Rastro de caracoles en los paneles solares

Contenido:
¿Qué son las estelas de caracol de los paneles solares?
¿Cómo se forman las estelas de caracol en los paneles solares?
¿Por qué se forman las estelas de caracol en los paneles solares?
¿Cuáles son las consecuencias de las estelas de caracol en los paneles solares?
¿Cómo prevenir las estelas de caracol en los paneles solares?

Introducción

Instalar paneles solares para alimentar su hogar es una inversión sostenible a largo plazo. Esto no sólo ayuda a reducir sus gastos de servicios públicos, sino que también contribuye a reducir su huella de carbono, creando un ecosistema más sostenible.
Sin embargo, a pesar de las ventajas significativas de los paneles solares en el suministro de energía limpia, algunos problemas pueden afectar a su eficiencia durante su vida útil, y un problema común es la aparición de estelas de caracol.

Las estelas de caracol, también conocidas como huellas de caracol o marcas de gusano, se manifiestan como líneas de decoloración localizadas que se desarrollan en los paneles solares durante largos periodos de uso.

Suelen aparecer como líneas oscuras o marrones cerca de las barras colectoras, a lo largo de los bordes solares o cerca de microfisuras.

Estas diminutas líneas marrones crean la ilusión óptica de que caracoles o gusanos han atravesado la superficie de los paneles solares, de ahí el nombre de "estelas de caracol" o "marcas de gusano". Si estos rastros se extienden por todo el panel solar, pueden afectar significativamente a su estética visual.

Normalmente, cuando un panel solar está en mal estado, por ejemplo con microfisuras, las marcas de caracol se hacen evidentes tras meses de exposición a la intemperie. Posteriormente, estos rastros persisten y permanecen visibles en los paneles solares.

El mecanismo de formación de las estelas de caracol en los paneles solares implica una serie de complejos procesos químicos y físicos. En primer lugar, cuando se produce una reacción química en las barras colectoras del panel solar, ésta sirve como etapa inicial para la generación de las estelas de caracol. Posteriormente, el estrés físico continuo conduce a la formación de microgrietas en la superficie del panel solar, creando vías para la infiltración de humedad. En presencia de un campo eléctrico, radiación ultravioleta y temperaturas de funcionamiento, la humedad infiltrada desencadena un proceso de corrosión. La deformación de los contactos de plata y de la lámina de encapsulación hace que las partículas de plata migren a la lámina de EVA. El polímero de encapsulación contiene componentes químicos como azufre, fósforo y cloro, que provocan reacciones químicas secundarias con la plata. La acumulación de estas diminutas partículas, formadas a través de múltiples reacciones, acaba creando los característicos rastros de caracol en la superficie de las células solares y los materiales de encapsulación.

Cuando los paneles solares se exponen a duras condiciones exteriores durante un periodo prolongado, el material EVA comienza a degradarse, liberando dióxido de carbono y ácido acético. En presencia de oxígeno, el dióxido de carbono reacciona con la pasta de plata utilizada como material conductor en el panel solar, formando carbonato de plata:
4Ag + 2CO2 + O2 -> 2Ag2CO3

Posteriormente, el carbonato de plata reacciona con el ácido acético del material EVA, formando acetato de plata:
Ag2CO3 + CH3COOH-> CH3COO(Ag) + CO2 + H2O

A continuación, el acetato de plata se deposita sobre el EVA y se manifiesta en forma de líneas marrones (estelas de caracol).

Es crucial tener en cuenta que las microfisuras son un requisito previo para su formación. Si los componentes internos del panel solar no se ven influidos por elementos exteriores, especialmente si no puede infiltrarse humedad, la aparición de estelas de caracol resulta muy improbable. En este proceso, la presencia de microfisuras se convierte en un factor crítico, que proporciona las condiciones necesarias para la aparición de las estelas de caracol.

Las estelas de caracol aparecen tras una exposición prolongada de los módulos solares a la intemperie, lo que plantea la cuestión de su origen preciso. Según los resultados de este estudio, la causa principal de las estelas de caracol puede atribuirse a defectos del material y al inicio de procesos químicos.
1. Diferencias en las propiedades químicas entre la lámina de EVA (etilvinilacetato) y los contactos de plata.
2. El grado de degradación del material EVA, es decir, cómo envejece y se desgasta.
3. La permeabilidad al vapor de agua del material de la lámina posterior del panel solar, es decir, si puede evitar eficazmente que el vapor de agua penetre en el interior del panel solar.

Muchos de estos defectos del material se manifiestan mientras los paneles solares están generando electricidad de forma activa in situ, aunque los que aparecen durante el proceso de fabricación no son infrecuentes y se denominan "defectos cosméticos de fabricación".

Los procesos químicos inducidos son consecuencia de los defectos de los materiales. Predominan las reacciones de corrosión, que conducen a la formación de estelas de caracol. Estos rastros se manifiestan cuando aparecen microfisuras en la superficie del panel solar, lo que proporciona una vía para la infiltración de humedad y oxígeno. Aunque no todas las microfisuras dan lugar a estelas de caracol adyacentes, es muy probable que estos dos defectos coexistan en el mismo lugar de una célula solar. En consecuencia, se puede afirmar a grandes rasgos que las microfisuras destacan como el principal instigador de las estelas de caracol en los paneles solares.

1. El rendimiento de los paneles solares se degrada. El rendimiento de las células solares puede verse afectado por la reducción de la reflexión de la luz desde la superficie de la célula solar. Este fenómeno provoca una disminución de la eficiencia del sistema solar y una reducción de la producción de energía.Las investigaciones sobre paneles solares cristalinos afectados por rastros de caracoles revelan una disminución máxima potencial de la eficiencia energética.Las investigaciones sobre paneles solares cristalinos afectados por rastros de caracoles revelan una disminución máxima potencial de la eficiencia energética de hasta el 9,1%. Los rastros dejados por los caracoles también pueden provocar daños en las células solares, ya que erosionan su superficie y provocan un deterioro del rendimiento eléctrico.

2.Efecto de formación de puntos calientes. La presencia de estelas de caracol no sólo provoca problemas de reflexión de la luz, sino que también puede causar resistencia a la corriente en el panel solar, creando puntos calientes que pueden afectar aún más al rendimiento general del panel. Esta resistencia a la corriente puede provocar una pérdida de conversión de energía y la formación de zonas calientes localizadas en la superficie del panel solar. Estas zonas calientes no sólo pueden conducir a una disminución de la eficiencia del panel, sino que también pueden afectar negativamente a la estabilidad a largo plazo del panel.

3.Afectar a la apariencia. El aspecto de un panel solar es extremadamente importante para su impresión general y su sensación de integración medioambiental. La presencia de marcas de caracol no sólo afecta al rendimiento del panel solar, sino que también repercute negativamente en su aspecto visual. Con el tiempo, estas marcas marrones pueden deteriorarse y tener un efecto adverso duradero y no despreciable en el aspecto general del panel solar y sus superficies de montaje.

1.Manipule los paneles solares con cuidado para evitar la formación de microfisuras.
Para evitar la formación de microfisuras en los paneles solares, se pueden adoptar una serie de medidas preventivas y de mantenimiento que garanticen la estabilidad y el rendimiento del sistema a largo plazo. He aquí algunas sugerencias:

a. Instalación y mantenimiento adecuados: Haga que un profesional instale correctamente los paneles solares y asegúrese de que el marco de montaje y la estructura de soporte cumplen los requisitos. Inspeccione y mantenga el sistema con regularidad, comprobando las fijaciones, limpiando la suciedad y la nieve, etc. para evitar microfisuras causadas por la presión externa.

b. Evite aplicar una fuerza excesiva: Durante la instalación y el mantenimiento, evite aplicar una fuerza o presión excesivas, especialmente en las zonas de los bordes de los paneles solares. Una manipulación y un manejo cuidadosos reducirán el riesgo de daños mecánicos.

c. Cimentación y soporte adecuados: Asegúrese de que la cimentación y la estructura de soporte del panel solar cumplen los requisitos de diseño y son capaces de soportar los efectos del entorno natural, como el viento, la lluvia y la nieve. Unas estructuras de soporte sólidas pueden mitigar los efectos de las fuerzas externas sobre los paneles solares.

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2.Elija paneles solares con materiales de encapsulación avanzados.
La selección de materiales para los paneles solares es crucial para prevenir la formación de senderos de caracol. Ciertos materiales poliméricos pueden contribuir o agravar el problema de las estelas de caracol. Por lo tanto, la elección de los materiales de encapsulación adecuados es especialmente importante. Los paneles solares ideales deben fabricarse con materiales duraderos y de alta calidad que se adapten bien a los cambios ambientales. De este modo, se puede evitar la aparición de estelas de caracol, prolongar la vida útil de los paneles y garantizar la estabilidad de la eficiencia energética y la producción.

Los paneles solares bifaciales de doble vidrio HJT de Maysun están encapsulados en POE, un material termoplástico que ofrece un rendimiento y una sostenibilidad superiores para los paneles solares. Su resistencia a los rayos UV ayuda a mantener la estabilidad en diversas condiciones climáticas, alargando la vida útil de los paneles. Resistente a la intemperie, puede soportar el sol y la lluvia y adaptarse a entornos adversos. Además, los materiales POE son respetuosos con el medio ambiente y se ajustan al concepto de desarrollo sostenible. Por lo tanto, los paneles solares bifaciales de doble vidrio HJT de Maysun con materiales de encapsulado POE ofrecen ventajas significativas en términos de rendimiento y protección del medio ambiente.

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Referencias：

Solaradvisor. (2023, April 9). Why do you see snail trails on the surface of solar panels? | SolarTechAdvisor. Solartechadvisor.

Admin. (2023, December 4). Snail trails on solar panels | Just Solar. Just Solar.

Hoffmann, V. (2023, November 23). Unveiling the impact of Snail Trails on PV Modules. Above.

Nicolas, & Nicolas. (2022, October 19). Snail Trail effect: how to prevent your PV module from damage - Eco Green Energy. Eco Green Energy - Building a Greener World.

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