Científicos de la Universidad Teikyo de Japón han propuesto un nuevo método para estimar cuantitativamente las células de voltaje en los módulos fotovoltaicos operativos.
El nuevo modelo -que los investigadores describen en “A proposal of a procedure to estimate a standard line for contactless estimation of a solar cell voltage in a module using modulated light”, recientemente publicado en Electrical Engineering in Japan– está diseñado para estimar los voltajes de las células en los módulos solares mediante la irradiación de las células con una luz láser débilmente modulada.
Los investigadores dijeron que estimaron de antemano un modelo de línea estándar con módulos parcialmente sombreados, y luego lo aplicaron a los voltajes de las células en los paneles en condiciones normales sin sombreado. El modelo propuesto se basa en el supuesto de que la respuesta de salida de los módulos a una célula determinada irradiada con luz modulada depende del voltaje de funcionamiento de la célula.
“Utilizando el hecho de que el voltaje de la célula en un módulo parcialmente sombreado se puede estimar fácilmente, propusimos un modelo cuantitativo utilizando una línea estándar para estimar el voltaje de la célula en un módulo en condiciones normales (sin sombreado)”, declaró el grupo de investigación.
Cuando se irradia las células con luz modulada, su curva I-V se desplaza hacia la corriente positiva, y la corriente en otras células de un módulo permanece inalterada, pero el punto de operación cambia solo en la célula irradiada, dijeron. Probaron el modelo en un módulo fotovoltaico con cinco células policristalinas idénticas conectadas en serie a través de un simulador solar. El panel fue irradiado con luz solar simulada desde una altura de unos 36 cm, con la luz solar pulsando a 100 Hz alrededor de 120 W/m2.
La medición del voltaje de funcionamiento de una célula solar en un módulo fotovoltaico es clave para detectar puntos calientes (hot spots) y otros problemas de degradación del panel, como la descamación de la degradación inducida por el potencial (PID), las fisuras y los contactos deficientes. El grupo de investigación dijo que su método propuesto puede complementar otras tecnologías que miden los voltajes de las células, como las cámaras termográficas, la medición de las curvas I-V y las imágenes por electroluminiscencia (EL). También afirmaron que el nuevo modelo tiene la ventaja de ahorrar tiempo y esfuerzo de inspección, ya que los paneles pueden ser analizados mientras están realmente en funcionamiento, y no separados del sistema.
Los investigadores dijeron que podrían mejorar aún más el nuevo método a través de la verificación computacional de los módulos que contienen células con diferentes niveles de rendimiento. También planean utilizar la verificación experimental a módulos que operan bajo diversas condiciones, y extender el modelo de línea estándar a otro tipo de instalaciones.
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