¿Cómo afecta la temperatura al rendimiento de las placas solares?

Existe una creencia muy extendida según la cual los paneles solares funcionan mejor cuanto más caluroso y soleado es el clima. Asimismo, se tiende a pensar que en zonas en las que la nubosidad es habitual y las temperaturas son templadas no merece la pena instalar estos dispositivos.

Nada más lejos de la realidad. Veamos cómo afecta la temperatura al rendimiento de las placas solares.

Temperatura ideal

La temperatura óptima de funcionamiento de los paneles solares se sitúa entre los 20 y los 25 grados. Por encima de esta temperatura, el rendimiento de las placas solares se reduce ligeramente.

De hecho, según la mayoría de los fabricantes, a 40ºC el rendimiento se sitúa entorno al 80%. Sin embargo, este efecto negativo producido por el calor se ve compensado por el aumento de horas solares. Así es cómo afecta la temperatura al rendimiento de las placas solares.

El punto máximo de rendimiento de un panel solar es, por tanto, cuando el ambiente está más templado, incluso si está nublado. Al contrario de lo que se suele pensar, las placas solares sí producen electricidad en los días nublados.

Las nubes afectan a la radiación de tres maneras distintas: la reflejan, la absorben y la difuminan, pero no impiden que esa radiación alcance el panel fotovoltaico.

Por lo tanto, incluso en los días de mayor nubosidad, la instalación puede rendir al 10% o 15%.

Pérdida de rendimiento de los paneles solares por calor

La potencia pico de una placa solar, es decir, el rendimiento total, se alcanza en el momento en el que el sol produce 1000W en 1m² a 25ºC, lo que se conoce como Hora Solar Pico.

Esto solo ocurre en determinados días soleados de invierno, puesto que, como hemos comentado, el calor disminuye la producción de la placa.

Pero, ¿cómo se puede calcular la pérdida de producción de un panel solar a causa del calor? Mediante la siguiente fórmula:

Atº = 0.034 x I – 4 (siendo I la potencia en w/m2 que produce el sol).

Por ejemplo, en Córdoba en el mes de agosto a unos 38ºC, el sol estaría produciendo unos 845 w/m2 a la 15:00 horas, por lo que el incremento de la temperatura sería el siguiente:

Atº = 0.034 x 845 – 4= 24,73ºC.

Sumando la temperatura ambiente en el momento del análisis, tendríamos:

24,73 + 38 = 62,73ºC alcanzaría la célula fotovoltaica.

Si el fabricante indica que la potencia del panel baja un -0,35%/ºC, por ejemplo, una vez superados los 25ºC obtendríamos el siguiente resultado:

-0,35 x (62,73 – 25) = -13,20%.

Por lo tanto, si la placa solar es de 400 wp, su potencia en esas condiciones sería de:

400 – 13,20%= 348 Wp

Lo que ocurre es que este efecto negativo del calor sobre el rendimiento de las placas solares se ve compensado con creces por el aumento de horas solares en verano. Es decir, en los meses de calor la placa solar tiene menos eficiencia instantánea, pero a lo largo del día la producción solar es mayor que en los días de invierno.

A todo esto, además, hay que sumar la bajada de rendimiento en el transporte, por el sobrecalentamiento de los conductores, así como en la eficiencia del inversor, que también baja conforme sube la temperatura.

Asimismo, conforme avanza el verano, suelen ser significativas las pérdidas por suciedad debidas a la acumulación de polvo, al no haber lluvias que vayan limpiando los paneles.

Máxima eficiencia y rendimiento de las placas solares

Es muy difícil encontrar las condiciones climatológicas perfectas. Sin embargo, tampoco es necesario para que una instalación fotovoltaica resulte rentable, ya que las placas solares están pensadas para adaptarse a un amplio rango de temperaturas, que van desde -40ºC hasta +85ºC.

Gracias a ello, funcionan sin problemas tanto en las regiones más frías como en las más cálidas del planeta. Lo que sí puede variar es su eficiencia, que, como hemos dicho, será mayor en climas templados.

Los módulos fotovoltaicos están fabricados en silicio, un material semiconductor que cambia sus propiedades a medida que lo hace la temperatura ambiente.

Bajo la influencia solar intensa y la alta temperatura ambiental, el silicio se calienta, provocando una caída de tensión en los módulos y, por tanto, una disminución de la energía generada.

Todos los paneles solares son testados en laboratorios con el fin de comprobar su eficiencia. Como ya hemos mencionado, la temperatura idónea se fija en 25 grados, a partir de la cual se hacen pruebas de incrementos y descensos para calcular cuánta eficiencia se pierde.

La mayoría de los paneles tienen un coeficiente de entre -0,2%ºC y -0,5%ºC. Cuanto más cercano a 0 se sitúe este coeficiente, mayor eficiencia tendrá el panel solar.

Entre los múltiples fabricantes de paneles solares, en EnchufeSolar trabajamos siempre con fabricantes TOP incluidos en la lista de TIER 1, como es el caso de RISEN, cuyas placas tienen un rango de coeficiente de temperatura de los más bajos,  entre -0,39 y -0,42 y un alto rendimiento en sus células fotovoltaicas, de más de un 20%.

¿Verano o invierno?

En general, cuando la temperatura ambiente es más baja, la eficiencia de las placas solares es mayor. Teniendo en cuenta este dato, podríamos decir que la situación “ideal” sería un día soleado de otoño o invierno, en el que la cantidad de luz genere una gran cantidad de electricidad y las bajas temperaturas eviten el calentamiento excesivo de los módulos.

Hay que tener en cuenta, no obstante, que aunque los paneles solares “prefieran” las temperaturas frías, en los meses de invierno hay menos horas de sol y más días nublados.

Por el contrario, en verano, las altas temperaturas provocan una menor eficiencia de las placas, pero se cuenta con más horas de luz solar, por lo que la situación se ve compensada.