¿Cómo se puede evaluar la calidad de un panel solar?


Por Miguel Pérez ( m.perez@conermex.com.mx )
Desarrollo tecnológico de Conermex S.A. de C.V.




Para el usuario final el adquirir un sistema fotovoltaico implica un compromiso de largo plazo análogo a un matrimonio. Para empezar, el usuario deberá de hacer una fuerte inversión donde harán falta varios años para que las ganancias se vean reflejadas en su bolsillo. Además, debido a que la vida útil de un sistema fotovoltaico supera los 25 años, el equipo que se instale desde el día uno acompañará al usuario durante una buena parte de su vida.

Lo anterior hace de suma importancia que, antes de adquirir el compromiso, el usuario se tome un tiempo para familiarizarse con los fabricantes de los equipos fotovoltaicos que está adquiriendo y la calidad de sus productos. En definitiva, la calidad de los equipos influirá fuertemente en el desempeño y duración del sistema FV, por lo que siempre será una buena práctica el adquirir equipos de fabricantes serios y profesionales. De otra manera, eventualmente tendremos que reemplazar los componentes con mal desempeño, y como un buen divorcio, será caro y doloroso.

Todos los componentes de un sistema son necesarios para su buen desempeño, sin embargo, los dos equipos críticos para el sistema son los paneles solares e inversores. El día de hoy hablaremos sobre los puntos que debemos de tener en cuenta para saber si estamos comprando paneles solares de calidad.

Lo barato sale caro en el largo plazo

El mercado mexicano de las energías renovables está fuertemente competido, por ende es normal que en la actualidad exista una "guerra" de precios donde los proveedores de paneles solares compiten bajando cada vez más el precio de sus paneles a costa de su calidad. Sin embargo, el precio sólo es una pequeña parte de lo que debemos de tener en cuenta al comprar o vender paneles solares. Los siguientes son los aspectos que recomendamos tener en cuenta de un panel solar:

1.       Nivel del fabricante (Tier)
2.       Certificaciones del producto
3.       Garantía
4.       Inspección visual de un panel
5.       Tolerancia positiva en potencia
6.       Eficiencia del panel solar


1.      Evaluando el nivel de calidad un fabricante de paneles solares.


La garantía que ofrece en la actualidad un fabricante de paneles solares puede ser hasta por 30 años. Sin embargo, ¿cuántas compañías estarán allí al final de ese plazo si se requiere reclamar una garantía? Por lo anterior es muy importante el conocer al productor del panel solar que estemos evaluando. ¿Cuántos años lleva en el mercado?
Una forma popular para clasificar a los fabricantes es la de Nivel o Escala, en inglés “Tier”, a continuación explicamos cada uno de los niveles de esta clasificación:

Fabricante de primer nivel (Tier 1) – Grandes fabricantes

Empresa financieramente estable: Con una mayor probabilidad de permanecer a largo plazo en el mercado. Además este tipo de empresa ha realizado varios proyectos con dinero de distintas instituciones financieras, por lo que su “bancabilidad” está demostrada.
Integración vertical: Este tipo de compañías fabrican desde la celda hasta el panel solar. Esto les permite tener un control firme de la calidad del producto final.
Producción altamente automatizada: Lo que permite que el producto final tenga una calidad uniforme.
Fuerte inversión en investigación y desarrollo: Lo que ayuda a adquirir tecnología de punta para permanecer a la delantera en el mercado FV.
Empresa certificada por ISO 9001: Lo que asegura que la infraestructura y procesos del fabricante tengan la calidad del producto como prioridad



Integración vertical significa control de calidad desde la fabricación de las obleas de silicio hasta la manufactura del panel solar.


Fabricante de segundo nivel (Tier 2) – Pequeños y medianos fabricantes

Producción semi-automatizada: Una parte o todo el proceso de fabricación está basada en mano de obra humana. El control de la calidad es limitado.
Menor inversión en investigación y desarrollo: Menor posibilidad de permanecer a la delantera del mercado FV.


Fabricante de tercer nivel (Tier 3) – Pequeños ensambladores de paneles solares.

Producción manual: Gran parte de la producción es manual, lo que dificulta controlar la calidad.
Nula Investigación y desarrollo: Dependen de la tecnología de otras compañías para la mejora de sus productos.
Compañía típicamente joven: La mayor parte de estas compañías tienen menos de 3 años en el mercado, por lo que sus garantías no tienen un respaldo sólido.

La lista oficial de los niveles de los fabricantes de paneles solares es emitida por Bloomberg New Energy Finance (BNEF) y por desgracia no es pública, por lo que es imposible consultarla en línea. Sin embargo es sencillo evaluar el nivel de un proveedor con la información que proporciona en su página de internet y otros medios de comunicación. La mayoría de los fabricantes de primer nivel tienen disponibles videos de sus plantas de fabricación en Internet, por lo que podemos rápidamente constatar el nivel de integración y de automatización con el que cuentan.

Siempre que sea posible, es recomendable el adquirir productos de fabricantes de primer nivel (Tier-1), ya que son los únicos que nos darán plena confianza en el desempeño y durabilidad de sus productos.

Existen varios productores de segundo nivel que ofrecen productos de buena calidad a buenos precios, sin embargo, es importante el evaluar si esta ventaja en precio compensa la incertidumbre de si el fabricante estará allí para reclamar una posible garantía.

Finalmente las compañías de tercer nivel pueden ofrecer precios muy atractivos debido a sus bajos costos de operación, sin embargo, ¿Vale la pena ahorrar unos centavos por un producto de calidad dudosa?

2.      Certificaciones de paneles solares. ¿Qué son?

Otra forma de evaluar la calidad de un panel solar es a través de sus certificaciones, profundicemos en el tema:


Una certificación es una actividad mediante la cual una entidad independiente al fabricante testifica que el producto cumple con las normas de calidad o seguridad aplicables.

Existen varias normas internacionales para paneles solares, entre las más comunes y aceptadas son las emitidas por la Comisión Internacional Electrotécnica (IEC), las cuales se listan a continuación:

IEC 61215 – Evalúa las características mecánicas y eléctricas de paneles solares cristalinos de silicio.
IEC 61730 – Evalúa la conformidad con los requerimientos de seguridad para paneles solares.
IEC 61701 – Prueba la resistencia a la corrosión por niebla salina. Recomendable para instalaciones cercanas a la costa.
IEC 62716 Prueba la resistencia a la corrosión por amoniaco. Recomendable para instalaciones donde existan concentraciones importantes de animales como granjas ganaderas o porcícolas.

Varios países exigen, además de las normas IEC, ciertas normas locales. Algunas de estas son:

CE Mark (Comunidad Europea): Es un sello o marcado que indica que el producto cumple con las directivas de seguridad mínimas de la Comunidad Europea.

NRTL Mark (Estados Unidos y Canadá): Es un sello o marcado emitido por un Laboratorio de Pruebas Reconocido Nacionalmente (NRTL), que indica que el producto cumple con las directivas de seguridad adecuadas. La marca emitida por cada laboratorio es diferente, por lo que es importante el identificar al menos las más importantes que son: UL, CSA, TÜV, ETL, SGS y MET.

UL 1703 (Estados Unidos): Es una certificación de que el panel solar cumple con las normas de seguridad requeridas por el código eléctrico de Estados unidos (NEC). Además como alcance de la certificación, se realizan pruebas de fuego a los paneles solares para determinar su clase de protección.

Algunos fabricantes recurren a la falsificación de certificados para poder comercializar sus productos, sin embargo, podemos verificar la validez de cualquier certificado en línea con unos pocos clics. A continuación se listan algunos de los servicios de validación más comunes:

TÜV SÜD:
TÜV Rheinland:
Intertek:
UL:

CE:
CSA:

En México de momento no se exige de manera oficial el cumplimiento de ninguna norma para paneles solares, sin embargo, actualmente está en trabajo la serie de normas NMX-J-618 emitidas por ANCE, que eventualmente será la referencia para el mercado mexicano FV. Estas normas están basadas y serán equivalentes a las emitidas por la IEC.

Además existe el sello FIDE para paneles solares, emitido por el Fideicomiso para el Ahorro de Energía Eléctrica que certifica que el producto coadyuva al ahorro energético. Este sello ha tenido bastante aceptación en el mercado mexicano por lo empieza a ser solicitado en ciertas licitaciones públicas y privadas.


3.      Garantía de paneles solares

Las garantías de los paneles solares se dividen en dos tipos:

Garantía contra defectos de fabricación: Generalmente es de 10 años y cubre contra cualquier desperfecto originado por problemas en los procesos de fabricación o sus insumos, siempre y cuando afecten a la generación del panel.

Garantía de potencia en el tiempo: Varía de fabricante en fabricante pero usualmente es de 25 a 30 años. Esta garantía cubre que la potencia del módulo solar no deberá ser menor a un límite preestablecido al término del periodo de cobertura. Una garantía típica es que el módulo no deberá de tener una potencia menor al 80% al año 25 de que fue comprado. Como ejemplo, un módulo de 100 W comprado con esta garantía en 2010, no deberá de generar menos de 80 W en condiciones estándares de prueba en el año 2035. Además, algunas garantías de este tipo también cubren el primer año de funcionamiento del panel solar a un porcentaje mayor al 95% de la potencia original.

Ambas garantías son actualmente un estándar en la industria FV, por lo que encontrar una garantía menor a lo descrito es una señal clara de que un fabricante no ofrecerá respaldo a su producto.

Adicionalmente algunos fabricantes ofrecen un seguro sin costo adicional, donde en el evento que el fabricante original desaparezca del mercado, una aseguradora independiente se hará cargo de hacer válida la garantía en el caso de que así se requiera. Esto ofrece una gran confianza al usuario final, ya que su inversión estará asegurada sin importar que el fabricante continúe o no operando en el mercado.

4.      Inspección visual

Muchas de las fallas comunes de calidad pueden ser detectadas con una simple inspección visual. Los siguientes puntos son los recomendados para realizar una buena inspección visual y están ordenados del mayor a menor gravedad:



1)   Celdas rotas o con pequeñas fracturas: Un problema muy común en módulos solares de mala calidad, es cuando celda esta fracturada o le falta una pequeña parte. Este tipo de fallas por lo general afectarán de manera significativa la generación eléctrica del panel. Encontrar más de una falla de este tipo indica una seria falta de control de calidad. Además esto podría ser un indicio de que el fabricante usa celdas de segunda calidad para sus módulos, por lo que deberá de evitar adquirir módulos de esa marca.

2)    Burbujas en el laminado: Las burbujas en el laminado indican un fallo en el proceso del fabricante. Estas burbujas pueden provocar corrosión en los elementos conductores de las celdas y originar puntos calientes y/o fallas mayores. De igual manera que con celdas rotas, se debe de evitar un fabricante si se encuentra más de un módulo con este tipo de falla.

3)     Laminado posterior dañado: Los módulos solares convencionales cuentan con una capa protectora en la parte trasera (backsheet). Esta capa tiene como finalidad el proteger a las celdas solares de golpes o punciones. Cuando el fabricante maneja de manera negligente el panel, pueden presentarse daños al backsheet que eventualmente pueden dejar a las celdas solares expuestas al medio ambiente. En este caso se recomienda el verificar si hay un fallo con el empaque del módulo, el trasportista o se trata de un mal manejo por parte del fabricante.

4)    Defectos en el sellado exterior: La mayoría de los paneles solares cuentan con un marco de aluminio, y usualmente este se une al laminado de vidrio/celdas solares/backsheet con un gel de silicón especial. Para la inspección debemos de verificar que el silicón esté aplicado de manera continua y uniforme. El encontrar discontinuidades o sobrantes de silicón que sobresalen del marco, puede indicar que el gel de silicón fue aplicado de forma manual. Las fallas en la aplicación del silicón pueden dejar expuestos al medio ambiente los bordes del laminado, causando eventualmente fallas.

5)       Defectos en la caja de conexión o cables: La caja de conexión debe de estar perfectamente pegada al backsheet con pasta de silicón u otro adhesivo. No debe de existir ninguna parte interna del panel solar expuesta. Si el panel cuenta con cables, estos deben de salir de la caja de tal manera que no comprometan la hermeticidad de la misma. Los cables deben de ser de tipo fotovoltaico y de al menos calibre 12 AWG (4 mm2). Los conectores del cable deberán de ser de una calidad adecuada y estar correctamente aplicados.

6)    Cuerpos extraños en el laminado: Pedazos de silicón, soldadura, basura o insectos atrapados en el laminado. Pueden causar puntos calientes y son una clara indicación de un deficiente control de calidad por parte del fabricante.

7)   Marco de aluminio con defectos: El marco de aluminio no deberá de estar doblado, golpeado o rayado. Usualmente este tipo de falla no afecta al panel solar a menos de que la rigidez estructural del conjunto no se vea afectada.

8)    Vidrio rayado: El vidrio no deberá de presentar rayaduras de ningún tipo. Este tipo de daños puede afectar la capa anti reflejante del vidrio, lo que puede afectar de manera menor a la producción del panel solar.

9)    Celdas desalineadas: Este tipo de falla no representa un problema a menos de que las celdas estén muy juntas entre sí (menos de 2 mm de separación). Sin embargo, este defecto puede ser notado muy fácilmente por el cliente final, lo que puede originar desconfianza en el producto. Típicamente una falla de este tipo viene acompañada por otras más graves.

10)   Etiquetas o código de barras de mala calidad: Los paneles certificados deben de incluir, por norma, un código de barras laminado debajo del vidrio del panel solar. Si éste no está presente, las certificaciones del panel pueden estar en duda. Además las etiquetas y código de barras deben de soportar la intemperie y solventes suaves sin decolorarse o borrase. El uso de etiquetas de mala calidad delata a un fabricante que reduce sus costos comprometiendo la calidad de su producto.




5.      Tolerancia positiva

Otro punto que debemos de tener en cuenta es la tolerancia en potencia de los módulos solares. Hace algunos años, en los inicios de la energía FV, al adquirir un módulo solar el fabricante especificaba una tolerancia en potencia típica de +/-5%. Por lo que si adquiríamos un panel solar de 100 W podríamos haber recibido un panel de 95 a 105 W.

El sistema anterior evolucionó, y al empezar a ser cada vez más grandes los paneles solares los fabricantes usaron tolerancias medidas en Watts. Con esto si adquiríamos un panel solar de 200 W con una tolerancia en potencia de +/- 5 W, podíamos recibir un panel de 195 a 205 W.

En la actualidad se sigue usando la tolerancia expresada en Watts, sin embargo ya es un estándar el ofrecer tolerancias positivas, por ejemplo, si compramos un panel solar de 250W con una tolerancia de 0/+5W, deberemos de recibir un panel de al menos 250 W y hasta 255 W. Los fabricantes que tienen bajos estándares de calidad todavía ofrecen tolerancias negativas en sus paneles solares. Es recomendable evitar este tipo de módulos a menos que sean de potencias muy bajas (<30 W).

Los fabricantes de renombre sólo ofrecen paneles con tolerancia positiva

6.      Eficiencia

La eficiencia de un panel es su capacidad de convertir la potencia de radiación solar en potencia eléctrica dada el área que éste ocupa y está expresado usualmente en un porcentaje. Si bien el número en sí no refleja la calidad de un panel solar, cuando este valor se acompaña con el tipo de material usado (comúnmente silicio), nos puede dar una idea del avance tecnológico del fabricante.
Un panel solar monocristalino al día de hoy deberá de contar con una eficiencia del 15.5 al 21.5% mientras que un panel policristalino deberá de estar en un rango de 14.5-16.6%.  Aquí es importante hacer énfasis en que estas eficiencias están calculadas para el panel como unidad, ya que algunos fabricantes expresan la eficiencia de las celdas de manera individual y este número es siempre mayor a la eficiencia del panel completo.
Si la eficiencia del panel solar que estemos adquiriendo está bastante por debajo de las eficiencias actuales, esto puede indicar que el proveedor nos está vendiendo paneles solares que fueron fabricados con anterioridad o que están integrados con celdas de tecnología obsoleta.

Esperamos que estos consejos les ayuden a diferenciar la calidad de la gran cantidad de marcas de paneles solares que circulan en el mercado mexicano. ¡Hasta la próxima!