Conocer y mitigar uno de los grandes enemigos de las instalaciones fotovoltaicas que puede llegar a suponer la pérdida de casi un 15% de la energía generada por el módulo fotovoltaico.
A la hora de planificar una instalación fotovoltaica debemos tener en cuenta el consumo que se va a realizar y así poder conocer cuántos paneles fotovoltaicos van a ser necesarios para cubrir todas las demandas energéticas. En estos estudios se suele contar con un sobredimensionado para cubrir posibles subidas de consumo puntuales o bajadas en la producción por factores externos.
Estos cálculos se suelen realizar en base a los parámetros indicados por el fabricante y que se pueden encontrar tanto en las fichas técnicas como en la parte trasera de los paneles solares. Si bien, el primero en el que nos solemos fijar es la máxima potencia del panel, será importante también fijarse en otros parámetros como la eficiencia. La eficiencia, usualmente se encuentra en porcentaje y es la relación entre la potencia eléctrica entregada por el panel y la potencia de la radiación que incide sobre él.
Los parámetros de los módulos solares han sido extraídos tras diferentes pruebas realizadas a los equipos, siempre bajo unas condiciones estándar perfectas. Estas condiciones incluyen una irradiancia incidente de 1000 W/m2, una temperatura ambiente de 25 grados centígrados y una masa de aire de 1.5 (AM1.5) del espectro. Esto implica que cuando las condiciones sean diferentes a las marcadas en las pruebas, la eficiencia, la tensión y la potencia final del módulo fotovoltaico variará.
Uno de los factores que más influye en dicha eficiencia es la temperatura ambiente. Ya sea por exceso, como puede ocurrir en los meses de verano, cuando las horas de sol son mayores y también la temperatura, factores que calentarán los paneles muy por encima de los 25 grados estándar. O por defecto, en los meses de invierno, donde en zonas más altas o en el norte, pueden bajar mucho las temperaturas y el aire frío puede provocar que los paneles se enfríen muy por debajo de los 25 grados estándar. De ahí la importancia del valor, y las diferencias entre paneles, de la pérdida de potencia por coeficiente de temperatura, la cual gana una gran relevancia a la hora de revisar los datos técnicos del módulo.
El coeficiente de pérdida de potencia por temperatura será el que nos indique qué cantidad de potencia vamos a perder según aumente la temperatura. Normalmente vendrá expresado en porcentaje por grado, por ejemplo -0,34%/ºC. Lo que indica es que por cada grado que se aumente o disminuya de los 25ºC en los que fue testeado el panel solar, se perderá un 0,34% de la potencia del panel.
En la siguiente tabla se puede observar cómo varía la potencia al aumentar la temperatura por un grado y en rangos de cinco grados. Los paneles más eficientes y resistentes suelen rondar el -0,26%/ºC de coeficiente mientras que los menos resistentes rondan el -0,38%/ºC. Estas diferencias pueden marcar hasta casi 1W de potencia perdida por cada grado de diferencia en los paneles más potentes, y 0,5W en los paneles medios.
Como ejemplo, suponiendo que tenemos una instalación de cinco paneles de 640W, con un coeficiente de pérdida de potencia de temperatura de -0,38%/ºC, a una temperatura media de +/- 10ºC, algo que ocurre durante casi todo el verano, las pérdidas de la instalación serán de 121,6W. Si lo extrapolamos a instalaciones industriales, donde pueden haber 30 módulos instalados, hablamos en el caso de paneles de 729,6W de pérdidas. En el caso de temperaturas mayores, algo que puede ocurrir facilmente en verano, ya que se trata de la temperatura del panel, si la temperatura ambiente es de +/- 10ºC, el módulo que está largas horas al sol alcanzará temperaturas muy altas. Con una temperatura del panel de +/- º35 ºC, se perderían 85,12W por módulo, con cinco paneles perderíamos 425,6W y con treinta paneles 2.553,6W.
La diferencia entre el coeficiente de pérdida de potencia por temperatura queda aún más reflejada cuando más grande es la instalación. Por ejemplo, en una instalación residencial de 5kW con una variación de la temperatura de +/- 10ºC, la diferencia entre el panel menos resistente a los cambios de temperatura y el que más será de casi 80W, el primero perdería 190W mientras que el segundo perdería 111,72W. Esto en una instalación industrial de 50kW, aún es más amplia la diferencia, siendo esta de casi 500W, con 1.520W frente a 1.040W. En una instalación comercial de 2mW, la instalación con un coeficiente más elevado las pérdidas de potencia sería de 76.000W y con un coeficiente menos elevado las pérdidas serían de 52.000W, una diferencia de 24.000W.
Al igual que existe el coeficiente de temperatura para la potencia, también lo podemos encontrar para la intensidad y la tensión. Con el primero, el aumento de temperatura no producirá una gran variación, siendo el aumento de la intensidad mínima, mientras que en el caso de la tensión si hay una disminución de la misma, que acaba produciendo la bajada de la potencia del panel solar.
En resumen, a la hora de elegir el módulo fotovoltaico para nuestra instalación, y de dimensionar la misma, deberemos de tener muy en cuenta las condiciones climatológicas habituales, y las extremas, donde van a estar ubicados los paneles para calcular y sobredimensionar si fuera necesario la instalación, y así estar seguros que la producción de energía será siempre la óptima.
Cuando planificamos una instalación fotovoltaica hay que contar con diversos factores para elegir los materiales, uno de esos factores es que todos los productos sean compatibles entre sí para que el rendimiento y la seguridad sean máximos.
Un defecto grave que podemos encontrar en módulos fotovoltaicos debido a una deficiente calidad de los materiales y/o manipulación es el denominado punto caliente.
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