MONOLAMINA DE MÓDULO FOTOVOLTAICO, PROCEDIMIENTO PARA SU PRODUCCIÓN ASÍ COMO SU UTILIZACIÓN EN EL CASO DE LA PRODUCCIÓN DE MÓDULOS FOTOVOLTAICOS.

Monolámina de módulo fotovoltaico, procedimiento para su producción así como su utilización en el caso de la producción de módulos fotovoltaicos El invento se refiere a unos módulos fotovoltaicos, es decir a unos módulos para celdas solares destinadas a la producción fotoeléctrica de corriente eléctrica. En uno de tales módulos fotovoltaicos, un cierto número de celdas solares están reunidas sobre una superficie y conectadas unas con otras. También son posibles unos módulos que tienen solamente una celda solar. Las celdas solares son unos finos discos a base de un material semiconductor, que al ser expuestos a la luz entregan una tensión eléctrica y de esta manera transforman la luz solar irradiada directamente en energía eléctrica. Como material semiconductor se utiliza para esta finalidad predominantemente silicio. En unas instalaciones solares fotovoltaicas de gran tamaño se conectan muchos módulos en serie, lo que proporciona una alta tensión eléctrica y una alta potencia eléctrica de la instalación. Un módulo fotovoltaico o módulo de energía fotovoltaica está estructurado usualmente como un estratificado en forma de una plancha. Arriba del todo está dispuesto un disco transparente p.ej. a base de un vidrio especial. Debajo de éste le sigue una lámina mediadora de adhesión, de manera preferida a base de un copolímero de etileno y acetato de vinilo (EVA), que debe de unir al disco transparente con las celdas solares propiamente dichas (varios discos de silicio o también solamente un disco de silicio individual). Otra lámina mediadora de adhesión (de EVA) une a las caras inferiores de las celdas solares con una lámina trasera algo más gruesa, que constituye la capa protectora trasera del módulo. El material compuesto a base de estas capas se solidifica térmicamente en cada caso en una prensa de vacío (de tal manera que las capas se pegan unas con otras a través del EVA al prensar en caliente). En este caso, los materiales de las capas son colocados dentro de la prensa en el orden de sucesión inverso, para que, al estratificar, el disco de vidrio pueda servir como una base rígida para las otras capas. De esta manera, las celdas solares son embebidas en el pegamento fusible de EVA, que es transparente y elástico, y son encapsuladas entre el vidrio y la lámina trasera. La lámina trasera de uno de tales módulos fotovoltaicos es el objeto principal del presente invento. Una buena descripción de estos antecedentes tecnológicos la proporciona la solicitud de patente internacional WO 94/22172. Como lámina trasera preferida se menciona allí la Tedla ® (marca comercial de E. I. du Pont de Nemours and Company), que es una lámina a base de un poli(fluoruro de vinilo) (PVF). La lámina trasera Tedla ® pasa a emplearse en la práctica en la mayoría de los casos en forma de una lámina de tres capas (de PVF/PET/PVF). El documento de solicitud de patente internacional WO 94/22172 divulga como posibles materiales para la capa trasera del módulo todavía otros materiales sintéticos termoplásticos adicionales, tales como poliolefinas, poliésteres, diversas poliamidas (nylones), poli(éter-cetonas), polímeros fluorados, etc. La utilización de una poliamida como material de encapsulación para módulos fotovoltaicos es el tema principal del la solicitud de patente internacional WO 2008/138021 A2. Este documento hace mención en la introducción al estado de la técnica con los materiales compuestos laminares de múltiples capas a base de un polímero fluorado y de un poliéster (es decir PVF y PET) como material (trasero) de encapsulación. Puesto que es pequeña la adhesión de este material de encapsulación al material de embebimiento, esto es el copolímero de etileno y acetato de vinilo (EVA), en el documento WO 2008/138021 A2 se propone una poliamida (PA) como material de encapsulación, es decir como un material para la utilización en láminas traseras de módulos fotovoltaicos. Se mencionan explícitamente diversos tipos de poliamidas: PA 6, PA 66, PA 7, PA 9, PA 10, PA 11, PA 12, PA 69, PA 610, PA 612, PA 6-3-T, PA 6I y una poli(ftalamida) (PPA). En el documento WO 2008/138021 A2 se demuestra experimentalmente la idoneidad de los tipos enumerados de PA, pero ni para la utilización en un material compuesto laminar ni como una monolámina. Como un posible material para una lámina trasera se menciona una poliamida 11 también en el artículo especializado "Bio Based Backsheet" (Lámina trasera basada en materiales biológicos) de S.B. Levy, que ha aparecido en Proc. of SPIE (2008) tomo 7.048 (Reliability of Photovoltaic Cells, Modules, Components and Systems (Fiabilidad de las celdas solares, módulos, componentes y sistemas), 70480C/1-10. En este artículo, se considera que un nylon 11 (o una PA 11) es un material conveniente para láminas traseras, ya que está basado en una fuente de materia prima renovable (aceite de ricino). Además, se divulga que la PA 11 es a pesar de todo estable (es decir, no se degrada biológicamente), y por consiguiente presenta interés para un empleo en el caso de la obtención de energía solar favorable para el medio ambiente. Además, se divulga que en la práctica el nylon 11 no se emplearía a solas, sino siempre en unión con otro material laminar (p.ej. una celulosa), como lámina trasera. A la misma conclusión llega también el documento de solicitud de patente de los EE.UU. US 2009/0101204 A1, como cuyo primer inventor se menciona asimismo S.B. Levy. En el presente caso, la poliamida 11 (nylon-11 layer (capa) 510) se utiliza en unión con un papel especial aislante de la electricidad (505) como una lámina trasera fotovoltaica (500) (compárense la Fig. 5 y las correspondientes explicaciones). La poliamida 11 se aplica en este caso mediante un proceso de revestimiento por extrusión sobre el papel. El documento WO 2008/138022 A1 describe a una poliamida 12 asimismo como un material de capa para láminas protectoras de módulos fotovoltaicos y hace mención además al hecho de que estos materiales compuestos 2 E09163070 07-11-2011   laminares se componen predominantemente de una capa de material de soporte, escogida entre un poliéster (un PET o PEN) o del polímero fluorado ETFE. A diferencia del estado de la técnica, que prevé por regla general unas láminas traseras de múltiples capas, el presente invento se basa en la misión de encontrar unas poliamidas adecuadas, sobre cuya base se puedan producir unas láminas traseras de una sola capa (es decir, monoláminas) para módulos fotovoltaicos. El problema planteado por esta misión se resuelve de acuerdo con el invento con una lámina trasera que se basa en una poliamida con las características de la reivindicación 1 de esta patente. En las reivindicaciones subordinadas se indican unas formas preferidas de realización. Además, se reivindica un procedimiento para la producción de tales láminas traseras, así como su utilización para la producción de módulos fotovoltaicos. De acuerdo con el invento, el problema planteado por esta misión se resuelve con una lámina trasera, que ha sido producida como una monolámina a partir de una masa de moldeo, que se basa en una poliamida, estando constituida la poliamida sobre la base de unos monómeros alifáticos lineales y/o ramificados y/o cicloalifáticos, que se escogen entre el conjunto que se compone de diaminas, ácidos dicarboxílicos, lactamas y ácidos aminocarboxílicos, de tal manera que los monómeros contienen en promedio por lo menos 8 y como máximo 17 átomos de C, estando excluidas una poliamida 610 y una poliamida 612, y estando reticuladas las poliamidas que se basan en lactamas y ácidos aminocarboxílicos. Con otras palabras: el invento se refiere a unas monoláminas traseras para módulos fotovoltaicos. Estas monoláminas traseras son producidas o producibles a partir de una masa de moldeo, estando basada está masa de moldeo en por lo menos una poliamida. La monolámina trasera conforme al invento para módulos fotovoltaicos está caracterizada porque la por lo menos una poliamida está constituida sobre la base de unos monómeros alifáticos lineales y/o ramificados y/o cicloalifáticos. Los monómeros escogidos para la poliamida tienen en promedio por lo menos 8 y como máximo 17 átomos de C (es decir, algunos monómeros individuales pueden tener menos que 8 átomos de C, si a cambio los otros monómeros alifáticos lineales y/o ramificados y/o cicloalifáticos, contenidos en la poliamida, tienen correspondientemente más que 8 átomos de C). El hecho de que los monómeros escogidos para la poliamida tienen en promedio por lo menos 8 y como máximo 17 átomos de C, amplía hacia abajo la gama de elección para los monómeros individuales (comparado con la condición más estrecha, de que cada monómero contenido en la poliamida debería tener por lo menos 8 átomos de C) y se fundamenta en la consideración... [Seguir leyendo]

1. Una monolámina trasera para módulos fotovoltaicos producida a partir de una masa de moldeo, que está basada en por lo menos una poliamida, caracterizada porque la por lo menos una poliamida está constituida a base de monómeros alifáticos lineales y/o ramificados y/o cicloalifáticos, que tienen en promedio por lo menos 8 y como máximo 17 átomos de C, y que están escogidos entre el conjunto que se compone de diaminas, ácidos dicarboxílicos, lactamas y ácidos aminocarboxílicos así como de mezclas de los mismos, estando excluidas una poliamida 610 y una poliamida 612, y estando reticuladas las poliamidas que se basan en lactamas y ácidos aminocarboxílicos. 2. Una monolámina trasera para módulos fotovoltaicos de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque las poliamidas, que están basadas en diaminas y ácidos dicarboxílicos, están sin reticular o reticuladas. 3. Una monolámina trasera para módulos fotovoltaicos de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque la poliamida, junto a monómeros alifáticos, contiene monómeros cicloalifáticos, que se escogen entre el conjunto que se compone de CHDA, BAC, PACM, MACM y mezclas de las diaminas cicloalifáticas. 4. Monolámina trasera para módulos fotovoltaicos de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 3, caracterizada porque la poliamida se escoge entre el conjunto que se compone de una poliamida 4X, una poliamida 4X reticulada, una poliamida 9 reticulada, una poliamida 99, una poliamida 99 reticulada, una poliamida 910, una poliamida 910 reticulada, una poliamida 1010, una poliamida 1010 reticulada, una poliamida 11 reticulada, una poliamida 12 reticulada, una poliamida 1010/10CHDA, una poliamida 1010/10CHDA reticulada, una poliamida 610/10CHDA, una poliamida 610/10CHDA reticulada, una poliamida 612/10CHDA, una poliamida 612/10CHDA reticulada, una poliamida 910/10CHDA, una poliamida 910/10CHDA reticulada, una poliamida 912/10CHDA, una poliamida 912/10CHDA reticulada, una poliamida 1012/10CHDA, una poliamida 1012/10CHDA reticulada, una poliamida 610/12CHDA, una poliamida 610/12CHDA reticulada, una poliamida 612/12CHDA, una poliamida 612/12CHDA reticulada, una poliamida 910/12CHDA, una poliamida 910/12CHDA reticulada, una poliamida 912/12CHDA, una poliamida 912/12CHDA reticulada, una poliamida 1012/12CHDA, una poliamida 1012/12CHDA reticulada, una poliamida 1212/12CHDA, una poliamida 1212/12CHDA reticulada, una poliamida 1212/10CHDA, una poliamida 1212/10CHDA reticulada, una poliamida 1012, una poliamida 1012 reticulada, una poliamida 1014, una poliamida 1014 reticulada, una poliamida 1212, una poliamida 1212 reticulada, una poliamida 1210, una poliamida 1210 reticulada, una poliamida MACMY reticulada, una poliamida PACMY reticulada, una poliamida MACMY/PACMY reticulada y mezclas de éstas, realizándose que: X designa a un ácido dicarboxílico alifático lineal con 12 hasta 18 átomos de C, e Y designa a un ácido dicarboxílico alifático, lineal con 9 hasta 18 átomos de C. 5. Una monolámina trasera para módulos fotovoltaicos de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizada porque la poliamida se escoge entre el conjunto que se compone de una poliamida 1010 y una poliamida 1010 reticulada. 6. Una monolámina trasera para módulos fotovoltaicos de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 5, caracterizada porque la masa de moldeo a base de poliamidas contiene por lo menos un material aditivo, que se escoge entre el conjunto que se compone de pigmentos blancos, agentes estabilizadores frente a los rayos UV, agentes absorbentes de los rayos UV, agentes antioxidantes, agentes estabilizadores frente al calor, agentes estabilizadores frente a la hidrólisis, agentes de reticulación, agentes ignifugantes, silicatos estratificados, materiales de carga, agentes colorantes, agentes de refuerzo, agentes mediadores de adhesión, agentes modificadores de la tenacidad al choque y polímeros fluorados. 7. Una monolámina trasera para módulos fotovoltaicos de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizada porque el pigmento blanco es un dióxido de titanio. 8. Una monolámina trasera para módulos fotovoltaicos de acuerdo con la reivindicación 6 o 7, caracterizada porque ella contiene un pigmento blanco y tiene una reflectividad de por lo menos 92 %. 9. Procedimiento para la producción de una monolámina trasera para módulos fotovoltaicos a partir de una masa de moldeo que está basada en por lo menos una poliamida, de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 8, caracterizado porque se extrude esta masa de moldeo de poliamidas, estando constituida la por lo menos una poliamida a base de monómeros alifáticos lineales y/o ramificados y/o cicloalifáticos, que tienen en promedio por lo menos 8 y como máximo 17 átomos de C, y que se escogen entre el conjunto que se compone de diaminas, ácidos dicarboxílicos, lactamas y ácidos aminocarboxílicos así como de mezclas de los mismos, estando excluidas una poliamida 610 y una poliamida 612, y estando reticuladas las poliamidas que se basan en lactamas y ácidos aminocarboxílicos. 8 E09163070 07-11-2011   10. Procedimiento para la producción de una monolámina trasera para módulos fotovoltaicos de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque para conseguir una reticulación de la poliamida de la masa de moldeo de poliamida, antes del moldeo se añade dosificadamente un agente activador de la reticulación. 11. Procedimiento para la producción de una monolámina trasera para módulos fotovoltaicos de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque se extrude una lámina y la reticulación se induce en la lámina extrudida por medio de una irradiación rica en energía. 12. Procedimiento para la producción de una monolámina trasera para módulos fotovoltaicos de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque la irradiación rica en energía se efectúa mediante una irradiación con electrones. 13. Procedimiento para la producción de una monolámina trasera para módulos fotovoltaicos de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 hasta 12, caracterizado porque el agente activador de la reticulación se escoge entre el conjunto que se compone de trimetacrilato de trimetilolpropano e isocianurato de trialilo. 14. Utilización de una monolámina trasera para módulos fotovoltaicos de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 8 o de un procedimiento para su producción de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 hasta 13 en la producción de módulos fotovoltaicos. 9 E09163070 07-11-2011