Desde que la generación de energía fotovoltaica comenzó a aplicarse a gran escala en centrales eléctricas, los fabricantes han buscado reducir los costos de producción y aumentar la capacidad de fabricación. Esto ha llevado al desarrollo de células solares cada vez más grandes, desde los primeros tamaños de 125 mm × 125 mm hasta más de 210 mm × 210 mm. En consecuencia, la potencia de los módulos fotovoltaicos básicos ha aumentado de más de 100 W a más de 700 W.
Sin embargo, con este aumento de potencia, el peso de los módulos también ha aumentado significativamente, alcanzando aproximadamente 35 kg por módulo o 12,4 kg/m². Incluyendo los soportes de montaje, el peso asciende a unos 16 kg/m². Estos módulos tan pesados dificultan su instalación en cubiertas industriales y comerciales de gran envergadura, que suelen tener una capacidad de carga limitada. Esta limitación impide la instalación de módulos tradicionales en dichas cubiertas, lo que supone un obstáculo para el desarrollo del sector.
Desafíos e innovaciones
Para abordar este problema, reducir el peso del embalaje de los módulos se ha convertido en una prioridad. Los módulos flexibles que se adaptan a los contornos de diversas superficies arquitectónicas tienen una gran demanda. Los primeros intentos consistieron en adelgazar el vidrio y optimizar los marcos de aleación de aluminio. Por ejemplo, reducir el grosor del vidrio de 3,2 mm a 2,0 mm disminuyó el peso en aproximadamente 3 kg/m². Sin embargo, un vidrio más delgado compromete la resistencia del módulo, lo que obliga a utilizar módulos de menor tamaño para cumplir con los estándares de fiabilidad, sin resolver así el problema fundamental.
Los módulos de gran tamaño con embalaje de vidrio siguen siendo engorrosos para su instalación en azoteas y propensos a romperse durante el transporte y la construcción, lo que supone riesgos para la seguridad. Por consiguiente, los módulos con revestimiento de vidrio son más adecuados para centrales eléctricas terrestres.
La búsqueda de materiales alternativos para reemplazar el vidrio en el encapsulado de módulos ha sido constante. Los materiales de encapsulado ligeros con un rendimiento mejorado han convertido el encapsulado sin vidrio en una solución viable.
Avances en materiales ligeros
Los primeros módulos ligeros utilizaban películas de fluoropolímero y placas posteriores de fibra de vidrio como soporte, sustituyendo al vidrio. Si bien eran adecuados para techos impermeables y flexibles (por ejemplo, superficies recubiertas de TPU con montaje adhesivo), las placas posteriores seguían siendo demasiado gruesas, lo que resultaba en un peso del módulo de alrededor de 8 kg/m².
En los últimos años, los avances en materiales compuestos y polímeros modificados han permitido alcanzar un rendimiento de encapsulación comparable al del vidrio. Estos materiales posibilitan que los módulos ligeros cumplan con los estándares de la industria para una vida útil de 25 años, ofreciendo un rendimiento fotovoltaico equivalente al de los módulos de vidrio. Este avance ha acelerado la adopción de soluciones de embalaje sin vidrio, especialmente para aplicaciones en azoteas, ampliando así el alcance de las instalaciones fotovoltaicas.
