¿Qué pasa cuando falla el Tedlar o el EVA?

placa.seg.E3P10En esta foto se pueden ver los efectos que se producen en un módulo fotovoltaico cuando falla el encapsulante de EVA o la cobertura de Tedlar.

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¿Qué son el EVA y el Tedlar?

El EVA es etileno vinil acetato. Es un polímero termoplástico, que se usa en los módulos fotovoltaicos como encapsulante de las células generadoras. Éstas se conectan entre sí conformando el núcleo fotovoltaico del panel. Se depositan en un soporte cristalino y se encapsulan mediante EVA, para evitar la entrada de aire o humedad.

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El Tedlar es fluoruro de polivinilo (PVF), aunque Tedlar es una marca comercial. Una vez obtenido el conjunto de células encapsuladas en EVA, se recubren, por encima y debajo, con láminas de Tedlar-Poliester-Tedlar o Tedlar-Poliéster-EVA, dependiendo del fabricante. El fin de estas láminas es proteger a las células fotovoltaicas de los efectos degradantes de la radiación ultravioleta y, sirve como aislante eléctrico.

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El conjunto es sellado, de modo que, por los laterales no pueda entrar ni humedad ni aire y, se le monta un marco de aluminio para protegerlo y facilitar su manipulación.

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¿Qué pasan si fallan?

El auténtico generador eléctrico son las células fotovoltaicas, unidas en series mediante bandas conductoras, con otras de similares características eléctricas. Las células son obleas de material semiconductor. Los más usados son el silicio cristalino (policristalino o monocristalino como la de la foto) y el silico amorfo. Se escoge silicio es capaz de transmitir más del 95% de las longitudes de onda de la radiación infrarroja.

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El silicio puro no existe en la naturaleza, siempre se encuentra en forma de dióxidos de silicio o silicatos complejos, aunque es muy abundante. Se estima que el 28% de la corteza terrestre es silicio. Está claro que es necesario realizar en el laboratorio un proceso químico para conseguir la oblea de silicio, eliminando el oxígeno y los otros componentes con los que se “asocia”. El silicio tiene tendencia a formar moléculas con otros átomos, entre sus preferidos está el oxígeno.

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El oxígeno está presente en el aire (21%) y en el agua (33%), por lo que si fallan el Tedlar y EVA, la oblea de silicio entrará en contacto, muy fácilmente, con el oxígeno formando dióxidos de silicio, es decir, oxidándose. Por eso adquiere esos colores marrones, como cuando se oxida cualquier metal en la presencia de agua.

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Y eléctricamente ¿Qué pasa?

Como se puede imaginar, esto no es bueno. La oxidación tenderá a extenderse por todo el panel, ya que por debajo del Tedlar podrá “fluir”. Cuando la corrosión cubre las pistas conectoras entre células, las “rompe” eléctricamente ya que el oxígeno es un dieléctrico o material aislante. Al romperse la series puede que algunas células queden aisladas del circuito y no evacuen la energía que generan.

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Cuando se oxida una célula también deja de funcionar, ya que pasa de ser un material dieléctrico. No hay que olvidar que el dióxido de silicio se usa para hacer objetos de cristal y cerámica, como los aisladores que se usan en las torres de alta tensión. En este artículo puede ver una foto.

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En una asociación de generadores en serie, como la que hay dentro de una placa fotovoltaica, la tensión del conjunto es la suma de las tensiones generadas por todas las células y, la corriente es la misma para todas.

-¿La misma?

-Sí, la misma.

-Si generan distinta corriente. ¿Cuál tendrá?.

-Pues la más baja.

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Si una de las células deja de producir por que está enteramente oxidada la corriente que generará la placa, también será cero.

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¿Cómo afecta al conjunto?

Las placas se agrupan en series. Igual que las células. Se puede considerar a las placas como un generador eléctrico único. Con lo que si una placa deja de funcionar tendrá corriente 0 A y, el conjunto de las placas que forman la serie, también tendrá 0 A. Producción nula.

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Por esto, cuando se detecta un módulo dañado, se sustituye para que no lastre al resto. No se espera a que se produzca una total oxidación de la célula.

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Más info: En google hay mucha información, pero tiene un buen resumen de cómo se fabrican los módulos fotovoltaicos en: Solaria.

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Imágenes: [1] [2Creative Commons License credit: Valles

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