Inclinación de paneles solares: clave para mejorar su resistencia al fuego según estudio

Un equipo de investigadores de China e Italia ha estudiado cómo los ángulos de inclinación de los paneles fotovoltaicos (PV) influyen en su resistencia térmica durante incendios, descubriendo que inclinaciones superiores a 30 grados aumentan significativamente el tiempo hasta que se produce una falla térmica.

El estudio, realizado por científicos de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China y la Universidad de Trieste en Italia, se centró en analizar el comportamiento de los módulos fotovoltaicos cuando son sometidos a radiación térmica. Para ello, utilizaron un panel radiante de propano de 600 mm x 600 mm como fuente de calor uniforme, y montaron paneles fotovoltaicos de silicio monocristalino de 300 mm x 300 mm en una estructura de acero galvanizado capaz de soportar temperaturas de hasta 1.200 grados Celsius.

Los módulos fotovoltaicos, que en su mayoría están compuestos por vidrio, son susceptibles a romperse rápidamente cuando se ven expuestos al fuego. Una vez que el vidrio se agrieta, los materiales combustibles del panel quedan expuestos al calor y al oxígeno, lo que facilita la propagación del fuego. Sin embargo, hasta ahora no se había estudiado cómo el ángulo de inclinación de los paneles afecta su comportamiento en estas condiciones.

El experimento incluyó pruebas con paneles inclinados en cinco ángulos diferentes: 0°, 15°, 30°, 45° y 60°. Los resultados mostraron que, a medida que aumenta la inclinación, también lo hace el tiempo que tarda en producirse la primera falla térmica. Por ejemplo, los paneles inclinados a 0° fallaron en un promedio de 36 segundos, mientras que los inclinados a 60° resistieron hasta 71 segundos antes de fallar. Los investigadores señalaron que el ángulo crítico para mejorar la resistencia térmica parece ser de 30 grados, ya que a partir de ese punto el tiempo de falla aumenta considerablemente.

Además, el estudio reveló que las grietas en el vidrio de los paneles suelen iniciarse en los bordes donde la diferencia de temperatura es mayor. Sin embargo, en inclinaciones superiores a 45 grados, las grietas tienden a originarse en la parte inferior del panel, donde se encuentran las cintas de conexión de las celdas solares.

Otro hallazgo importante fue la presencia de burbujas de gas combustible entre las capas de vidrio y las celdas solares, así como entre la capa posterior del panel y las celdas. Estas burbujas podrían encenderse fácilmente en un incendio real, lo que aumenta el riesgo de propagación del fuego.

Para complementar los experimentos, los investigadores desarrollaron un modelo numérico utilizando el software Abaqus, basado en el método de elementos finitos (FEM). Este modelo logró predecir con una precisión razonable la distribución de temperaturas y los tiempos de falla de los paneles, con un margen de error promedio del 13,5%.

El estudio, titulado «Performance of photovoltaic panels with different inclinations under uniform thermal loading» (Rendimiento de paneles fotovoltaicos con diferentes inclinaciones bajo carga térmica uniforme), fue publicado en la *International Journal of Thermal Sciences*. Los resultados de esta investigación podrían tener implicaciones importantes para el diseño de instalaciones fotovoltaicas en edificios, especialmente en lo que respecta a la seguridad contra incendios.

Para más información o para reutilizar contenido de esta investigación, se puede contactar con los editores de la revista PV Magazine a través del correo: editors@pv-magazine.com.

Fuente: https://www.pv-magazine.com/2024/11/06/research-shows-tilt-angles-over-30-degrees-delay-solar-module-thermal-failures/