Introducción: El auge de los módulos solares sin marco y el papel fundamental de las abrazaderas

A medida que la industria fotovoltaica (PV) sigue avanzando hacia una mayor eficiencia y menores costos, los módulos solares sin marco (también conocidos como módulos de doble vidrio) se están convirtiendo en un segmento de rápido crecimiento. En comparación con los módulos tradicionales con marco, los módulos sin marco ofrecen una mayor transmitancia luminosa, una mejor generación de energía bifacial, una menor acumulación de suciedad y un peso más reducido. Sin embargo, al carecer del marco de aluminio convencional, estos módulos plantean exigencias técnicas completamente nuevas para las abrazaderas de montaje: la abrazadera debe no solo garantizar una sujeción fiable, sino también proteger los bordes del vidrio contra daños, al tiempo que responde a las demandas del mercado por una instalación libre de rieles y una penetración cero en la cubierta.

En 2022, el mercado mundial de abrazaderas para paneles solares sin marco registró intensas innovaciones tecnológicas y anuncios de patentes. Desde los lanzamientos de nuevos productos por parte de líderes internacionales hasta la concesión de patentes en China, pasando por soluciones de montaje directo para cubiertas metálicas y la integración de sistemas BIPV (Fotovoltaicos Integrados en Edificios), este artículo revisa de manera sistemática los principales acontecimientos y avances tecnológicos en este sector durante el año 2022.

I. Innovaciones globales en abrazaderas solares sin marco en 2022

1. ¡S‑5! : 14 nuevas patentes en su 30.º aniversario

En 2022, S‑5!, líder mundial en soluciones de fijación para techos metálicos, anunció 14 nuevas patentes concedidas durante el año con motivo de su 30.º aniversario, elevando su cartera total de patentes a 112 desde la primera patente de producto en 1991. La más destacada es la Patente estadounidense n.º 11,511,474: la abrazadera mini S‑5‑ZH. Esta abrazadera está diseñada específicamente para aplicaciones solares y otras de espesor reducido en techos metálicos de unión vertical “abultados” (por ejemplo, BEMO, Kalzip, Zip‑Rib). Cuando se combina con el PVKIT de S‑5!, ofrece una solución solar de montaje directo, libre de rieles, rentable y que ahorra mano de obra.

Además, S‑5! obtuvo patentes en numerosos países, entre ellos Australia, por la solución de montaje a escala comercial GripperFix, la abrazadera K Grip y su versión Mini; China, por la solución solar PVKIT 2.0; varios países europeos, por la abrazadera para tejados de chapa continua; y Estados Unidos, por las abrazaderas S‑5‑N y S‑5‑NH. La intensa concesión de estas patentes en 2022 refuerza aún más el liderazgo tecnológico de S‑5! en el sector mundial de abrazaderas para módulos sin marco.

Rob Haddock, fundador y director ejecutivo de S‑5!, afirmó: “Como los inventores originales de una solución de fijación para cubiertas metálicas, probada, confiable y diseñada con ingeniería, nuestro lema es ‘Innovar, mejorar, volver a innovar’, para hacer las cosas de la manera correcta.” Para 2022, las soluciones de S‑5! ya habían sido instaladas en más de dos millones de cubiertas metálicas en todo el mundo.

2. FTC Solar y First Solar desarrollan una nueva solución de sujeción

En noviembre de 2022, FTC Solar, proveedor de sistemas de seguidores solares, lanzó una nueva solución de sujeción desarrollada específicamente para los módulos de película delgada de First Solar. Esta abrazadera es una variante de la solución de montaje Voyager de FTC Solar, que combina el método de instalación rápida “Slide and Glide”, patentado por FTC, con la característica de montaje SpeedSlot de First Solar.

La solución ofrece un sistema de montaje de módulos fiable y eficiente en términos laborales, que fija mecánicamente y une el marco del módulo a los rieles del sistema Voyager, reduciendo de manera significativa el tiempo de instalación. Nagendra Cherukupalli, director técnico de FTC Solar, señaló: “Combinamos el SpeedSlot de First Solar con el sistema patentado Slide and Glide de FTC para el montaje rápido de módulos, garantizando que el módulo quede firmemente sujeto a nuestro riel. El diseño del propio riel incluye numerosos detalles que permiten que la solución integrada funcione de manera perfecta en conjunto.”

Esta colaboración pone de relieve una importante tendencia de 2022: la profunda co‑innovación entre los fabricantes de abrazaderas y los fabricantes de módulos está mejorando de manera significativa la eficiencia en la instalación.

3. AceClamp® gana el premio Metal of Honor 2022

AceClamp®, una marca de PMC Industries, Inc., recibió en 2022 el premio “Metal of Honor” otorgado por la revista Metal Roofing Magazine. AceClamp® es un fabricante líder de dispositivos antideslizamiento para techos y sistemas de montaje para paneles solares. Sus sistemas de montaje, sometidos a pruebas de laboratorio, simplifican la instalación y reducen los costos de mano de obra al ofrecer abrazaderas y componentes completamente preensamblados.

El principal avance técnico de AceClamp® es su abrazadera patentada de pasador deslizante no penetrante, que no requiere tornillos de ajuste para una fijación segura; un único elemento de sujeción distribuye la fuerza de manera uniforme entre dos pasadores de empuje. Además, la empresa anunció el próximo lanzamiento del sistema de montaje Solar Snap™, diseñado para entornos adversos como zonas costeras e insulares, capaz de resistir cargas de viento equivalentes a huracanes de categoría 5.

4. Schletter Group presenta soluciones optimizadas en materiales en Intersolar 2022

En abril de 2022, el Grupo Schletter anunció que presentaría sus más recientes soluciones de montaje optimizadas en cuanto a materiales en la feria Intersolar 2022, celebrada en Múnich, Alemania. El sistema para cubiertas inclinadas ProLine de la empresa incorpora una nueva geometría de perfil que reduce significativamente el consumo de material en comparación con los perfiles estándar existentes, al tiempo que soporta cargas superiores y no requiere herramientas para su instalación.

Schletter también lanzó la nueva abrazadera para módulos Rapid Pro, perfectamente compatible con el riel ProLine, como una solución “talla única” que puede asegurar todos los tamaños de módulos estándar con alturas de marco entre 30 mm y 47 mm. La abrazadera viene completamente premontada, se encaja en la ranura superior del perfil y puede apretarse de inmediato. Además, el nuevo sistema de cubierta plana FixGrid Pro reduce los requisitos de contrapeso hasta en un 10 % gracias a un diseño aerodinámico mejorado, al tiempo que simplifica la instalación de los módulos y el cableado.

II. Patentes chinas e innovaciones tecnológicas en abrazaderas sin marco (2022)

En 2022, las empresas chinas también lograron avances significativos en el ámbito de los abrazaderas para módulos fotovoltaicos sin marco, obteniendo múltiples patentes importantes.

1. Taizhou Jolywood Optoelectronics: Patente de soporte de montaje flexible

El 18 de marzo de 2022, Taizhou Jolywood Optoelectronics Technology Co., Ltd. obtuvo la patente titulada “Un soporte de montaje flexible para módulos fotovoltaicos” (n.º de publicación CN216086537U). Este soporte de montaje flexible presenta una estructura sencilla y permite una instalación rápida y segura de módulos fotovoltaicos sin marco. Gracias a sus componentes flexibles, posibilita un montaje elevado y estable, aprovechando plenamente las ventajas de generación de energía bifacial de los módulos fotovoltaicos de tipo N, sin marco y con vidrio doble. Esta solución resulta especialmente adecuada para aplicaciones híbridas agro‑fotovoltaicas y pesquero‑fotovoltaicas, contribuyendo a aliviar la creciente presión sobre el uso del suelo en las instalaciones fotovoltaicas.

2. Haitai New Energy: Conjunto de montaje para paneles solares de doble vidrio

El 10 de mayo de 2022, Haitai New Energy (835985), empresa cotizada en el NEEQ, obtuvo una patente de modelo de utilidad para “Un conjunto de montaje de panel solar de doble vidrio”. Este conjunto incluye un marco de montaje y un bloque de sujeción. El panel solar sin marco se fija entre un marco inferior y un marco superior de presión, mientras que tiras de goma sellan y protegen la zona de contacto entre la ranura de montaje y el panel, aumentando la superficie de contacto y evitando daños o deslizamientos. Esta patente refleja la exploración por parte de las empresas chinas de métodos de montaje protectores para módulos sin marco.

3. Abrazadera innovadora sin marco para la fijación de paneles fotovoltaicos

Una patente de modelo de utilidad titulada “Una abrazadera para la fijación de paneles fotovoltaicos y un sistema fotovoltaico” (publicada el 21 de octubre de 2022) abordó los problemas asociados a la instalación laboriosa y prolongada, así como a los elevados costos de construcción en las tecnologías existentes. La patente propone una solución innovadora basada en una abrazadera que permite fijar directamente paneles fotovoltaicos sin marco. Esta abrazadera emplea almohadillas flexibles y tiras de goma para proteger eficazmente el panel fotovoltaico sin marco; los elementos de sujeción son tornillos avellanados que quedan completamente ocultos tras la instalación, lo que confiere al tejado una apariencia más limpia y uniforme. La abrazadera agarra la junta desde arriba y desde abajo, evitando la perforación de la chapa metálica y eliminando la necesidad de una impermeabilización secundaria.

4. Maduración del mercado de abrazaderas de aleación de aluminio para techos metálicos

En 2022, el mercado chino de abrazaderas de aleación de aluminio para cubiertas metálicas (láminas trapezoidales y corrugadas) alcanzó un grado de madurez cada vez mayor. Empresas como Jiangsu Yisaier Energy Technology Co., Ltd. ofrecieron sistemas de montaje fotovoltaico adecuados tanto para módulos solares con marco como sin marco, con aplicaciones que abarcan desde la energía fotovoltaica distribuida en techos hasta grandes parques solares a escala de megavatios. Estas abrazaderas están fabricadas con aleación de aluminio de alta resistencia y cuentan con un tratamiento superficial anodizado; están diseñadas para una vida útil superior a 25 años y cumplen con las normas internacionales para la energía fotovoltaica (UE, EE. UU., Australia, entre otras).

III. Ampliación de las aplicaciones de mercado de los módulos solares sin marco en 2022

En 2022, se lograron importantes avances en la aplicación de módulos solares sin marco en el sector BIPV. JinkoSolar colaboró con China Coal Group para construir su primer proyecto BIPV utilizando módulos N‑tipo sin marco de doble vidrio de Jinko Color BIPV. En el árido clima de la Meseta de Loess del noroeste, donde el polvo se acumula fácilmente en los tejados, los módulos sin marco garantizan que no haya sombreado sobre las celdas, lo que se traduce en una mayor generación de energía. Según las estimaciones, el proyecto producirá 486.000 kWh de electricidad en su primer año, con una reducción global del 20 % en los costos de instalación. Este caso respalda de manera contundente las ventajas de rendimiento de los módulos sin marco en condiciones climáticas complejas.

Mientras tanto, en julio de 2022, la startup con sede en Arizona New Use Energy Solutions lanzó la serie SunTarp de paneles solares flexibles portátiles sin marco, destinados a aplicaciones fuera de la red y residenciales. Esta serie emplea módulos flexibles basados en células de silicio monocristalino de SunPower, suministradas por Merlin Solar, con eficiencias de conversión superiores al 25 % y potencias de salida que oscilan entre 50 W y 150 W. Con un peso de apenas 1,2 kg a 2,68 kg, son un 30 % más ligeros que los paneles monocristalinos convencionales. Esta innovación pone de manifiesto el amplio potencial de la tecnología sin marco en aplicaciones solares portátiles y flexibles.

IV. Resumen y perspectivas de las tendencias del sector en 2022

Tendencias tecnológicas clave

El sector de las abrazaderas solares sin marco en 2022 mostró cuatro tendencias principales:

(1) Las soluciones sin riel o de montaje directo están ganando una adopción rápida. – El PVKIT de S‑5!, el sistema ProLine de Schletter y diversas abrazaderas para techos metálicos sin perforación reflejan el consenso del sector: “estructura simplificada, menor consumo de materiales y mayor eficiencia”. El montaje sin rieles no solo reduce los costos de material, sino que también acorta de manera significativa los plazos de construcción.

(2) La tecnología de protección de los bordes del vidrio está cada vez más avanzada. – El uso generalizado de almohadillas de caucho EPDM, tiras flexibles y cintas de sellado garantiza la seguridad de los bordes del vidrio durante la instalación y a lo largo de su vida útil. Por ejemplo, las abrazaderas de extremo para módulos sin marco de 6 mm emplean material EPDM adherido para sellar y proteger los frágiles bordes del vidrio.

(3) Innovación de materiales y optimización de costos – La aleación de aluminio 6005‑T5 se ha convertido en el estándar del sector, mientras que materiales no metálicos como la poliamida también están ganando terreno. Las abrazaderas intermedias de poliamida ofrecen un rendimiento superior, una vida útil más prolongada y una mejor resistencia a la corrosión; su carácter no conductor evita las pérdidas de energía, lo que permite una transmisión más eficiente de la electricidad solar.

(4) Las normas internacionales y los sistemas de certificación están madurando – Los principales productos de abrazaderas han sido certificados por los principales fabricantes de módulos, como First Solar, Canadian Solar y JA Solar, y cumplen con normas internacionales, entre ellas AS/NZS 1170, MCS, JIS y SGS.