MÓDULOS FV REFLECTANCIA DE LOS MÓDULOS SOLAR INNOVA

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2 REFLECTANCIA DE LOS MÓDULOS FOTOVOLTAICOS SOLAR INNOVA 1. Motivación. Un sistema fotovoltaico es una gran superficie de vidrio y metal orientada en una única dirección. Debido al potencial de deslumbramiento y reflexión de los paneles puede parecer que constituye un riesgo cuando es instalado cerca de un aeropuerto, vía de tren, carretera para sus pilotos y conductores y una molestia cuando se hace cerca de zonas residenciales. Los módulos fotovoltaicos fabricados por Solar Innova, como cualquier otro objeto o material, refleja parte de la energía que recibe del sol. Aun así, estos módulos fotovoltaicos están especialmente diseñados para absorber la luz solar en lugar de reflejarla. Esto es posible gracias a el uso de cristales texturizados y de capas antirreflectivas en las células. Sin embargo, analizar la reflectancia de los módulos fotovoltaicos en detalle es una significativa manera de cuantificar el riesgo de deslumbramiento o reflexión. Claramente, en este contexto la componente especular de la porción de luz visible reflejada es la única relevante. El propósito de este boletín técnico es mostrar que la reflectancia de los módulos fotovoltaicos Solar Innova es baja en comparación con otras superficies comunes. 2. Sobre superficies antirreflectantes. Todas las empresas de vidrio que producen vidrio con bajo contenido en hierro para aplicaciones de energía solar se esfuerzan por optimizar los parámetros del proceso relacionado con los hornos. Un alto rendimiento en vidrio con bajo contenido en hierro tiene una absorción de menos del 1% y una reflectancia del 4% en los dos lados del cristal, resultando un valor máximo de transmitancia del 91,5 % para la mejor calidad de vidrio. Por consiguiente, la transmitancia máxima se limita a 91,5 %. La única forma de aumentar la transmitancia es mediante la reducción de la reflectancia. Esto se puede hacer mediante la modificación de la superficie del vidrio, que debe tener un índice de refracción de 1,22 después de la modificación. El proceso de superficie antirreflectante es único ya que es un proceso sustractivo que elimina material de la superficie de vidrio. Se utiliza el propio vidrio e introduce la capa antirreflejos en el vidrio. Esta superficie se produce sometiendo el vidrio a una serie de productos químicos suaves que produce una capa de 100 nanómetros de espesor (100 nanómetros es 1/ mm) en ambos lados del vidrio. Esta capa tiene un índice de refracción de 1,24 y reduce la reflectancia del vidrio hasta 1,5 %. El aumento resultante en la transmitancia es de 5-6 %. La transmitancia resultante es del 96 al 97 % (medido según la norma ISO 9050 con el espectro solar señalado en la norma ISO 9845). El vidrio AR tendrá una mejora en la transmitancia mínima del 5% en comparación con el vidrio sin modificar, y garantiza la superficie AR por 10 años.

3 La transmitancia del vidrio es una función de longitud de onda en el intervalo de 300 a 2500 nm antes y después del tratamiento. Las longitudes de onda efectivas para un invernadero (GH), módulo fotovoltaico (PV) y colector térmico (TM) y sus aplicaciones se ilustran en el gráfico. La transmitancia media de las tres aplicaciones; invernadero, módulo fotovoltaico y colectores térmicos son: T (GH) T (PV) T (TM) Vidrio AR 97,6 % 96,3 % 95,9 % Vidrio 91,3 % 90,6 % 90,4 % Mejora 6,3 % 5,7 % 5,5 % El proceso de superficies antirreflectantes es un proceso respetuoso con el medio ambiente, ya que no consume productos químicos, y sólo requiere una mínima reposición. La producción es un proceso de bucle cerrado, donde el agua del proceso se limpia en el sistema de tratamiento de residuos y puede ser liberado en la naturaleza sin ningún impacto ambiental. Los productos químicos utilizados son de baja toxicidad y se utiliza en concentraciones bajas. El proceso de producción utiliza poca energía. 3 Módulos fotovoltaicos. Nuestros módulos fotovoltaicos están fabricados con células de silicio laminadas en vidrio solar. Los módulos fotovoltaicos se comercializan en base a su calificación de rendimiento bajo condiciones de prueba estándar (STC). Esto se hace mediante el flasheado de los módulos de acuerdo a las normas STC. Con un vidrio solar con bajo nivel de hierro de alta calidad es reflejado un 4% de la luz por la superficie frontal y el 1% es absorbido por el cristal. El vidrio se lamina con las células de silicio con EVA que tiene un índice de refracción de 1,5, que es similar al vidrio. Esto significa que la luz no se refleja en la superficie interior del vidrio.

4 La transmitancia del vidrio tiene una función de la gama de longitud de onda de 300 a 1150 nm antes y después del tratamiento AR para aplicaciones fotovoltaicas. El espectro solar también se ilustra en la misma gráfica. La transmitancia de los módulos fotovoltaicos integrado antes y después del tratamiento con tratamiento AR es: T (PV) Vidrio AR 96,3 % Vidrio 90,6 % Mejora 5,7 % La mejora de la transmitancia después del tratamiento de AR es de un 5,7 %. La mejora del rendimiento de un módulo fotovoltaico donde el vidrio se intercambia con el vidrio con capa AR es de: 5.7% / 2 = 2.85% Si se utiliza vidrio AR la reflectancia de la superficie exterior se reduce por 2,5 a 3,0 %. Como consecuencia de esto la transmitancia aumenta en 2,5 a 3,0 %. Sobre la base de las condiciones STC que utilizan una irradiancia de 1000 W/m², 25 y 30 W más luz por m² alcanzará las células. Dependiendo de la eficiencia de conversión del módulo el aumento de la potencia es 3.5 a 4.5 vatios pico. Las ventajas del vidrio antirreflectante dependen en gran medida de la eficiencia de conversión del módulo fotovoltaico. Cuanto mayor sea la eficiencia de conversión del módulo fotovoltaico mayor es el beneficio obtenido. El tratamiento antirreflectante de la superficie de vidrio interior tiene el beneficio adicional de mejorar en la unión entre el vidrio y el EVA. Esto reduce el riesgo de deslaminación durante la vida útil del módulo. 4. Mediciones de los laboratorios. En un laboratorio independiente, se realizó la medida de la reflectancia espectral hemisférica de acuerdo con el método de medición E903 de la norma ASTM con un espectrómetro Perkin Elmer Lambda 950 utilizando una esfera integrada. Se obtuvieron resultados para la reflexión espectral con una incidencia cercana a la normal (8º) y como una función de la longitud de onda dentro del rango visible del espectro de solar. Esta prueba se realizó para distintos materiales estructurales utilizados habitualmente en los módulos fotovoltaicos Solar Innova (p.e. marco de aluminio, de vidrio sobre la encapsulación y la lámina posterior, de vidrio sobre la superficie de la encapsulación y el silicio de la célula solar, y sobre la encapsulación de vidrio y metalización de la célula solar). 5. Cálculo de los valores de reflectancia de los módulos fotovoltaico. Usando estas mediciones de laboratorio, una media ponderada sobre el área de un tipo de módulo determinado y el rango de longitud de onda visible de 410 nm a 720 nm del espectro

5 solar a la masa de aire 1,5 se pudo determinar lo siguiente: Referencia Módulos SI-ESF-M-M SI-ESF-M-P SI-ESF-M-M SI-ESF-M-P Grosor Vidrio (mm) Capa Antirreflectante Reflectancia Especular Media 3.2 Yes 2.5 % 3.2 Yes 2.6 % Tablas 1:muestra los resultados de los módulos fotovoltaicos Solar Innova con una cubierta de vidrio frontal con revestimiento antirreflectante. Referencia Módulos SI-ESF-M-M SI-ESF-M-P SI-ESF-M-M SI-ESF-M-P SI-ESF-M-M SI-ESF-M-M Grosor Vidrio (mm) Capa Antirreflectante Reflectancia Especular Media 4.0 No 4.0 % 3.2 No 4.6 % 3.2 No 4.6 % Tabla 2: muestra los resultados de los módulos fotovoltaicos Solar Innova sin recubrimiento antirreflectante. 6. Sumario y conclusiones. Material Tejado de aluminio 74 % Agua 5 % Módulo fotovoltaico sin capa AR % Asfalto negro 3 % Módulo fotovoltaico con capa AR % Reflectancia Para obtener un promedio especular de la reflexión para diferentes tipos de módulos fotovoltaicos Solar Innova se utilizaron mediciones de la reflexión de un laboratorio independiente. Estos resultados se muestran en las Tablas 1 y 2 para los módulos con y sin tratamiento anti-reflexivo en el cristal delantero, respectivamente. Para poner estos resultados en perspectiva, la Tabla 3 muestra los valores de reflexión para algunos materiales superficiales comunes (fuente: en comparación con los resultados obtenidos para los módulos fotovoltaicos Solar Innova. La reflexión de los módulos fotovoltaicos es comparable a la del agua o asfalto negro. Por lo tanto, se puede concluir, que los módulos fotovoltaicos Solar Innova es muy poco probable que constituyan un riesgo inusualmente alto de deslumbramientos. No obstante, es importante destacar que la intensidad de la luz reflejada desde una superficie del módulo fotovoltaico depende de la cantidad de luz solar que alcanza la superficie y por lo tanto puede variar en función, entre otros, de la ubicación geográfica, época del año, la cobertura de nubes, y la orientación del módulo fotovoltaico. Para realizar un análisis completo para evaluar el impacto potencial de la reflexión hay que tener en cuenta, la localización específica del proyecto y diseño del sistema. Esto es, por ejemplo, lo que aparece en la "Guía Solar para Aeropuertos" de la Asociación Federal de Aviación de los EE.UU. (disponible en Los valores de reflexión proporcionados en este boletín puede utilizarse como datos de entrada para tales evaluaciones más detalladas y específicas.