Investigadores de la Universidad Federal de Santa Catarina (UFSC) en Brasil han llevado a cabo pruebas durante dos años con módulos solares policristalinos de segunda vida instalados en el campus y han descubierto que aún pueden garantizar un comportamiento «estable», con un rendimiento consistente y tasas de degradación anuales de hasta el 0,44 %.
«A pesar de los muchos aspectos que dificultan su venta, las cuestiones de economía circular y sostenibilidad pueden favorecer a los módulos fotovoltaicos de segunda vida, debido a la enorme cantidad de paneles que estarán disponibles con el crecimiento exponencial que esta tecnología ha experimentado durante casi una década», declaró el autor principal de la investigación, Ricardo Rüther, a pv magazine.
«A pesar del claro argumento a favor de la segunda vida de los módulos en cuestiones técnicas, de sostenibilidad y aspectos de la economía circular, es difícil defenderlo desde el punto de vista económico, porque el silicio fotovoltaico de última generación sigue bajando de precio», continuó. «Actualmente es difícil creer que alguien optaría por un módulo fotovoltaico de silicio de segunda vida a un precio al menos un 50 % inferior al precio actual de mercado de los módulos fotovoltaicos de silicio nuevos de última generación. Además, los plazos de garantía son algo inciertos en este mercado».
Para el experimento, el equipo de investigación utilizó módulos fotovoltaicos multicristalinos de segunda vida recuperados de un sistema autónomo desactivado en la isla de Ratones, Brasil, instalados originalmente para sustituir la generación diésel. El sistema constaba de 76 módulos, con una potencia total de 4,7 kW, y funcionó durante más de 22 años antes de ser renovado en 2022 con tecnología de mayor eficiencia.
Tras su desmantelamiento, los módulos se transportaron al laboratorio fotovoltaico de la UFSC para su evaluación detallada en condiciones ambientales costeras similares. En 2023, todos los módulos se sometieron a evaluaciones visuales, eléctricas y de seguridad, lo que condujo a la aprobación del 68 % para su uso en una segunda vida.
Configuración experimental
Los módulos aprobados se sometieron a prueba en dos configuraciones: una configuración externa a nivel de módulo y una instalación conectada a la red a nivel de sistema. A nivel de módulo, se instalaron dos módulos representativos en un seguidor de un solo eje con mediciones continuas de la curva IV con una resolución de un minuto.
Esta configuración permitía un seguimiento detallado de parámetros eléctricos, como la potencia máxima, la corriente, la tensión y el comportamiento de degradación en condiciones reales de funcionamiento. Sensores de alta precisión medían la irradiancia y la temperatura, lo que permitía corregir los resultados para condiciones de ensayo estándar. El riguroso filtrado de datos garantizó conjuntos de datos de alta calidad, lo que dio como resultado 49 días válidos de cielo despejado durante un periodo de monitorización de dos años.
Se realizaron imágenes electroluminiscentes tanto tras la desactivación como tras dos años de exposición al aire libre para detectar defectos y degradación de las bandas. Este enfoque combinado eléctrico y de imagen proporcionó información sobre la estabilidad a largo plazo de los módulos reutilizados.
El rendimiento del sistema se evaluó utilizando el coeficiente de rendimiento (PR), incluyendo el PR corregido por el clima para tener en cuenta las variaciones de temperatura. Los datos eléctricos y ambientales se recopilaron y procesaron con criterios de filtrado para garantizar la fiabilidad, lo que dio como resultado 128 días válidos de análisis.
Se realizaron pruebas de campo adicionales, incluyendo trazado de curvas IV, mediciones de resistencia de aislamiento e inspecciones con drones térmicos, para evaluar la integridad del sistema. La temperatura de funcionamiento se estimó utilizando modelos establecidos debido a la ausencia de sensores directos.
Resultados
Las pruebas se llevaron a cabo entre 2023 y 2025 y mostraron que los módulos lograron mantener entre el 87 % y el 88 % de su potencia original, con una degradación adicional mínima de alrededor del 0,4 % anual; las curvas IV en condiciones de cielo despejado confirmaron un comportamiento eléctrico estable a lo largo de dos años, en consonancia con las mediciones posteriores al desmantelamiento.
La imagen electroluminiscente, por su parte, solo detectó reducciones moderadas de la luminiscencia, sin células inactivas ni propagación grave de defectos importantes. Además, se observó una degradación a nivel del sistema de alrededor del 0,7 % anual de media, ligeramente superior debido al desajuste de los módulos, pero aún por debajo de las expectativas del fabricante.
Las pruebas de seguridad, incluidas la resistencia de aislamiento y las inspecciones térmicas, confirmaron que los módulos eran fiables, incluso en el caso de unidades reparadas con pequeñas grietas. Los módulos reparados solo presentaron puntos calientes leves, sin riesgo inmediato para el rendimiento o la seguridad.
«En general, el estudio proporciona pruebas exhaustivas sobre el rendimiento, la fiabilidad y el comportamiento de degradación de los módulos fotovoltaicos de segunda vida», afirmó Rüther. «Esto demuestra que, a pesar del envejecimiento, una parte significativa de los módulos desactivados aún puede funcionar de manera eficaz. Sin embargo, siguen siendo necesarios incentivos financieros para establecer y ampliar los mercados de reutilización de forma sostenible».
Los resultados de la investigación están disponibles en «Second-Life Photovoltaics in Practice: Performance Results from a Brazilian Case» (Sistemas fotovoltaicos de segunda vida en la práctica: resultados de rendimiento de un caso brasileño), publicado en Solar Energy Advances.
La UFSC también alberga el sistema fotovoltaico más antiguo de Brasil. Fue instalado por el propio Rüther en 1997, tras completar un posdoctorado en Sistemas de Energía Solar en Alemania, en el Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energía Solar (Fraunhofer ISE) de Friburgo, Alemania.
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