Algunas vez te has preguntado si la temperatura afecta al sistema fotovoltaico y si es así ¿cómo afecta el calor a las placas solares?, porque como seguramente sabes estás pasan por diferentes climas y siempre se busca su mayor exposición al sol.
La respuesta es sí, la temperatura sí afecta directamente la eficiencia energética de una placa solar, ya sea una simple placa o una granja de paneles solares grande. Así como ocurre en cualquier dispositivo, conductor eléctrico o generador de energía.
Es importante tener en cuenta los efectos que pueden tener las altas temperaturas a los sistemas fotovoltaicos, con el fin de que puedas hacer las acciones necesarias para evitar la pérdida de energía o tener presente para el cálculo de demanda de tu cliente.
A continuación, te explicaremos cómo los cambios de temperatura afectan al desempeño de una placa solar, la pérdida de energía que puede llegar a tener, etc.
Índice
- ¿Cómo afecta el calor a las placas solares?
- ¿Cómo afecta el frío a los módulos fotovoltaicos?
- ¿Qué temperatura soportan los paneles solares?
- ¿Cómo se calcula la pérdida de producción de un panel solar debido al calor?
1. ¿Cómo afecta el calor a las placas solares?
Aunque parezca contraproducente, el desempeño de un panel solar disminuye con el aumento de la temperatura. Esto se debe a que los altos niveles de calor aumentan las tasas de recombinación de electrones y protones del semiconductor del panel. Dicho aumento reduce la cantidad de energía solar que un sistema fotovoltaico es capaz de convertir en electricidad.
¿Cuánta energía se puede perder por el calor?
En condiciones iguales de irradiancia solar, la cantidad de voltaje y corriente generado por un panel empieza a disminuir cuando la temperatura de la placa excede la Temperatura de Operación Nominal (NOCT, por sus siglas en inglés).
Para aplicaciones fotovoltaicas, se entiende como NOCT a la temperatura alcanzada por una célula fotovoltaica cuando se expone a las siguientes condiciones:
- Irradiancia de 800 W/m2
- Masa de aire de 1.5G
- Temperatura ambiente de 20 º C
- Velocidad de viento de 1 m/s
La NOCT y la tasa de pérdida de potencia de cada panel debe de ser obtenida del fabricante para poder determinar con precisión las pérdidas de energía que se pueden tener en un sistema. Las altas temperaturas pueden reducir la eficiencia de un sistema entre 10 y 25% dependiendo de la región donde se instalen.
2. ¿Cómo afecta el frío a los módulos fotovoltaicos?
En comparación con altas temperaturas, las bajas temperaturas no reducen la capacidad de una placa solar para producir energía, incluso si fueran temperaturas bajo cero. Esto se debe a que los paneles solares transforman la energía solar en energía, no el calor.
De hecho, las bajas temperaturas son ideales para mantener la eficiencia de conversión en estado óptimo.
Hasta se podría decir que es viable instalar sistemas fotovoltaicos en regiones con climas fríos, incluyendo áreas con nieve. En estos casos particulares, sólo se debe asegurar que la nieve no cubra el panel solar al instalarlos con un ángulo, lo cual permitirá que la nieve se resbale del panel y no afecte su desempeño.
Cabe señalar que, en este tipo de regiones, la demanda de energía aumenta en las temporadas más frías del año, por lo que sería necesario instalar sistemas de almacenamiento de energía para poder satisfacer la demanda.
3. ¿Qué temperatura soportan los paneles solares?
Como hemos explorado en este artículo, las altas temperaturas reducen la habilidad de los paneles solares de generar energía eléctrica. Para que un panel funcione de la manera más eficiente posible, la temperatura de operación del panel debe de estar cerca de su NOCT, el cual depende de cada panel.
De manera general, todos los paneles solares son capaces de soportar temperaturas de operación entre 0 y 85°C. Al exponer un panel solar a temperaturas que exceden los límites de operación, un panel puede experimentar estrés térmico.
Cuando un panel experimenta estrés térmico, el semiconductor y el vidrio protector del panel se contraen y expanden, deformándose y reduciendo dramática y permanentemente el desempeño del sistema.
Sin embargo, para generar daños severos a un panel fotovoltaico, se deberían de alcanzar temperaturas extremas de -40 o 150°C. Ninguna instalación de paneles fotovoltaicos que se pueda presentar alcanzará estas temperaturas.
4. ¿Cómo se calcula la pérdida de producción de un panel solar debida al calor?
No es necesario realizar cálculos complejos para poder determinar las pérdidas generadas por calor, ya que los fabricantes de paneles solares ya se han encargado de estimar las pérdidas en sus equipos.
Todos los fabricantes incluyen en sus fichas técnicas la tasa de pérdida de potencia por temperatura, por lo que uno solo debe de recuperar la información técnica del panel específico del fabricante. Normalmente, esta tasa está expresada en pérdida porcentual de potencia por grado de temperatura aumentado por encima de la NOCT del panel específico.
Cabe señalar que las fichas técnicas de los paneles fotovoltaicos incluyen también las tasas de pérdida de voltaje y corriente con base en la temperatura.
Conclusiones
La temperatura de operación de una placa solar juega un rol central en el proceso de conversión de energía. La eficiencia de un sistema fotovoltaico depende de que la temperatura de operación de los paneles no aumente excesivamente, o que se instalen equipos teniendo en consideración estrategias para mitigar el aumento de la temperatura operacional del panel.
Por lo tanto, se deben de diseñar con cuidado las instalaciones fotovoltaicas para no afectar negativamente a tus clientes. Te invitamos a nuestro blog donde podrás encontrar más contenido y materiales para la mejora continua de tus instalaciones solares.
