Contenido:
¿Qué es un panel solar IBC?
¿Cuáles son los retos de las altas temperaturas para los paneles solares?
¿Por qué los paneles solares IBC son adecuados para las altas temperaturas?
¿Cuál es el futuro de la energía solar en entornos de altas temperaturas?
¿Qué es un panel solar IBC?
La célula IBC (Interdigitated Back Contact) es una tecnología innovadora diseñada para reposicionar los contactos metálicos de los polos positivo y negativo de una célula solar en la parte posterior de la célula. Este enfoque innovador mejora la eficiencia y el rendimiento de la célula solar optimizando la disposición de estos contactos, lo que conduce a una mejora de la conductividad eléctrica y la eficacia general en la conversión de energía.
¿Cuáles son los retos de las altas temperaturas para los paneles solares?
1.Disminución de la eficiencia:
Las altas temperaturas pueden provocar una disminución de la eficiencia de conversión fotovoltaica de los paneles solares. La degradación típica de la eficiencia de los paneles solares basados en silicio bajo temperaturas elevadas es un problema común. Esto se debe a que el aumento de la temperatura provoca un aumento de las pérdidas por dispersión de los portadores de carga, lo que ralentiza el movimiento de los electrones y, en consecuencia, reduce la eficiencia de conversión fotovoltaica global.
2.Distorsión térmica:
Las temperaturas elevadas pueden causar distorsión térmica en los paneles solares, alterando su forma. Esto podría afectar negativamente a la estructura y al rendimiento de los materiales de los paneles solares, comprometiendo así su estabilidad mecánica.
3.Efectos termo-ópticos:
En entornos de altas temperaturas, los paneles solares son más susceptibles a los efectos termo-ópticos, en los que una parte de la luz solar se convierte en energía calorífica. Esto conduce a un mayor aumento de la temperatura del panel, creando un bucle de retroalimentación positiva que hace que el panel sea más propenso al sobrecalentamiento.
4.Pérdida de electrolitos:
En algunos tipos de células solares, las altas temperaturas pueden provocar la pérdida de electrolito, lo que afecta a la estabilidad y el rendimiento de las células. Esto es especialmente importante en el caso de células especializadas, como las células solares sensibilizadas por colorante.
5. Reducción de la vida útil:
El funcionamiento prolongado en condiciones de alta temperatura puede acelerar el proceso de envejecimiento de los paneles solares, reduciendo su vida útil. Esto se debe principalmente a que las temperaturas elevadas aceleran la degradación de los materiales y el desgaste de los componentes internos de las células solares.
¿Por qué los paneles solares IBC son adecuados para entornos de alta temperatura?
Bajo coeficiente de temperatura
El coeficiente de baja temperatura del panel solar significa cómo cambian sus parámetros de rendimiento con cada grado centígrado de variación de la temperatura de funcionamiento. Este coeficiente mide la sensibilidad del rendimiento eléctrico del panel a las fluctuaciones de la temperatura de funcionamiento. Por ejemplo, el panel solar IBC tiene un coeficiente de temperatura de -0,29%/°C, lo que significa que por cada grado centígrado de aumento de la temperatura de funcionamiento por encima de las condiciones de prueba estándar (STC) de 25°C, la potencia máxima de salida del panel solar IBC disminuye un 0,29%.
A continuación, comparamos la degradación de la potencia de dos paneles solares con coeficientes de temperatura diferentes (PERC frente a IBC) en condiciones de alta temperatura a 40°C.
1. 1. Paneles solares IBC (coeficiente de temperatura de 0,29%/°C):
Aumento de la temperatura de funcionamiento: 80°C - 25°C = 55°C.
Degradación de la potencia = 55°C × 0,29%/°C = 15,95%.
2. Paneles solares PERC (coeficiente de temperatura de 0,34%/°C):
Aumento de la temperatura de funcionamiento: 55°C.
Degradación de potencia = 55°C × 0,34%/°C = 18,7%.
En condiciones de temperatura elevada, los paneles solares IBC y PERC presentan unos índices de degradación de la potencia del 15,95% y el 18,7%, respectivamente. Esto pone de manifiesto la superior retención de rendimiento de los paneles solares IBC en condiciones de alta temperatura. Además, a medida que aumenta la temperatura de funcionamiento, la diferencia en la degradación de la potencia entre estos dos tipos de paneles se hace más pronunciada. Por lo tanto, los paneles solares IBC son la elección óptima para condiciones climáticas calurosas.
Buena resistencia a la intemperie (estrés térmico)
El término "buena resistencia a la intemperie" en el contexto de los paneles solares, también conocido como excelente rendimiento de estrés térmico, se refiere a la capacidad de los paneles solares para mantener su rendimiento y estabilidad en diversas condiciones climáticas, incluidos los entornos de altas temperaturas. Se trata de una característica crucial porque los paneles solares a menudo deben funcionar en condiciones climáticas diversas y, en algunas regiones, pueden encontrarse con climas cálidos.
El avanzado diseño de contacto dorsal completo de los paneles solares de contacto dorsal interdigitado (IBC) está estrechamente relacionado con su resistencia al estrés térmico. Un aspecto clave de este diseño consiste en reubicar los electrodos positivo y negativo del panel solar en la parte trasera, eliminando la necesidad de cintas en la parte delantera y líneas de rejilla metálicas. Este diseño único mitiga significativamente la aparición del estrés térmico.
En primer lugar, los paneles solares IBC, desprovistos de líneas de rejilla metálica y cintas en la parte frontal, experimentan menos expansión y contracción térmica durante las fluctuaciones de temperatura. Esta reducción del estrés térmico en la cara frontal mejora la estabilidad y durabilidad generales del panel solar.
Además, el diseño de los paneles solares IBC optimiza la eficiencia de la transmisión de corriente dentro de la célula solar, gracias a la mejora del contacto del electrodo de la cara posterior con las células solares. Esto reduce eficazmente las pérdidas resistivas y mejora el rendimiento global del panel solar.
Efecto LeTID:
LeTID (Light and Elevated Temperature Induced Degradation) es un efecto que afecta al rendimiento de los paneles solares y que se produce principalmente cuando los paneles solares están expuestos a la luz y a condiciones de alta temperatura. El efecto LeTID puede provocar una reducción del rendimiento de los paneles solares, afectando a su estabilidad a largo plazo.
Razones por las que IBC tiene un mejor rendimiento en términos de anti-LeTID:
1.Posición de los electrodos: Los electrodos de los paneles solares IBC están situados en la parte trasera en lugar de en la delantera, lo que ayuda a reducir el número de centros de captura de carga en la superficie de la célula solar. Los centros de captura de carga, que son defectos o impurezas, pueden capturar y atrapar cargas, lo que reduce el rendimiento de la célula solar. Al desplazar los electrodos a la parte posterior, el diseño IBC reduce el número de centros de captura de carga que pueden formarse en la superficie frontal de la célula solar, frenando así la aparición del efecto LeTID.
2.Distribución de la corriente: El diseño estructural IBC implica la disposición cruzada de los electrodos de la célula solar, promoviendo una distribución más uniforme de la corriente a través de la superficie de la célula solar. Esto ayuda a reducir los puntos calientes localizados y a mitigar la aparición de LeTID. En comparación, algunas otras estructuras pueden dar lugar a la concentración de corriente en áreas específicas, aumentando el riesgo de LeTID.
Película PVF
Los paneles solares IBC (Interdigitated Back Contact) utilizan un diseño que presenta una lámina posterior de TPE con una película de PVF (Tedlar) y una película adhesiva de EPE mejorada, lo que contribuye a mejorar la adaptabilidad a altas temperaturas.
Esta mejora aporta varias ventajas, entre ellas
1. Estabilidad térmica: La película de PVF (Tedlar) suele poseer una gran estabilidad térmica, manteniendo su rendimiento y estabilidad estructural en entornos de altas temperaturas. Esto ayuda a que los paneles solares funcionen normalmente en condiciones de alta temperatura, mitigando el riesgo de degradación del rendimiento.
2. Baja permeabilidad al agua: Las láminas posteriores de TPE suelen presentar una baja permeabilidad al agua, lo que significa que es menos probable que la humedad penetre en el interior de los paneles solares. En condiciones de alta temperatura, la entrada de humedad puede provocar una disminución del rendimiento, pero el uso de materiales de baja permeabilidad al agua ayuda a paliar este problema.
3.Película adhesiva resistente a altas temperaturas: La película adhesiva EPE mejorada puede tener una alta resistencia a temperaturas elevadas, lo que le permite soportar la tensión y la deformación en condiciones de alta temperatura. Esto contribuye a mantener la forma estable y el rendimiento de los paneles solares en entornos de altas temperaturas.
¿Cuál es el futuro de la energía solar en entornos de alta temperatura?
1.Mayor adaptabilidad a las altas temperaturas:
Los paneles solares IBC presentan una mayor estabilidad en entornos de altas temperaturas en comparación con los paneles tradicionales. Su diseño minimiza la resistencia interna y las pérdidas de calor, lo que contribuye a mantener una mayor eficiencia de conversión a temperaturas elevadas.
2.Conversión de energía optimizada:
La tecnología IBC mejora la eficiencia de conversión fotovoltaica de los paneles solares. Mientras que los paneles tradicionales pueden experimentar una degradación de su rendimiento a altas temperaturas, los paneles solares IBC destacan a la hora de hacer frente a estos retos, proporcionando un rendimiento de conversión de energía más estable.
3. Éxito en aplicaciones reales:
Ha habido aplicaciones exitosas de paneles solares IBC en condiciones climáticas de alta temperatura. Estos casos ofrecen datos tangibles de apoyo, afirmando el excelente rendimiento de la tecnología IBC en entornos desafiantes de alta temperatura.
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