanqueidad de los módulos contra las corrientes de fuga, muy peligrosas para la seguridad de la planta, ya que pueden provocar choques eléctricos y ponen en peligro la vida de los profesionales, sobre todo durante el mantenimiento.

 

Según se ve en la imagen, el módulo FV entero, incluyendo caja de conexión, cables y conectores, se sumerge en agua, se aplica una tensión y se mide posibles desviaciones. Solo los módulos estancos pasan estos ensayos.

 

Conclusión

Si el módulo FV debe servir durante mucho tiempo sin causar problemas, debe garantizarse su integridad desde el primer momento. Esto implica que el fabricante produzca módulos fotovoltaicos que sean conjuntos estancos de células, EVA, backsheet, marco, caja de conexión y demás elementos. Solo de esta manera, el módulo puede funcionar durante toda su vida útil en condiciones de seguridad y dando el máximo rendimiento. Cada incumplimiento de estas exigencias pone en peligro la rentabilidad de la planta y la salud de las personas y debe terminantemente evitarse.

 

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