Fronius: ¡30 años de historia!
5 Octubre 2023Batería doméstica: entendiendo sus beneficios
5 Octubre 2023Historia de una empresa innovadora: Sunpower
Los paneles solares a menudo se promocionan como los mejores paneles solares del mundo, pero ¿lo son realmente? En esta revisión, primero presentaré brevemente la empresa y el panel. A continuación, destacaré ocho problemas potenciales con los paneles tradicionales. Después de eso, mostraré cómo SunPower resolvió estos ocho problemas construyendo un panel fundamentalmente diferente. A continuación, daré mi opinión sobre la situación financiera de SunPower: ¿es SunPower una opción arriesgada en el volátil clima actual de fabricación de paneles?
La empresa de paneles solares con sede en California fue fundada en 1985 por el Dr. Richard Swanson. Con una eficiencia récord del 21 por ciento, SunPower ha sido aclamado como el panel más duradero del mundo, con la degradación más baja, la garantía más larga con diferencia y una vida útil esperada sin precedentes de 40 años. No es de extrañar que SunPower se haya utilizado en algunos de los proyectos más interesantes del planeta.
Los paneles de Sunpower se describen con frecuencia entre los paneles solares de élite del mundo. ¿Pero realmente cumplen sus promesas? En este análisis, discutiré primero la génesis de la marca y las características de sus productos. Luego discutiré los desafíos que enfrentan los paneles convencionales y la forma innovadora en que SunPower les ha respondido. Concluiré con una reflexión sobre la estabilidad financiera de SunPower en el panorama fluctuante de los fabricantes de paneles solares.
Fundada en California en 1985 por el Dr. Richard Swanson, SunPower se ha distinguido con una tasa de eficiencia récord que alcanza el 21%. Su reputación se basa en la solidez de sus productos, su resistencia a la degradación, una garantía excepcionalmente larga y una vida útil estimada de 40 años. Por tanto, no sorprende verlos asociados a proyectos innovadores en todo el mundo.
El diseño de paneles solares tradicionales:
Hoy en día, un panel solar típico se ensambla a partir de unos 60 módulos de silicona, llamados "células". Cada una de estas celdas está marcada horizontalmente con una fina capa de plata y está conectada verticalmente por tiras plateadas.
Luego, el montaje se enmarca como una obra de arte; estas células se conservan gracias a una capa de EVA/polímero (similar a una lámina de plástico), con una ventana en la parte frontal y una capa protectora en la parte posterior. Todo está consolidado en un marco de aluminio.
Cuando la luz del sol incide sobre la celda de silicona, se produce electricidad que pasa a través de la plata serigrafiada, a lo largo de las tiras de unión, para llegar a una caja de conexiones unida a la parte posterior del panel. Estos paneles se interconectan mediante conectores MC4.
El conjunto formado por la celda de silicona, las bandas, el vidrio, el material polimérico, la capa protectora, el marco, la caja de conexiones y las conexiones MC4 es lo que llamamos “List of Components” o BOM;
¿Paneles solares baratos versus Sunpower?
Evidentemente, producir un panel requiere el uso de una lista de materiales de primera calidad, utilizando equipos automatizados recientes y en buen estado. Cuando pensamos en paneles solares de alta gama, inmediatamente pensamos en marcas como SunPower, LG y Winaico. Otros, como Canadian Solar, JA Solar y Phono, representan la calidad china a un costo más atractivo. Sin embargo, entre la multitud de paneles disponibles, uno en particular supera a todos los demás.
¿Por qué los paneles Sunpower son los mejores?
¡Célula frágil versus célula Sunpower!
A veces, durante una reunión con un cliente, muestro una célula solar clásica y le explico cómo funciona. Por curiosidad, a menudo lo recogen y en cuestión de segundos se rompe. Su sorpresa es palpable, pero sigo fingiendo asombro para acentuar el efecto. Luego, destaco la delicada naturaleza de las células solares convencionales.
Los paneles solares requieren un manejo delicado. Los errores comunes, como una manipulación o transporte inadecuados, pueden provocar microfisuras. Además, con los avances tecnológicos y la búsqueda de reducción de costos, los componentes de los paneles son cada vez más delgados, acentuando el riesgo. Aunque este riesgo está presente incluso con paneles de mayor calidad, existen excepciones.
Este es el caso de SunPower. Después de la demostración de fragilidad, suelo mostrar una célula SunPower. Este último, reforzado por una base de cobre, es mucho más robusto. Al combinar esta robustez con la calidad del vidrio y el marco de SunPower, estas células son prácticamente inmunes a las microfisuras, incluso en condiciones de uso reales. »
Fiabilidad excepcional:
Invierta con confianza sabiendo que la calidad de los paneles SunPower Maxeon está probada. En pruebas de campo en el mundo real durante 8 años y con 800 paneles en 000 sitios, los paneles solares SunPower Maxeon demostraron las tasas de degradación más bajas de la industria264, lo que representa casi 1 veces mayor confiabilidad. Paneles convencionales (ver ensayo PVEL 2023).
Tolerancia e impacto del sombreado en la celda Maxeon:
Los paneles SunPower ofrecen un mejor rendimiento en sombreado parcial. Aquí hay una breve explicación:
Una celda de silicona convencional tiene el polo positivo en un lado y el negativo en el otro. Debido a esta gran separación eléctrica, cuando la celda está a la sombra, genera un voltaje inverso relativamente alto para superar la resistencia. Generalmente, este voltaje varía entre 15V y 20V para una celda estándar. Este alto voltaje puede causar puntos calientes dañinos y reducir la eficiencia del panel. Si este voltaje inverso se vuelve demasiado alto, se activa el diodo de derivación, diseñado para proteger el panel. Cada vez que se activa uno de estos diodos, la producción del panel disminuye en un tercio. Y estos diodos tienen una vida útil limitada: cuanto más se utilizan, más rápido corren el riesgo de fallar.
SunPower, con su celda Maxeon, ha colocado los dos polos, positivo y negativo, en la parte posterior de la celda, muy cerca uno del otro. Así, en caso de sombreado, el voltaje inverso es de sólo 2,5 voltios (serie X) o 5,5 voltios (serie E). Las ventajas de este diseño en condiciones de sombra son múltiples:
- El voltaje inverso se reduce.
- Se genera menos calor.
- Se produce más corriente y energía.
- Los diodos de derivación se utilizan con menos frecuencia, lo que aumenta su vida útil.
¿Los paneles tienen diodos de derivación?
Contrariamente a la creencia popular, los paneles SunPower tienen diodos de derivación. Aunque un vídeo de SunPower afirma que cada célula tiene una, ese no es el caso. Estos diodos se instalan por cada tercio del panel. ¿Significa esto que con los paneles SunPower no necesitamos optimizadores en un tejado con sombra? No del todo. En condiciones de mucha sombra, aún puede producirse un desequilibrio actual. Sin embargo, este efecto es mucho menos marcado que con un panel tradicional. Por lo tanto, la optimización puede seguir siendo beneficiosa, especialmente con soluciones como Tigo TS4 o SolarEdge. Esta optimización también ofrece ventajas como la supervisión individual de los paneles y una mayor seguridad en caso de incendio. Para obtener más información sobre optimizadores, puede consultar la primera parte de este artículo.
Degradación Inducida (“LID”)
Para que las células de silicio puedan generar electricidad, se someten a un proceso de “dopaje”. La mayoría de los paneles solares están dopados con fósforo y boro, lo que da como resultado silicio de tipo P. Sin embargo, este tipo de silicio tiene una debilidad: es susceptible a la “degradación inducida por la luz” o LID. Este fenómeno ampliamente documentado reduce el rendimiento de los paneles estándar entre un 1 y un 4% después de unas pocas horas de exposición a la luz.
En cuanto a los paneles SunPower (y ciertos modelos de LG), utilizan silicio tipo N. Este último es significativamente superior en términos de rendimiento y no tiene las desventajas del LID. Y por supuesto, no debe confundirse con el LSD.
¿Impacto de las temperaturas en la vida útil de las células solares?
El proceso tradicional de fabricación de paneles requiere un método muy delicado para conectar las celdas mediante cintas finas. Si esto se hace correctamente, habrá suficiente espacio para permitir la expansión y contracción debido a las variaciones diarias de temperatura. Sin embargo, aunque este paso se realice correctamente, este sistema de conexión sigue siendo el punto débil del panel.
Los paneles SunPower, por otro lado, utilizan conexiones de cobre resistentes y flexibles, diseñadas para adaptarse a cambios de tamaño.
Tolerancia al calor extremo y condiciones climáticas severas:
Los paneles solares Sunpower prefieren días frescos y soleados, no días calurosos como mucha gente piensa. A medida que aumenta su temperatura, su eficiencia disminuye. Las fichas técnicas de cada módulo mencionan esta característica bajo el nombre de “coeficiente térmico”. Las celdas Maxeon de SunPower, con su base de cobre, disipan activamente el calor, lo que permite que los paneles resistan mejor las altas temperaturas. Como resultado, tienen un coeficiente térmico más bajo, lo que garantiza un rendimiento óptimo incluso en días calurosos.
La alta humedad puede corroer los paneles solares. La humedad se filtra en el revestimiento posterior de los paneles convencionales con el tiempo, provocando corrosión en los circuitos de plata y reduciendo su rendimiento. Aunque esta corrosión aparece más lentamente en paneles de alta calidad, se pueden observar signos de corrosión después de 10 a 20 años. Los estudios demuestran que las condiciones de calor y humedad reducen el rendimiento de los paneles estándar después de sólo 2000 horas de exposición.
Células tipo IBC de contacto posterior:
Las celdas tradicionales utilizan finas impresiones plateadas y cintas finas para transferir energía desde el silicio a la caja de conexiones. La principal desventaja de este diseño es que estos elementos proyectan una sombra sobre la celda, reduciendo su eficiencia. Es evidente que poner un obstáculo a la luz delante de una célula solar no es lo ideal. Esto nos lleva al siguiente punto: límites de instalación en el techo.
En conclusión, ¿son los paneles Sunpower los mejores del mercado?
SunPower diseña uno de los paneles solares más avanzados del mercado. Su tecnología celular es menos vulnerable a las microfisuras durante las etapas de transporte e instalación y frente a los peligros climáticos. Estos paneles son más eficientes en condiciones de sombra, gestionan mejor las variaciones de temperatura y ofrecen una producción optimizada durante los picos de calor. También tienen una mejor resistencia a la humedad en comparación con muchos otros modelos. Además, su alta eficiencia permite una instalación óptima incluso en tejados con espacio limitado. Aunque SunPower atraviesa actualmente dificultades financieras, muchos fabricantes de paneles solares atraviesan situaciones similares. Al elegir SunPower, está invirtiendo en tecnología de vanguardia, incluso si, en el peor de los casos, la empresa se enfrenta a obstáculos insuperables en el futuro.