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Alta resistencia y madurez técnica

Bystronic glass ha colaborado con Fraunhofer ISE para desarrollar módulos fotovoltaicos innovadores

08/02/2017

En el marco del proyecto TPedge, Bystronic glass ha colaborado con científicos del Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energía Solar (Fraunhofer ISE) en Friburgo en relación con el desarrollo de un proceso para la producción industrial de módulos fotovoltaicos innovadores basados en una patente de Fraunhofer. Numerosos prototipos de estos módulos TPedge han sido sometidos a pruebas exhaustivas que confirman la alta fiabilidad de este concepto de módulo.

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Módulo TPedge con vidrio fino de 2 mm durante la prueba de carga superficial.

El Fraunhofer ISE montó 70 módulos TPedge en la fachada de un edificio de laboratorio y posteriormente los puso en uso durante más de tres años. Los módulos fueron producidos utilizando máquinas y sistemas de vidrio Bystronic.

Los módulos de TPedge son sellados de borde, módulos de doble vidrio que tienen una gran similitud con las ventanas de vidrio aislantes. Las células solares se fijan en espacios llenos de gas utilizando pasadores adhesivos entre los panales de vidrio. TPedge elimina la necesidad de hojas de encapsulación tradicionales y los marcos de módulos de modo que se eliminan tanto los costes de material como los procesos de laminación que consumen mucho tiempo.

En el marco del proyecto ‘TPedge – Desarrollo de una Tecnología para Módulos Fotovoltaicos Solares’, el Fraunhofer ISE ha colaborado con Bystronic glass en el desarrollo tecnológico que se incorpora en la producción industrial de innovadores conceptos de módulos solares.

“Hemos dado el salto de un prototipo de laboratorio a un tamaño industrial estándar (con 60 células solares)”, dijo Max Mittag, director de proyectos de Fraunhofer Ise. Tobias Neff, director de productos solares de Bystronic glass, explicó que “con la tecnología TPedge, los costes de la producción de módulos pueden reducirse considerablemente, con un tiempo de ciclo previsto de 45 segundos por línea de módulo”.

El Fraunhofer ISE pudo poner en funcionamiento los sistemas de producción automatizados de los módulos TPedge en su ‘Centro de Tecnología de Módulos’ y utilizarlos para fabricar diversos prototipos en diferentes configuraciones. Los procesos de fabricación industrial han sido desarrollados y optimizados. El peso de los módulos TPedge se ha reducido en un 30% utilizando vidrio fino de 2 mm. Los prototipos que se fabricaron junto con Bystronic glass se sometieron a pruebas completas de módulos de acuerdo con IEC 61730/61215.

Los resultados confirman la alta resistencia y la madurez técnica del concepto de módulo. Se probaron diversas configuraciones de diseño TPedge, utilizando como referencia el doble vidrio laminado y el vidrio laminado con capa. La resistencia al granizo y a la carga superficial también fue probada.

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Electroluminiscencia de los módulos probados después de 4000 horas de pruebas de humedad-calor (85 ° C, 85% rH); Módulo TPedge (izquierda), doble vidrio laminado (centro), vidrio laminado con capa (derecha).

Resistencia probada al envejecimiento

En el ensayo humedad-calor, los módulos de TPedge con varias células comerciales se sometieron a una temperatura de 85 ° C y una humedad relativa del 85% durante un período de 4000 horas. Los módulos no presentaron cambios en comparación con las mediciones iniciales de producción. En comparación, los módulos convencionales mostraron parcialmente un fenómeno de envejecimiento considerable y una pérdida de rendimiento de hasta un 41%. La prueba de resistencia a las cargas térmicas cambiantes también fue aprobada con éxito. Los Módulos PV de Fraunhofer ISE probaron la durabilidad de los módulos TPedge exponiéndolos a 400 ciclos de temperatura (- 40 ° C... + 85 ° C) en el proceso de prueba.

Excelente resistencia mecánica

La resistencia a las cargas mecánicas y al granizo se realizó en el Fraunhofer ISE utilizando sistemas de montaje comerciales. Los módulos probados se probaron con éxito en varias posiciones de montaje hasta una carga de presión máxima de 5400 Pa. A pesar de que las pruebas de carga superficial se repitieron numerosas veces, no se midió posteriormente un cambio en la salida. La resistencia al granizo también se probó exitosamente con los módulos con un espesor de vidrio reducido. Las áreas críticas del módulo, tales como los bordes de vidrio, se sometieron a grandes granizos de 25 mm. Los módulos probados pasaron la prueba sin ningún daño y también fue posible utilizar los mismos para otras pruebas.

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La fachada sudoeste de Fraunhofer ISE en Freiburg con módulos TPedge

Reducción considerable de costes

Los modelos para el cálculo del coste de propiedad que fueron desarrollados en el ISE de Fraunhofer se utilizaron para calcular los costes de módulos específicos (€/Wp) tanto para TPedge como para las tecnologías de módulos competitivos relevantes. “Los costes de los módulos específicos del concepto de módulo TPedge son alrededor de 2,2% inferiores a los del laminado de película de vidrio convencional”, dijo Max Mittag. “Estas reducciones de costos se logran especialmente por los menores costos de materiales que representan alrededor del 90% del total de los costos de producción del módulo”, agregó Tobias Neff. TPedge ahorra aproximadamente un 22% (sin células solares) o un 7,5% (con células solares) en los costes de material en comparación con los módulos convencionales. TPedge también ahorra aproximadamente un 15,4% (sin células solares) del coste del material en comparación con los laminados de vidrio.

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Reducción de costes en la producción de módulos con TPedge de Bystronic glass

El proyecto TPedge comenzó a principios de 2013 y fue apoyado por el Ministerio alemán de economía y Energía (BMWi). El Fraunhofer ISE y el socio del proyecto Bystronic glass desarrollaron con éxito la tecnología del módulo TPedge y las posibilidades de producción industrial.

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Bystronic Glass (Bystronic Lenhardt GmbH)

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