Los módulos fotovoltaicos son dispositivos diseñados para transformar la luz solar en electricidad. Sin embargo, estos también pueden funcionar de forma inversa: Como lo haría un LED, al ser aplicado sobre este una corriente de polarización, el módulo solar se estimula eléctricamente para emitir así una radiación conocida como electroluminiscencia (EL). Este fenómeno es particularmente interesante porque permite adquirir información muy detallada sobre los defectos más comunes en los módulos utilizando imágenes de alta resolución.
Algo similar también ocurre si el módulo se estimula con luz solar en lugar de electricidad, es el fenómeno de la fotoluminiscencia (PL). Tanto EL como PL constituyen señales muy débiles en comparación con la luz solar, razón por la cual son difíciles de medir durante gran parte del día.
Medir la potencia eléctrica que se puede extraer de un módulo es un buen modo de evaluar su rendimiento. Sin embargo, también es importante mirar hacia el futuro intentando predecir el rendimiento de la planta fotovoltaica a medida que envejece. Es en esto en lo que las imágenes de EL y/o PL aportan un alto valor, razón por la cual esta técnica de control de calidad basada en imágenes evoluciona año tras año, abriendo nuevas oportunidades para el análisis de módulos solares.
Visualizando defectos
La visualización de defectos es importante en la evaluación del proceso de fabricación de módulos, con fines contractuales, para un pronóstico en la producción energética futura y también en el análisis de financiación de un proyecto fotovoltaico.
Convencionalmente, la adquisición de imágenes de EL, ha sido en horario nocturno debido a la ausencia de luz solar, como alternativas, una habitación oscura o un laboratorio móvil también son entornos adecuados. Pero, ¿qué sucede si se necesita utilizar esta técnica basada en imágenes en un entorno de alta radiación solar? En 2017, se descubrió un método para obtener imágenes de luminiscencia diurna de módulos fotovoltaicos [1]. La propuesta se basó en la polarización de los módulos con corriente alterna y la correcta sincronización entre estados de polarización y captura de imágenes. Desde entonces, muchos grupos de investigación de todo el mundo han trabajando en este tema y, recientemente, en la revista Energy Science and Engineering, se ha publicado un artículo que muestra cómo, incluso en condiciones de alta radiación solar, una técnica de detección síncrona permite la correcta de obtención de imágenes, proporcionando así una herramienta prometedora de cara a las inspecciones de plantas solares [2].
Una imagen de EL puede mostrar defectos en los módulos fotovoltaicos tales como grietas, soldaduras deficientes, problemas de fabricación y otros fallos comunes que podrían afectar la producción de energía eléctrica futura del módulo. Para garantizar la calidad en del procedimiento, es importante que la adquisición de imágenes y el tratamiento de las mismas para la detección de fallos, sea llevado a cabo de acuerdo con la normativa IEC 60904-13. DNV puede ayudarle a evaluar y planificar todos los pasos necesarios en el proceso de control de calidad, desde la investigación inicial hasta las conclusiones finales sobre el estado de sus módulos fotovoltaicos.
[2] Guada M, Moretón Á, Rodríguez-Conde S, Sánchez LA, Martínez M, González MA, Jiménez J, Pérez L, Parra V, Martínez O. Daylight luminescence system for silicon solar panels based on a bias switching method. Energy Sci Eng. 2020;00:1–15.