Recientemente, platicamos con la periodista María José Goytia de Mexico Business News, acerca de cuáles son las ventajas de los módulos M10 en términos de eficiencia y seguridad en las plantas solares.
A medida que la industria solar sigue innovando, más grande ya no significa mejor cuando se trata de un componente clave de la tecnología solar: los módulos. La investigación sobre los módulos se centra en la mejora de la eficiencia de las instalaciones solares, además del rendimiento.
"La idea de que cuanto más grande sea, mejor, no es correcta", afirma Judy Chen, Product Marketing Manager de LONGi Solar. En su lugar, la innovación de los módulos debe basarse en la reducción del coste nivelado de la energía (LCOE) de 300W a 550W, de ahí que la fuerza motriz sea reducir el coste de los módulos fotovoltaicos o el coste del balance del sistema (BOS) de las centrales eléctricas fotovoltaicas.
"Los módulos sobredimensionados no reducen el coste, sino que introducen obstáculos en el transporte y la instalación manual de los módulos, lo que provoca una importante disminución de la confiabilidad de los módulos en condiciones meteorológicas extremas. El exceso de corriente también afecta a la eficiencia y al rendimiento de generación de energía de los módulos, lo que no es beneficioso para la reducción del LCOE", añadió Chen.
Basándose en la nueva capacidad de fabricación y en toda la cadena industrial, se ha introducido el tamaño de oblea M10 para estandarizar los sistemas de fabricación y aplicación. También se consigue reducir los costes de fabricación de los módulos y los costes del sistema BOS. Tras un análisis exhaustivo de los procesos de fabricación y aplicación de los módulos, se determinó la dimensión óptima del módulo y se dedujo el correspondiente tamaño de oblea/celda de 182mm. Estas dimensiones incluyen consideraciones relativas a la viabilidad y el coste de producción, la confiabilidad del módulo, la compatibilidad del sistema, el transporte y la instalación.
Existe una correlación entre la eficiencia de los módulos y el coste BOS de las centrales fotovoltaicas. Con la misma eficiencia, el coste del BOS se reduce al aumentar la potencia de los módulos teniendo en cuenta tres aspectos: el ahorro de costes de los racks (incluidos los cimientos de los postes) debido a los racks largos, el ahorro de costes de los cables DC debido a la alta potencia de los strings, y el ahorro de costes de la instalación.
"El mayor tamaño de los módulos surgió para mejorar la eficiencia de la producción y ahorrar costes de fabricación de las celdas; sin embargo, es un error aumentar el tamaño del producto infinitamente", dijo Chen. Desde que se introdujo el módulo G12 a principios de 2020, la eficiencia, el rendimiento y el consumo de plata de las celdas han sido menores que los de las celdas M6/M10 convencionales. "En comparación, el coste no relacionado con el silicio de las celdas M10 tiene ventajas más atractivas", continuó Chen. En cuanto al coste de las obleas, teóricamente hay que aumentar el grosor de la oblea G12 debido a su gran superficie. En 2021, la oblea G12 era 5 mm más gruesa que la oblea M10. En 2022, la importante reducción del grosor de la oblea G12 supuso un riesgo potencial para la confiabilidad de los módulos. Además, el rendimiento de las obleas M10 también fue superior al de las obleas G12, lo que demuestra que M10 puede reducir los costes durante el proceso de fabricación.
En términos de confiabilidad, los factores clave que determinan las propiedades mecánicas de los módulos fotovoltaicos son el grosor y la resistencia del vidrio. Los factores secundarios son el grosor de la cara B del marco, así como el diseño del marco. En el caso del módulo monofacial (3,2 mm) y del módulo bifacial (2 mm+2 mm) con un marco de la cara B de 35 mm, se mantienen excelentes propiedades mecánicas si se optimiza el diseño del marco cuando se aumenta la superficie del módulo de 2,2 m2 a 2,6 m2 (módulo M10). Sin embargo, con el mismo diseño, es difícil garantizar la confiabilidad de los módulos sobredimensionados con un área superior a 3m2 (módulo G12) debido al tamaño excesivo y a la disminución de la resistencia del borde del vidrio.
Para evitar que el módulo se dañe durante el transporte, se suele utilizar el embalaje apaisado en cajas de madera. En el caso del módulo M10, la altura de las dos cajas de madera se acerca a la altura de la puerta de un armario de 12 metros. La anchura de los módulos M10 es de 1,13 m, lo que deja un margen de 10 cm para la carga y descarga con carretillas. En cambio, debido a su mayor anchura, los módulos G12-60c y G12-66c se colocan planos en cajas de madera. Esta posición provoca un alto índice de daños durante el transporte. Como el paquete apaisado de dos palés no es viable en el contenedor y el paquete supera el límite de altura de 4 m para el transporte terrestre chino, los módulos G12 sólo pueden transportarse mediante el paquete vertical.
La seguridad también representa un reto cuando se transportan módulos más grandes y pesados. En un proyecto en Zaozhuang, provincia de Shandong (China), los trabajadores resultaron heridos por los módulos embalados en forma de retrato cuando intentaban transportarlos a la instalación. El mayor peso también supone un reto a la hora de instalar los módulos. Durante el proceso, el peso máximo transportado por una persona no debe superar los 25 kg. El peso máximo para dos personas debe ser de 33 kg considerando un coeficiente de 0,666. El peso del módulo M10 es inferior a 33 kg. Sin embargo, los módulos más grandes tienen un peso excesivo que provocará la fatiga de los trabajadores, reduciendo la eficiencia de la instalación y aumentando significativamente el índice de daños en la instalación.
La corriente del módulo G12 es un 30% mayor que la del módulo M10. La elevada corriente conduce a una mayor temperatura de funcionamiento del módulo. Esta diferencia es aún más relevante cuando la irradiación y la temperatura ambiente son elevadas. Por lo tanto, los módulos G12 no son especialmente adecuados para zonas con abundantes recursos lumínicos y altas temperaturas diurnas, en lugares como el oeste de China, Oriente Medio y África, Australia y México.
Al igual que en el caso de la media celda frente a la celda completa, los módulos M10 tienen una menor generación de energía en condiciones de poca luz y una mayor generación de energía en condiciones de mucha luz en comparación con los módulos G12. La generación de energía en condiciones de luz intensa representa una alta proporción de la generación total de energía. Por ello, los módulos M10 tienen más ventajas en el rendimiento de generación de energía en exteriores. En zonas con irradiación general, la ventaja de generación de energía de los módulos M10 es del 0,5~1%. En zonas con buena irradiación, la ventaja de los módulos M10 es del 1~2% o incluso superior. Mientras tanto, para los proyectos de servicios públicos, los módulos M10 tienen ventajas en las centrales eléctricas terrestres a gran escala y en los terrenos montañosos. El tamaño adecuado de los módulos M10 permite una adaptación flexible de los racks. Para la generación distribuida (DG), los módulos M10 son adecuados para los techos industriales y comerciales.
Si las tendencias técnicas son el gran tamaño y la alta corriente, las obleas de 158,75 mm y 166 mm no necesitan ser cortadas por la mitad, y se pueden fabricar módulos de 112 y 120 celdas para alcanzar una potencia de 700 W o incluso una corriente y una potencia de cadena mayores. Sin embargo, una corriente excesiva provocará una gran pérdida de calor y reducirá la eficiencia del módulo. La elevada temperatura de funcionamiento del módulo también reduce el rendimiento de generación de energía. "Un simple aumento de la potencia mediante la ampliación del tamaño no es una gran innovación. Un análisis razonable del valor y el riesgo del aumento de tamaño es beneficioso para toda la industria", explicó Chen.
En 2022, los módulos M10 representaron el 81% del total de las ofertas ganadoras entre enero y mayo, estableciéndose como referencia del mercado en China. Basándose en la última versión de agosto de 2022, PV InfoLink también ha realizado importantes ajustes en sus previsiones de envíos para 2022: se prevé que la cuota de mercado de los productos M10 aumente significativamente, hasta el 58%, mientras que la de los G12 disminuya hasta el 24%.
El ahorro de BOS suele aumentar a medida que se incrementa la potencia del módulo, pero sólo hasta ciertos niveles antes de que otros factores hagan disminuir el ahorro o supongan riesgos adicionales de confiabilidad. En cuanto a confiabilidad, transporte, manipulación y coste total del sistema, los módulos M10 superan a los G12. Los módulos M10 no son sólo una solución provisional para alcanzar tamaños de módulos más grandes y potentes, sino que son la opción óptima para lograr un equilibrio entre el coste del sistema y la confiabilidad.
Los módulos y los sistemas solares se construyen para que duren entre 25 y 30 años, o incluso más, y su buen rendimiento frente a las condiciones meteorológicas extremas se convierte en una necesidad. La confiabilidad de los módulos en términos de rendimiento durante toda la vida útil de los proyectos fotovoltaicos es importante para garantizar un rendimiento energético constante y la rentabilidad de la inversión en todos los proyectos fotovoltaicos.
México está considerado entre los países con uno de los recursos de energía solar más ricos del mundo, con un nivel medio diario anual de radiación solar superior a 4,4 kWh/m2. Los módulos M10 de LONGi pueden aprovechar la generación de energía en condiciones de alta irradiación. Algunos proyectos en México también tienen un terreno complejo, por lo que los módulos M10 pueden aprovechar una instalación flexible para ahorrar costes.
"Cuando miramos más allá del coste del módulo y de la potencia de salida para el coste de los sistemas de por vida, está claro que el módulo M10 de 1,13 m que utiliza obleas de 182mm es la solución más rentable para optimizar el rendimiento de por vida. Todas estas condiciones hacen que el módulo M10 de LONGi sea la mejor opción para los proyectos solares en el mercado mexicano", dijo Chen.
Sobre LONGi
Fundada en el año 2000, LONGi se ha propuesto ser la empresa de tecnología solar líder en el mundo, enfocada en la creación de valor orientada al cliente para lograr la transformación energética para todos los escenarios.
Con la misión de " Aprovechar lo mejor de la energía solar para construir un mundo sostenible", LONGi se ha dedicado a la innovación tecnológica y ha establecido cinco líneas de negocio, que abarcan las obleas, las celdas y módulos de monosilicio, las soluciones de generación distribuida para uso comercial e industrial, las soluciones de energía verde y los equipos de hidrógeno. La empresa ha perfeccionado sus capacidades para proporcionar energía renovable y, más recientemente, también ha adoptado productos y soluciones de hidrógeno verde para alcanzar un crecimiento global sin emisiones de carbono. www.longi.com