Factores que afectan a la generación de las placas solares ::

Factores que afectan a la generación de las placas solares

Factores que afectan a la generación de las placas solares
by Andrés Domínguez Galvá de SotySolar, escrito en Energía solar , Placas solares el Jan 30, 2020

Las placas solares fotovoltaicas, como cualquier otro dispositivo tecnológico, no funcionan igual en cualquier situación. En este caso, las condiciones metereológicas, el deterioro o la orientación pueden ser factores clave para el rendimiento de las mismas.


Por eso, es siempre recomendable el asesoramiento experto tanto en la instalación como en el mantenimiento, de manera que puedas sacarle el mayor partido a tus paneles solares y lograr que funcionen con la mayor eficiencia.


Horas sol pico

El recurso solar disponible en una ubicación determinada se puede medir de diversas maneras, pero en el caso de las instalaciones solares fotovoltaicas se suele calcular en horas sol pico (HSP). Estas unidades reflejan el número de horas equivalentes, en un periodo determinado -normalmente un día medio del mes-, durante las cuales una placa solar (o superficie cualquiera), con una determinada orientación e inclinación, recibirá una irradiancia de 1000 [W/m2].


Es decir, durante cuánto tiempo en un día, un panel solar está recibiendo el equivalente (entre mañana y tarde) a 1.000 W/m2 o más.


La radiación solar se mide de este modo debido a que la potencia dada por una placa solar fotovoltaica depende principalmente de la irradiancia que reciba, la cual varía en gran medida a lo largo del día, y a que el fabricante facilita el dato de la potencia en condiciones STC, es decir, con una irradiancia de 1000 [W/m2] y a 25 [°C] de temperatura de operación.


En el gráfico a continuación se muestra la irradiancia difusa, directa y total (suma de las otras dos) que recibe una superficie con 0° de inclinación y orientación Sur ubicada en Sevilla durante un día medio del mes de Julio. 


Perfil de irradiancia diario. PVGIS

Fuente - PVGIS


Como se puede observar, un panel recibiría radiación solar durante unas 13-15 horas, sin embargo, esto no significa que vaya a producir su potencia pico durante todas ellas dado que el valor de la irradiancia varía a lo largo del día. En este caso la superficie expuesta recibiría 8,16 [HSP], es decir, es como si hubiese recibido 1000 [W/m2] durante 8,16 horas.


Dicho valor se puede calcular sumando la irradiancia hora a hora del gráfico y dividiendo entre 1000 o consultando la energía recibida por metro cuadrado durante todo el mes (253 [kWh/m2]) y dividir posteriormente entre el número de días del mes (31 días).


La energía solar disponible en una zona determinada depende principalmente de su latitud (cuanto más cerca del ecuador mejor) y del clima local (nubosidad). Sin embargo, no son los únicos factores a tener en cuenta.


Inclinación

Dar cierta inclinación a los paneles es fundamental para lograr que la luz solar incida de la manera más directa posible. Como regla general se considera que el ángulo que optimiza mejor la producción fotovoltaica anual es igual al valor de la latitud donde se halle la instalación menos 10, por lo que en España (latitud 40º N), la inclinación óptima oscila entre los 25° y 35°.


Si bien este criterio es perfecto para optimizar la generación anual, pueden darse casos en los que no sea el más conveniente, por ejemplo, si el el consumo del usuario se concentra en determinados meses del año. Con un ángulo de inclinación elevado se tiende a reducir la radiación incidente durante los meses de primavera o verano y a aumentarla en los meses de otoño e invierno, ocurre al revés si el ángulo de inclinación es bajo.


Para ilustrar esta cuestión, a continuación se exponen dos gráficos en los cuales se muestra la energía solar incidente a lo largo del año sobre una placa situada en Sevilla, con inclinaciones de 45 / 15° y orientación Sur.


Energía solar incidente a lo largo del año en Sevilla

Fuente - PVGIS


Esta cuestión no suele tener un peso determinante en viviendas, pero en negocios donde el consumo se concentra en ciertas temporadas (como es el caso de cultivos), debe analizarse con mayor detenimiento.


Orientación

La mejor orientación para cualquier edificio suele ser la sur, por aprovechamiento de luz y calor. Lo mismo ocurre con los paneles solares, si la orientación se desvía del sur se producen pérdidas, las cuales tienden a aumentar cuanto mayor es la inclinación del propio panel, tal y como se expone en la siguiente tabla:


Ubicación - Sevilla (37.389, -5.995) - Desviación respecto al Sur de 45°
Inclinación Pérdidas
0,00%
15º 3,40%
30º 4,69%
45º 5,74%
60º 6,19%

Aunque globalmente un panel desviado respecto al Sur tiene menor generación, su impacto comparado con la inclinación es mucho menor. Si un panel está orientado al este la generación se concentrará en las primeras horas del día y en las últimas si se orienta hacia el oeste, aunque las pérdidas son las mismas para una determinada desviación. Seguidamente se muestra la misma gráfica (de irradiancia) que al inicio de este artículo, pero para una superficie con una inclinación de 45° y orientación desviada respecto al sur 90° Oeste/ Este:


Fuente - PVGIS


Para poder visualizar el efecto de la orientación se ha tomado 90° ya que sino es difícil apreciar la diferencia. Este fenómeno puede favorecer o empeorar los resultados de una instalación dependiendo de durante qué horas del día se producen los mayores consumos.


Sombras

Es el factor más difícil de valorar, ya que los métodos para calcular su impacto son bastante complejos, por lo que normalmente se recurre a aplicaciones profesionales. Cabe destacar que sus efectos sobre la instalación varían en gran medida dependiendo de la tecnología empleada.


En una instalación convencional, cuando un panel se encuentra en sombra no solo se reduce su producción, sino también la de todos los paneles conectados en serie a él. Esto no ocurre si se usan optimizadores de potencia o microinversores, ya que cada panel opera de manera independiente del resto.


Temperatura

La temperatura de operación o célula también afecta a la potencia máxima que una placa solar fotovoltaica puede llegar a producir, depende de diversos factores, entre otros, de la irradiancia, la velocidad del viento y la temperatura ambiente. Normalmente una placa solar fotovoltaica ve reducida su potencia pico alrededor de un 0,4% por cada grado centígrado de desviación respecto los 25°C.


Debido a esto, a pesar de que en los meses de verano es cuando la generación es mayor, la potencia máxima alcanzada por las placas puede verse reducida considerablemente debido a las altas temperaturas. Cabe destacar que si la temperatura baja de los 25°C el efecto se revierte y se produce un aumento de la potencia máxima, si bien esto rara vez ocurre ya que la temperatura de célula suele ser unos 15-30°C superior a la ambiental.


Con lo cual, las mejores condiciones para la máxima eficiencia no es mucho calor, sino un temperatura templada en lugar soleado. Son más importantes las horas de luz directa que tenga la placa que la temperatura media del lugar.


Resto de componentes

La energía producida por el panel sufre pérdidas adicionales debido a su paso por el resto de componentes del sistema: inversor, baterías y cableado. De toda la energía que podría llegar a producir un módulo se pierde aproximadamente un 15-20% en pérdidas por temperatura y de sistema; esto debe ser tenido en cuenta por la empresa instaladora al calcular la energía útil que genera un sistema fotovoltaico.


Por eso es tan importante utilizar los materiales de máxima calidad en la instalación, así como contar con el asesoramiento de profesionales cualificados para obtener el máximo rendimiento de la instalación. En SotySolar apostamos por la calidad por encima del precio para conseguir alargar la vida útil de la instalación, evitar problemas y optimizar al máximo la producción de energía.


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