El nuevo método e instrumentación de ensayos acelerados de vida es relevante tanto a nivel industrial como científico, porque ofrece no sólo la forma de simular el funcionamiento de las células de alta concentración dentro de la cámara climática, sino también extrapolar su rendimiento en generación de energía a lo largo de los 30 años de su vida esperada en campo.
Como resultado de la investigación realizada en la Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica de Telecomunicación por el Grupo de Investigación de Semiconductores III-V, perteneciente al Instituto de Energía Solar (IES) de la Universidad Politécnica de Madrid, se ha desarrollado un sistema de instrumentación para medir, en poco tiempo y en laboratorio, el comportamiento de las células solares de alta concentración a lo largo de lo que sería su vida en campo.
Los sistemas fotovoltaicos de concentración han sido propuestos como una solución de generación de energía limpia. Las células solares de concentración multiunión III-V que llevan estos sistemas convierten en energía eléctrica un 40% de la energía solar recibida, en lugar del 15% de las células de silicio del módulo fotovoltaico convencional.
Sin embargo, uno de los problemas de estos sistemas es que, para que sean competitivos con los sistemas de generación tradicionales, la durabilidad del módulo fotovoltaico de concentración tiene que ser comparable con la de los módulos fotovoltaicos convencionales que tienen garantías de 30 años. Es necesario, por lo tanto, poder evaluar antes de la industrialización el comportamiento de las células solares de alta concentración durante los 30 años de vida esperada en campo.
Gracias a los resultados obtenidos con las más de 10.000 horas de ensayo acelerado, esta es la primera vez que se publican los valores de degradación y condiciones de garantía de células de alta concentración para aplicaciones terrestres durante periodos de tiempo que superan la vida esperada de operación.
El sistema de instrumentación que se presenta en la imagen es sólo una parte del trabajo para obtener los resultados en los que se lleva trabajando varios años. Para la consecución de los resultados obtenidos ha sido necesario un trabajo multidisciplinario que pasa por la fabricación de células solares, la medida de células bajo simuladores solares, la simulación mediante software 3D desarrollado en el IES-UPM, análisis térmico mediante elementos finitos, programación de la instrumentación y el uso de herramientas estadísticas para calcular la vida de la célula solar en condiciones normales de funcionamiento a partir de ensayos en laboratorio.
