Un equipo de investigación del NREL del Departamento de Energía de EE.UU. ha analizado la degradación de las instalaciones fotovoltaicas comerciales y a escala comercial de todo Estados Unidos entre 2008 y 2022.
Su conjunto de datos, considerado el mayor de su clase para un proyecto de este tipo, consistía en datos de 25.000 inversores de casi 2.500 instalaciones fotovoltaicas comerciales y de escala comercial en 37 estados y territorios de EE.UU., lo que equivale a casi 8 GW de energía solar. La edad media de los sistemas fotovoltaicos observados fue de cinco años.
Los investigadores hallaron una pérdida media de rendimiento del 0,75% anual, valores similares a los de estudios anteriores. El análisis descubrió que los sistemas situados en zonas de temperaturas más cálidas presentaban el doble de pérdida de rendimiento que los situados en climas más fríos, con un 0,88% anual y un 0,48% anual respectivamente. En conjunto, el 90% de los sistemas estudiados registraron pérdidas de rendimiento inferiores al 2% anual.
Chris Deline, director del grupo de rendimiento de campo fotovoltaico del NREL, dijo que la mediana de pérdida de rendimiento es una “cifra crucial”.
“En primer lugar, demuestra que nuestra flota de sistemas fotovoltaicos, en su conjunto, no está fallando catastróficamente, sino que se está degradando a un ritmo modesto dentro de lo esperado”, dijo. “Es importante que cuantifiquemos este índice con la mayor precisión posible, porque esta cifra pequeña pero tangible se utiliza en casi todos los acuerdos de financiación que financian proyectos solares y proporciona una orientación fundamental para el sector”.
El impacto a corto plazo de fenómenos meteorológicos extremos, como inundaciones, vientos fuertes, granizo, incendios forestales y rayos, fue mínimo en la mayoría de los sistemas fotovoltaicos estudiados. La duración media de las interrupciones tras un fenómeno meteorológico extremo fue de dos a cuatro días, lo que se tradujo en una pérdida media de rendimiento anual del 1%.
Un total de 12 sistemas de un total de 6.400 experimentaron cortes de dos semanas o más. La mayoría de las interrupciones se debieron a inundaciones y lluvias, seguidas de episodios de viento. La mayoría de los sistemas del conjunto de datos sólo experimentaron una interrupción relacionada con las condiciones meteorológicas.
Sin embargo, los investigadores descubrieron que, cuando son lo bastante fuertes, las condiciones meteorológicas extremas pueden acelerar la degradación a largo plazo. Se descubrió que el granizo de más de 25 mm de diámetro, los vientos de más de 90 km/h y la nieve de más de 1 metro de profundidad provocan mayores pérdidas anuales de rendimiento en los sistemas fotovoltaicos, como tensiones mecánicas que agrietan las células solares.
“No creemos que ninguno de estos análisis sugiera que los sistemas fotovoltaicos sean poco fiables o especialmente vulnerables a condiciones meteorológicas extremas. La energía fotovoltaica ha demostrado que puede proporcionar energía de reserva y salvar vidas cuando la infraestructura circundante resulta dañada por fenómenos meteorológicos extremos”, afirma Dirk Jordan, investigador del NREL. “Sin embargo, hay más medidas que podemos tomar para mejorar la calidad de los equipos y, especialmente, las mejores prácticas de instalación para aumentar la resistencia a estos fenómenos meteorológicos”.
La responsabilidad puede recaer en que los fabricantes de módulos y las organizaciones de pruebas fotovoltaicas comprendan los umbrales a partir de los cuales pueden producirse daños. Entonces, dice el NREL, la industria puede empezar a diseñar para estas condiciones y crear pruebas que sometan a los paneles a tensiones realistas creadas por el viento, la nieve y el granizo.
“Las instalaciones de alta calidad también son fundamentales para aumentar la resistencia a condiciones meteorológicas extremas. La normalización de las prácticas de instalación, como el uso de tornillos pasantes y el montaje de módulos lo suficientemente lejos del borde de los tejados en zonas propensas al viento, podría ayudar a mitigar los impactos en el rendimiento del sistema”, añade Jordan.
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