Introducción:
La calidad del vidrio solar, las láminas posteriores y los materiales de encapsulado, que son componentes clave de la laminación de las células solares, afecta a la fiabilidad de los módulos solares. Cualquier componente de baja calidad acelera el envejecimiento del módulo solar. Las láminas posteriores de paneles solares de baja calidad pueden reducir el rendimiento, aumentar los costes de mantenimiento y generar costes adicionales asociados a las inspecciones y evaluaciones de laboratorio o a la sustitución. Por lo tanto, garantizar que los paneles solares estén equipados con láminas posteriores de alta calidad es fundamental para la sostenibilidad a largo plazo de los módulos solares.
Contenido:
¿Qué son las láminas posteriores de los paneles solares?
¿Qué certificaciones son necesarias para las láminas posteriores de los paneles solares?
¿Cuál es la estructura de las láminas posteriores de los paneles solares?
¿Cuáles son los distintos tipos de láminas posteriores para paneles solares?
Funciones de los paneles solares
¿Cuál es la mejor lámina posterior para sus paneles solares?
¿Por qué tienen problemas las láminas posteriores de los paneles solares?
¿Cuáles son las tendencias del mercado de las láminas antiadherentes?
¿Qué son las láminas posteriores para paneles solares?
La lámina posterior de un panel solar es la capa más externa de un módulo solar y desempeña varias funciones cruciales. En primer lugar, está diseñada para proteger las células fotovoltaicas y los componentes eléctricos internos, a la vez que proporciona aislamiento eléctrico.
Además, la lámina posterior actúa como una sólida barrera contra la intemperie, protegiendo el módulo de elementos ambientales como la lluvia, la humedad y otras condiciones adversas.
Las láminas posteriores suelen estar disponibles en blanco, negro en el exterior y negro en el interior, y en colores transparentes (láminas posteriores transparentes). El color blanco favorece la reflexión de la luz en el espacio entre las células y la superficie frontal; una parte de la luz se refleja de nuevo en la célula solar, lo que aumenta el aprovechamiento de la energía luminosa por la célula solar y ayuda a mejorar la eficiencia de la conversión fotoeléctrica; las láminas posteriores negras son más populares entre los clientes europeos porque quedan mejor en el tejado.
¿Qué certificaciones se exigen para las láminas traseras de los paneles solares?
Por lo general, las láminas posteriores de los paneles solares deben someterse a la certificación TUV, un organismo de pruebas y certificación reconocido internacionalmente. La certificación TUV implica principalmente pruebas de descarga parcial para garantizar que la calidad y el rendimiento de la lámina posterior cumplen normas y requisitos específicos. La certificación TUV implica principalmente pruebas de descarga parcial para garantizar que la calidad y el rendimiento de la lámina posterior cumplen normas y requisitos específicos. Dado que la industria fotovoltaica se esfuerza continuamente por lograr una mayor eficiencia en la producción de energía, algunas láminas traseras solares de alto rendimiento también tienen una mayor reflectancia luminosa para mejorar la eficiencia de conversión fotovoltaica de los módulos solares.
¿Cuál es la estructura de la lámina posterior de los paneles solares?
Inicialmente, las láminas traseras solares tenían una estructura de tres capas (PVDF/PET/PVDF). La capa exterior de PVDF ofrece una excelente resistencia a la corrosión ambiental, la capa intermedia de PET proporciona aislamiento y la capa interior de PVDF, combinada con EVA, garantiza una buena adherencia. Para reducir costes y tener en cuenta los factores medioambientales, se han introducido estructuras de lámina posterior sin flúor, como la estructura APE.
Un backheet típico consta de tres capas centrales:
Capa protectora exterior (capa de intemperie): Para una resistencia óptima a la intemperie, el material de la capa exterior suele contener flúor. El PVF y el PVDF son polímeros muy conocidos por su resistencia a la intemperie. Algunos fabricantes también utilizan THV, ETFE, ECTFE y PTFE recubierto.
Capa intermedia: Esta capa constituye el sustrato y debe resistir las fluctuaciones de temperatura. Debe tener propiedades mecánicas estables, un excelente aislamiento eléctrico y una baja permeabilidad a los gases y vapores. Se suele utilizar PET modificado.
Capa de laminación adhesiva: Las películas de flúor no modificadas y el PET tienen poca adherencia al EVA, por lo que se utilizan materiales de flúor modificados o adhesivos como las películas de EVA, PE o PA.
¿Cuáles son los distintos tipos de láminas traseras para paneles solares?
Las láminas posteriores se dividen en tres categorías principales: bifluoropolímeros, monofluoropolímeros y no fluoropolímeros, con múltiples variaciones estructurales dentro de cada categoría.
1. Lámina posterior compuesta de película de flúor de dos caras
A. Lámina posterior TPT (PVF/PET/PVF)
La lámina posterior TPT, que utiliza un proceso compuesto, es el tipo más común de lámina posterior de fluoropolímero de doble cara disponible en el mercado. Combina la lámina PVF Tedlar fluorada de DuPont de EE.UU. con una capa intermedia de lámina base de PET, unidas por un adhesivo. El material fluorado interior protege el PET de la corrosión UV y, gracias a un tratamiento especial y al encapsulado de la película adhesiva, mejora la adherencia. El material flúor exterior protege la parte trasera del módulo solar de la humedad, el calor y la erosión UV.
Lámina posterior KPK (PVDF/PET/PVDF)
En comparación con el TPT, la lámina posterior KPK se diferencia por el uso de láminas de PVDF tanto para la capa interior como para la exterior de flúor. Este tipo de lámina es conocido por su alta resistencia mecánica, excelente resistencia a la radiación, buena estabilidad química y resistencia a la corrosión por ácidos, álcalis, agentes oxidantes fuertes y halógenos a temperatura ambiente. Originalmente, este tipo de lámina se denominaba lámina posterior KPK y se fabricaba con láminas de PVDF fluorado de la marca Kynar de Arkema Francia.
Lámina posterior KPF (PVDF/PET/Fluoro Skin Film)
La lámina posterior KPF emplea un proceso compuesto, laminando la película de PVDF fluorado sobre una cara de la película base de PET mediante adhesivo. En la otra cara, una resina de flúor mezclada con dióxido de titanio se extiende uniformemente sobre la película base de PET mediante un proceso de película fundida. Tras un proceso de curado a alta temperatura, este revestimiento forma una película de flúor autoadhesiva, a diferencia de los revestimientos de flúor convencionales que tienden a despegarse con facilidad. La piel de película de flúor cumple los requisitos de alto rendimiento de los productos de película de flúor extranjeros, incluida la resistencia a los rayos UV y al agua, al tiempo que reduce los costes.
2. Lámina posterior compuesta de película de flúor de una cara
Lámina posterior tipo TPE (PVF/PET/PE)
La lámina posterior tipo TPE (PVF/PET/PE) utiliza principalmente PE (lámina de poliolefina) en lugar de la lámina interior de flúor. Debido a la protección de flúor unilateral, no ofrece el mismo nivel de protección que la estructura TPT, por lo que es menos capaz de resistir las pruebas de envejecimiento UV a largo plazo. Sin embargo, es una alternativa económica con costes inferiores a los de la estructura TPT.
Lámina posterior de tipo KPE (PVDF/PET/PE)
La lámina posterior de tipo KPE (PVDF/PET/PE) se basa en gran medida en el PE (lámina de poliolefina) como sustituto de la lámina interior de flúor. Con protección de flúor sólo en una cara, su rendimiento protector no es tan sólido como el de la lámina posterior de tipo KPK y puede tener dificultades para resistir pruebas prolongadas de envejecimiento por UV. Sin embargo, ofrece una solución más barata que la estructura FPF.
3. No fluoropolímeros:
Esta categoría incluye dos capas de PT y una capa de imprimación o EVA, lo que la convierte en la opción más económica. Aunque anteriormente eran menos favorecidos debido a su posible degradación por la exposición prolongada a los rayos UV o la hidrólisis, los avances en la química del poli-cool y la ingeniería de fabricación han facilitado el desarrollo de películas de poli-cool altamente resistentes a los rayos UV.
Los módulos solares IBC de Maysun Solar utilizan una lámina posterior de TPE, caracterizada por su alta resistencia a los rayos UV, sus propiedades antienvejecimiento, su baja permeabilidad al agua y su recubrimiento con una película de PVF (Tedlar). Esta elección constituye la base de nuestro compromiso de garantía de calidad de 25 años.
¿Cuáles son las funciones de las láminas traseras de los paneles solares?
1. Resistencia a la tensión mecánica:
La lámina posterior desempeña un papel clave en el refuerzo de la integridad estructural de los módulos solares. Actúa como un escudo protector contra diversas tensiones mecánicas que podrían causar daños. Estas tensiones incluyen fuerzas como la presión, los golpes, las vibraciones y factores externos como el viento, la nieve, la caída de objetos o la actividad sísmica. Sin una lámina posterior fiable, las células solares y los componentes eléctricos pueden resultar dañados por estas fuentes.
2. Protección contra la entrada de agua y polvo:
Una de las principales funciones de la lámina posterior es actuar como barrera contra la entrada de agua y polvo. Las partículas de agua y polvo pueden provocar corrosión y picaduras, poniendo en peligro las células fotovoltaicas. La lámina posterior está diseñada para proteger contra los daños causados por la humedad, incluida la corrosión de las conexiones eléctricas, la degradación del aislamiento y el riesgo de cortocircuitos. Además, protege contra la acumulación de polvo en la superficie de la célula, que puede reducir la eficiencia del sistema o incluso provocar interrupciones en el funcionamiento.
3. Protección contra la radiación ultravioleta (UV):
Las láminas traseras de los paneles solares son una defensa clave contra los efectos potencialmente dañinos de la radiación UV. La radiación UV puede degradar los materiales semiconductores de las células solares y reducir su rendimiento y eficiencia. La lámina posterior actúa como un escudo que protege las células de la radiación UV. Es importante señalar que, con el tiempo, todas las láminas posteriores cambian de color debido a la exposición a los rayos UV. Aunque un cambio de color no es necesariamente un signo de una lámina posterior defectuosa, los cambios de color significativos y los signos de deterioro pueden justificar una inspección adicional.
4. Gestión del estrés térmico:
Las láminas posteriores también desempeñan una función crítica en la gestión del estrés térmico en los módulos fotovoltaicos. Las células solares están sometidas a estrés térmico cuando se exponen a temperaturas extremas, lo que puede mermar su eficiencia. Las láminas traseras actúan como aislantes, protegiendo el sistema de temperaturas extremas y mitigando el estrés térmico. También ayudan a regular la absorción del calor solar impidiendo que los fotones de alta energía lleguen a las células fotovoltaicas, evitando así el sobrecalentamiento que puede mermar el rendimiento. Cuando las temperaturas superan un determinado umbral, la eficiencia de las células solares disminuye, por lo que es esencial controlar la ganancia de calor. Las láminas posteriores desempeñan un papel importante a la hora de reducir la ganancia de calor solar y evitar el sobrecalentamiento de las células.
5. Integridad dieléctrica:
Un panel solar funciona como un sistema eléctrico aislado, que requiere inmunidad a las interferencias eléctricas externas. La lámina posterior actúa como un escudo protector que impide la conductividad eléctrica entre la célula solar y su entorno. La rigidez dieléctrica mide la capacidad de un material para resistir el potencial eléctrico sin romperse ni perder aislamiento. Los materiales con una elevada rigidez dieléctrica pueden soportar altas tensiones sin sufrir una ruptura dieléctrica. Mantener la integridad eléctrica de la lámina posterior es crucial para evitar interferencias externas con las células solares, garantizando un funcionamiento eficaz e ininterrumpido del sistema. Utilizar el tipo correcto de lámina posterior para aislar las células solares es esencial para minimizar el riesgo de cortocircuitos y otros problemas eléctricos.
¿Cuál es la mejor lámina posterior para sus paneles solares?
Existen muchos tipos de paneles solares, cada uno con requisitos específicos en cuanto a la elección de la lámina posterior. En la mayoría de los casos, las láminas posteriores normales son suficientes para cumplir los requisitos de los paneles solares PERC (Passivated Emitter Rear Cell). Sin embargo, cuando se trata de paneles solares TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) de tipo N o N, se requiere un enfoque más especializado.
Para los paneles solares TOPCon de tipo N y N, es esencial optar por una lámina posterior con un índice de permeabilidad al agua ≤0,15 gramos por metro cuadrado o una lámina posterior de vidrio totalmente impermeable. Esta elección debe ir acompañada del uso adecuado de láminas POE (elastómero de poliolefina) y EPE (elastómero de etileno propileno) para garantizar un funcionamiento seguro y fiable de estos paneles solares.
Los paneles solares HJT (Heterojunction) suben aún más el listón en cuanto a los requisitos de permeabilidad al agua. Las láminas posteriores estándar no pueden cumplir los estrictos requisitos de permeabilidad nula al agua. En consecuencia, la única opción es elegir una lámina posterior de vidrio. Maysun introdujo los módulos solares HJT, que incorporan un diseño de doble vidrio para cumplir estos exigentes criterios.
Cabe señalar que un número limitado de paneles solares TOPCon y HJT de tipo N optan por láminas posteriores de polímero-aluminio-polímero (PAPF). Sin embargo, esta opción conlleva el riesgo inherente de pérdidas eléctricas y aún está pendiente de validación experimental completa. En consecuencia, su adopción generalizada sigue siendo limitada.
¿Por qué es problemática la lámina posterior de los paneles solares?
1. Material de base inferior:
Una de las principales razones del fracaso de la lámina posterior es el uso de materiales baratos, especialmente PET de baja estabilidad, en la capa central. Aunque los polímeros de PET ofrecen un aislamiento eléctrico decente, son muy sensibles a la humedad y a la luz solar, lo que los hace inadecuados para aplicaciones al aire libre.
2. Medidas de reducción de costes:
Por razones de coste, los fabricantes han reducido progresivamente el grosor de la capa protectora exterior, mientras que el núcleo de PET sigue siendo vulnerable a la humedad. El mercado está inundado de láminas dorsales con películas exteriores de fluoropolímero de menos de 20 micras de grosor, una reducción significativa respecto a las anteriores de más de 40 micras. En algunos casos, la capa exterior "protectora" puede ser tan fina como 10 micras, lo que hace que la lámina dorsal sea muy susceptible a daños acelerados.
3. Prácticas de producción orientadas a los costes: algunas deficiencias del proceso de certificación permiten a los fabricantes economizar en los métodos de producción. Esto incluye el abastecimiento de componentes de la lista de materiales de varios proveedores y el uso de una gama de adhesivos que pueden no cumplir las últimas normas de certificación. Como es de esperar, esta práctica puede provocar fallos en las láminas traseras, lo que dificulta la identificación de la causa exacta de cualquier fallo.
¿Cuáles son las tendencias del mercado de las láminas dorsales?
1. Por producto:
En 2016, el TPT se aseguró una cuota de mercado de más del 12% en el mercado solar. En el panorama actual de la industria, esta tecnología representa una alternativa económicamente viable a las configuraciones TPT. Estos productos han ganado una tracción significativa debido a la disponibilidad de tecnologías de lámina posterior eficientes y rentables. Se espera que los rápidos avances tecnológicos para mejorar la flexibilidad y la eficiencia operativa impulsen la demanda de estos productos.
2. Por grosor:
Las láminas posteriores de menos de 100 micras de grosor experimentarán un fuerte crecimiento debido a su bajo coste y a su amplia implantación en aplicaciones solares a pequeña y gran escala. El despliegue basado en los servicios públicos y la adopción continuada de la tecnología fotovoltaica para crear carteras de energía sostenibles en diversos sectores harán crecer el mercado de paneles solares de lámina posterior con espesores superiores a 500 micras.
3. Por material:
Los fluoropolímeros representan más del 50% del mercado mundial de láminas solares traseras, debido principalmente a su temprana adopción y a su larga vida útil. Estos productos ofrecen una eficiencia y unas propiedades aislantes superiores a las de las alternativas no fluoradas. Sin embargo, en los últimos años se ha producido un cambio hacia tecnologías de láminas traseras más limpias, ya que los consumidores prefieren las opciones sin flúor.
4. Por tecnología:
El mercado de paneles solares de lámina posterior cristalina crecerá más de un 4% hasta 2024. La creciente popularidad de las células cristalinas y su uso a gran escala han aumentado la demanda de materiales de soporte y aislamiento. La mejora de la eficiencia de los productos y el desarrollo de estructuras de paneles compactas estimularán la adopción de tecnologías avanzadas de lámina posterior en los módulos fotovoltaicos cristalinos.
Maysun Solar ofrece una amplia selección de paneles solares, entre los que se incluyen los de teja, los de medio corte, los de marco negro, los de marco negro completo y los de marco plateado. Estos paneles solares están fabricados con láminas traseras solares de excelente calidad para proteger los paneles solares de las fuerzas externas. Maysun Solar tiene oficinas y almacenes en todo el mundo y ha establecido sólidas asociaciones con instaladores de renombre. Nuestro proceso de instalación de paneles solares es simple y fácil, y garantiza una producción de energía limpia y un mantenimiento continuo. Si tiene alguna pregunta sobre la energía fotovoltaica o desea conocer los últimos precios de los módulos, póngase en contacto con nosotros.
Referencia:
Saurenergy (2018b) BACKSHEET per la selezione dei materiali giusti per moduli solari ed EVA.
Solaradvisor (2021) "Backsheet dei pannelli solari: [Tutto quello che c'è da sapere] |
Solartechadvisor", Solartechadvisor, 28 novembre.
manager@vishakharenewables (2023) Che impatto ha la qualità del backsheet sui moderni moduli fotovoltaici?
Spw (2020) Come la qualità del backsheet influisce sui moderni moduli fotovoltaici.
Che cos'è il backsheet di una cella solare? Qual è la funzione del backsheet di un modulo? _Mibet New Energy (senza data). https://www.mbt-energy.cn/news/industry/2308172.html.
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