¿Cómo disminuye la eficiencia de los paneles fotovoltaicos con el tiempo?
Los paneles solares actuales están diseñados para durar décadas, pero eso no significa que dentro de décadas funcionarán con su máxima eficiencia. Quizás te preguntes si los paneles solares pierden eficiencia con el tiempo. Instalar un panel solar en su tejado es una inversión y cualquier caída significativa en la eficiencia puede amenazar su rentabilidad. La buena noticia es que las pérdidas de eficiencia en los paneles solares actuales son pequeñas, predecibles y aún así dejan a los propietarios de viviendas tranquilos.
¿Por qué los paneles solares pierden eficiencia con el tiempo?
La velocidad a la que los paneles solares pierden eficiencia con el tiempo se llama tasa de degradación y es una consecuencia natural de su exposición a los elementos. Según un estudio de 2012 del Laboratorio Nacional de Energías Renovables, los paneles pierden cada año entre un 0,5% y un 0,8% de su capacidad de producción. Esto es inevitable, pero ocurre lo suficientemente lento como para ser un factor insignificante para la gran mayoría de los propietarios. Hay otras dos formas en que los paneles solares pueden perder eficiencia, en parte gracias a que su química actúa en su contra.
La eficiencia de los paneles solares es mayor que nunca, pero la cantidad de electricidad que pueden generar los paneles aún disminuye gradualmente con el tiempo. Los paneles solares de alta calidad se degradan a un ritmo de alrededor del 0,5% cada año, generando entre un 12 y un 15% menos de energía al final de su vida útil de 25 a 30 años. Pero ¿cuáles son las razones de la degradación de los paneles solares? ¿Qué afecta la rapidez con la que se degradan los paneles solares? ¿Existen formas de extender su vida útil para evitar que se conviertan en desechos?
Degradación inducida por la luz
Los paneles solares se degradan principalmente debido al desgaste normal con el tiempo debido a la exposición a los rayos UV y a las condiciones climáticas adversas. La tasa de degradación está incluida en la garantía de rendimiento de un panel. Existen varias formas de degradación mecánica y química causadas por la exposición del panel a la luz, que incluyen:
- Degradación inducida por la luz (LID). Interacción de las células de silicio cristalino del panel con el medio externo. La LID puede durar días o más de una semana.
- Degradación inducida por luz directa (DLID). La exposición directa a la luz solar durante el período de instalación inicial puede hacer que los componentes electrónicos dentro de las células fotovoltaicas se deformen o deformen debido al calor. DLID puede durar algunas horas.
- Degradación inducida por luz ultravioleta (UVID). La exposición inicial a la luz solar hace que el óxido de silicio cristalino de la superficie del panel forme una capa de dióxido de boro que reduce su eficiencia.
Así como un automóvil nuevo pierde parte de su valor en el momento en que lo saca del concesionario, un panel solar puede experimentar un aumento en su eficiencia a las pocas horas de su primer uso. Conocida como degradación inducida por la luz (LID), ocurre cuando el recubrimiento de boro de los paneles solares se oxida y oscurece parcialmente los paneles. Esta obstrucción puede reducir entre el 1 y el 3 por ciento de la eficiencia de un panel solar a las pocas horas de su primera exposición a la luz solar, pero no avanza más allá de este punto.
Degradación potencial inducida
Un fenómeno más nuevo llamado degradación inducida por potencial (PID) también puede afectar a los paneles solares con el tiempo. Si bien aún no se comprende toda la mecánica, las pérdidas eléctricas del panel solar, debido a la alta humedad y la acumulación de sodio, pueden generar arcos y dañarlo. La buena noticia es que esta condición es poco común en los Estados Unidos y se ve mitigada por la forma en que se diseñan los sistemas eléctricos aquí. Sin embargo, todavía es posible, por lo que es importante trabajar con un instalador solar experimentado para mitigar el riesgo de su sistema.
Degradación por edad
Por la naturaleza de su exposición a los elementos, los paneles solares se degradan con el tiempo. Las fuertes lluvias, la nieve, el hielo y las altas temperaturas provocan el endurecimiento del silicio cristalino, la corrosión de las estructuras y la contaminación de las células.
El granizo, el hielo, el polvo y la arena también pueden provocar microfisuras en la superficie del panel y los daños en el sello del panel pueden provocar la entrada de agua al interior.
Además, las reacciones en los materiales semiconductores utilizados en las celdas pueden crear sombras que reducen la cantidad de luz que el panel puede convertir en energía.
¿Cuál es la vida útil de los paneles solares?
Dado lo nuevos que son los paneles solares y su adopción generalizada, no hay mucha información sobre su vida útil completa. Sin embargo, muchos paneles solares antiguos siguen funcionando, lo que significa que si planeas tener los tuyos a largo plazo, podrías tener años de energía limpia por delante. La mayoría de los fabricantes ofrecen una garantía de 25 años en sus paneles, que es la métrica estándar utilizada para medir la vida útil esperada. Muchos fabricantes estipulan que sus paneles seguirán produciendo al menos el 80% de su capacidad energética original en ese momento.
¿Los paneles solares pierden eficiencia con el tiempo?
La respuesta es sí, pero el proceso es lento y, en la gran mayoría de los casos, el efecto es pequeño, fácil de calcular y no afectará la decisión del propietario de instalar un sistema. El Departamento de Energía estima que para los sistemas de tejados que utilizan módulos fotovoltaicos de silicio multicristalino actuales, el tiempo de recuperación estimado en ahorros de energía es de tan solo cuatro años. Más allá de ese punto, los sistemas solares en los tejados aún pueden producir energía a niveles cercanos a los máximos durante años. Los paneles solares actuales son más eficientes y duraderos que nunca, por lo que es un buen momento para invertir en energía solar para su hogar.
¿Qué influye en la tasa de degradación del panel solar?
Varios factores pueden determinar la rapidez con la que los paneles solares se degradan con el tiempo, algunos de los cuales dependen del fabricante, mientras que otros están influenciados por el instalador y el propietario.
- Calidad
Los materiales y componentes, incluido el vidrio solar, el marco de aluminio y las células solares utilizadas en el panel, pueden romperse si son de mala calidad. Algunos fabricantes reducen la cantidad de aluminio que utilizan en el marco para mantener los precios bajos, y los marcos más delgados son más vulnerables a sufrir daños.
Si bien un panel puede tener un costo inicial bajo, puede costar más a largo plazo si la tasa de fallas es mayor y es necesario reemplazarlo.
- Montaje de paneles
Incluso con materiales de alta calidad, la forma en que se ensambla un panel puede afectar su durabilidad, ya que no todos los materiales funcionan bien juntos. Los materiales y componentes incompatibles podrían acelerar el LID o el PID si afectan la cantidad de oxidación o la pérdida de voltaje.
- Instalación
El almacenamiento y manipulación adecuados de los paneles antes y durante la instalación es esencial para evitar daños. Microfisuras, rayones y conexiones eléctricas incorrectas durante la instalación afectan el rendimiento del panel.
También es fundamental que el instalador se asegure de que los paneles estén colocados en el techo con el ángulo y bloqueo óptimos, para obtener la máxima autolimpieza y resistencia mecánica.
- Mantenimiento
Aunque los paneles solares requieren un mantenimiento mínimo, es fundamental monitorearlos para eliminar cualquier acumulación de polvo o escombros que puedan afectar la producción de electricidad. Además, revise periódicamente las conexiones, los cables y los inversores para asegurarse de que ninguno esté suelto o roto.
- Clima
Los fenómenos meteorológicos extremos, como olas de calor, huracanes y tormentas de nieve, afectan la tasa de degradación relacionada con el envejecimiento. Los cambios drásticos de temperatura pueden hacer que los componentes se contraigan y expandan, lo que provoca grietas y otros daños. Mientras que las fuertes nevadas pueden ejercer presión sobre la superficie, creando grietas, especialmente si la nieve se congela. Los huracanes pueden provocar la caída de escombros y dañar la superficie del panel.