¿Por qué las placas solares fotovoltaicas ven disminuidos los picos de producción en verano?

Rendimiento fotovoltaico: cómo afecta el verano a las placas solares

La creencia de que a mayor temperatura el rendimiento fotovoltaico aumenta es científicamente errónea. El calor excesivo no es nunca buen aliado ni de la producción ni la conducción eléctrica. A más de 40 grados de temperatura ambiente los paneles solares operan en torno al 80% de su rendimiento. En primer lugar, hemos de entender que el rendimiento de una instalación fotovoltaica siempre dependerá de la inclinación y orientación de las placas, del tipo de placa instalada y de la incidencia de sombra sobre las mismas. Una placa solar de una potencia nominal de 300 Wp, en condiciones normales, producirá como máximo 270 Wp. ¿Por qué? Sencillamente porque esos 300 Wp sólo son posibles en condiciones “ideales”, sólo reproducibles en laboratorio.

Existen aspectos técnicos del rendimiento que son controlables, pero no lo son las condiciones externas que influyen necesariamente en cualquier sistema fotovoltaico: la radiación solar, la calima, el smog o suciedad del módulo, y, sobre todo, la temperatura ambiente y el calor elevado en el verano.

☀️ Radiación solar, calima y smog ☀️

Las placas solares fotovoltaicas producen corriente eléctrica gracias a la incidencia de los rayos solares. Cuantos más sean los rayos solares que atraviesen la atmósfera y lleguen a la superficie terrestre, mayor será el rendimiento de las placas. Así, un día nublado o de lluvia en el que la iluminación se ve sensiblemente reducida, las placas, también verán necesariamente reducida su producción en hasta un 90%, dependiendo de lo “negro” que haya resultado ser el día.

Las nubes ejercen también de filtro de la radiación solar sobre la superficie y es notable la bajada del rendimiento cuando sobre las placas se posa la sombra de una nube. La menor incidencia de lluvia durante verano y la mayor cantidad de horas de luz al día supondrían, a priori, un mayor rendimiento de las instalaciones solares fotovoltaicas, pero no siempre es así si las condiciones externas no acompañan.

De hecho, la escasez de lluvia provoca la elevación o suspensión de mayor cantidad de polvo sobre la atmósfera, este polvo también llamado smog está producido por la actividad humana que produce contaminación. Esta masa de polvo, a veces perceptible, otras no, impide que la mayor cantidad de rayos solares alcance la superficie terrestre, provocando pérdidas en la producción fotovoltaica entre el 1% y el 3%.

A este efecto, típico de zonas industriales y con escasez de precipitaciones, se le puede unir un además un desagradable amigo proveniente del desierto del Sáhara: la calima. Esta masa de arena y polvo en suspensión en las altas capas de la atmósfera enturbia el cielo en los cálidos días de verano. Es notable como el sol aparece ligeramente distorsionado por una ligera nubecilla rojiza cuando se levanta el viento ardiente del desierto.

Cuántas veces nos hemos lamentado al limpiar el coche en verano cuando al día siguiente llueve barro del cielo. Y es que el agua caída no hace sino recoger el polvo del smog y de la calima para depositarlo sobre el reluciente capó recién lavado de nuestro auto, y por supuesto, de nuestras flamantes placas solares fotovoltaicas. Obligándonos, si tenemos ánimo, a volver a limpiar el vehículo, no sin cierta incertidumbre ante la durabilidad del penúltimo lavado de la semana, y reduciendo el rendimiento del panel fotovoltaico hasta en un 10%.

Temperatura ambiente

Pero sin duda, de entre todos los elementos externos incontrolables, el que más afecta al rendimiento de las placas fotovoltaicas en verano es la temperatura ambiente. A mayor temperatura ambiente menor rendimiento de las placas solares.

Todas las placas solares pasan pruebas de homologación y rendimiento según la ‘Temperatura de operación nominal de la célula’ (NOCT): una prueba que fija la variación de rendimiento de la placa tomando como referencia 20 grados centígrados de temperatura ambiente. Además, también contamos con el ‘Coeficiente de temperatura de potencia’ que a partir del NOCT determina la potencia que pierden los paneles por cada grado sumado a 25 grados de temperatura en la placa solar. Por ello, una temperatura ambiente superior siempre conllevará pérdidas de rendimiento en la placa fotovoltaica.

A 20 grados de temperatura ambiente la placa fotovoltaica está funcionando a 45 grados. Si bien la mayoría de las placas solares trabajan en un rango de entre -40 y 85 grados dentro del módulo, lo que permite que la fotovoltaica trabaje si la temperatura ambiente se encuentra entre los -40 y los 45 grados.

La calidad del módulo de placas solares que instalemos también determinará la capacidad de disipación del calor, de forma que a mayor calidad de la placa mejor funcionamiento a alta temperatura ambiente. Actualmente la gama media de placas fotovoltaicas marca una pérdida de rendimiento de alrededor de -0,4% por cada grado de temperatura que variemos de los 20 grados, mientras que la gama alta de placas fotovoltaicas reduce las pérdidas por cada grado de variación en torno a los -0,3%. De esta forma a 40 grados de temperatura ambiente una placa solar de gama media perderá alrededor de un 8% de rendimiento, y una de gama alta entorno al 6%.

Hemos de reconocer además que la temperatura tiene efectos sobre la capacidad de transformación de energía del inversor y del rango de funcionamiento del regulador MPPT. A mayor temperatura no sólo decae la potencia generada (W) por las placas, sino que también  se ve afectada la tensión del circuito (V), lo que en algunos casos se traduce en un efecto multiplicativo, pues cuanto más sube la temperatura más decae la tensión en el conjunto de placas solares, forzando al inversor a trabajar en el mínimo de capacidad de tensión del sistema, provocando en ocasiones la caída total de un string de placas.

• Mediciones de temperatura recogidas por el observatorio metereológico Meteogines meteogines.es
• Datos de rendimiento de una instalación de 3,6 kWp en Sevilla con 10º de desviación hacia el sureste y 34º de inclinación

Por esto, y por otras tantas razones, es vital asegurar la inversión con empresas especialistas en autoconsumo fotovoltaico. Desde Quantum Energía Verde siempre tenemos en cuenta estos parámetros de rendimiento a través del software de medición de radiación y los indicadores de producción por temperatura y otras variables. Técnicamente dimensionamos y realizamos nuestras instalaciones para garantizar la máxima la generación eléctrica de las placas solares fotovoltaicas.

En conclusión, cuando suframos el calor del verano pensemos que no sufrimos solos y que nuestras placas también lo padecen. Pese a ello, con un sistema de autoconsumo fotovoltaico instalado en casa probablemente también pasaremos el verano más frío de nuestra vida y con el menor coste en nuestra factura de la luz que hayamos visto jamás.