El impacto de la temperatura en los paneles solares: cómo optimizar su producción a pesar del calor

Cómo influye la temperatura en los paneles solares

Contrariamente a la creencia popular, a los paneles fotovoltaicos no les gusta especialmente el calor. Aunque el sol es esencial para producir electricidad, paradójicamente las altas temperaturas pueden reducir considerablemente el rendimiento de su instalación. Cada vez son más las regiones que sufren olas de calor, por lo que es esencial comprender este fenómeno si desea optimizar la producción de energía de su sistema solar.

En este artículo, analizaremos en detalle el impacto de la temperatura en el rendimiento de los paneles fotovoltaicos, explicaremos las STC (Standard Test Conditions) utilizadas como referencia en la industria, y sugeriremos soluciones prácticas para limitar estas pérdidas y maximizar su producción de electricidad, incluso durante los periodos más calurosos.

"Los paneles solares son como los atletas: necesitan la luz del sol para rendir, pero una temperatura demasiado alta es perjudicial para su rendimiento".

Condiciones STC: la referencia para medir la potencia nominal

Cuando se compra un panel solar, su potencia siempre se indica en vatios pico (Wp), como los paneles Shinson N3-TOPCon 450 Wp Bifacial disponibles en nuestra web. Esta potencia representa la capacidad máxima de producción del panel en condiciones de prueba estándar (STC), que son :

• Insolación de 1000 W/m²
• Temperatura de la célula de 25°C
• Espectro solar AM 1.5 (Masa de aire)

Estas condiciones ideales sirven de referencia para comparar los distintos modelos de paneles existentes en el mercado. Sin embargo, rara vez se corresponden con la realidad sobre el terreno, especialmente en lo que se refiere a la temperatura.

NOCT: una medición más cercana a la realidad

Para hacerse una idea más realista del rendimiento de los paneles en condiciones normales de uso, los fabricantes indican a veces también el valor NOCT (Nominal Operating Cell Temperature), que representa la temperatura que alcanzaría la célula en las siguientes condiciones:

• Insolación de 800 W/m²
• Temperatura ambiente de 20°C
• Velocidad del viento de 1 m/s

En la mayoría de los paneles fotovoltaicos, la NOCT suele situarse entre 45 °C y 48 °C, lo que significa que, incluso con una temperatura ambiente moderada de 20 °C, la temperatura de la célula ya está muy por encima de la temperatura de referencia STC de 25 °C.

El coeficiente de temperatura: el indicador clave de las pérdidas

Para cuantificar el impacto de la temperatura en el rendimiento de los paneles solares, los fabricantes especifican un parámetro esencial: el coeficiente de temperatura de potencia. Este coeficiente, generalmente expresado en porcentaje por grado Celsius (%/°C), indica la pérdida de potencia por cada grado por encima de 25°C.

Por ejemplo, si un panel solar tiene un coeficiente de temperatura de -0,35%/°C (valor típico de muchos paneles), esto significa que por cada grado por encima de 25°C, el panel perderá el 0,35% de su potencia nominal.

¿Cómo se calculan realmente las pérdidas de eficiencia?

La fórmula para calcular la pérdida de potencia es la siguiente:

Pérdida de potencia = (Temperatura de la célula - 25°C) × Coeficiente de temperatura

Tomemos un ejemplo concreto con un panel de 450 Wp (como el Shinson N3-TOPCon) con un coeficiente de temperatura de -0,30%/°C :

• Si la temperatura de la célula alcanza los 60°C (lo que es habitual en un día soleado de verano)
• La diferencia con la temperatura de referencia STC es de :
• 60°C - 25°C = 35°C
• La pérdida de potencia será por tanto de :
• 35°C × (-0,30%/°C) = -10,5%
• La potencia real del panel será sólo : 450 Wp - 10,5% = 402,75 Wp

Esto representa una pérdida significativa de más de 47 Wp para un solo panel. Para una instalación completa con 10 paneles, representa una pérdida de casi 500 Wp.

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Es importante señalar que durante los veranos muy calurosos, las temperaturas de las células pueden superar fácilmente los 70°C, lo que provoca pérdidas aún mayores.

Cómo afecta la temperatura a los distintos parámetros eléctricos

La temperatura no afecta de la misma manera a todos los parámetros eléctricos de un panel solar. He aquí cómo afecta a los principales parámetros:

Tensión (Voc y Vmp)

La tensión en circuito abierto (Voc) y la tensión en el punto de máxima potencia (Vmp ) son los más sensibles a la temperatura. Disminuyen significativamente a medida que aumenta la temperatura, con coeficientes de temperatura típicos de -0,30% a -0,40%/°C.

Por ejemplo, un panel con un Voc de 40,20V a 25°C (como el Shinson N3-TOPCon) podría ver caer su tensión a unos 36,18V a 60°C, una caída del 10%.

Corriente (Isc e Imp)

La corriente de cortocircuito (Isc) y la corriente en el punto de máxima potencia (Imp) se ven menos afectadas por la temperatura. Aumentan ligeramente con la temperatura, con coeficientes positivos típicamente del orden de +0,04% a +0,07%/°C.

Sin embargo, este ligero aumento de la corriente no compensa la importante caída de la tensión, lo que explica la pérdida global de potencia.

Impacto en la eficiencia global

La caída de tensión tiene implicaciones importantes para el diseño de los sistemas fotovoltaicos, en particular para el dimensionamiento de los inversores. Si la tensión baja demasiado en verano, es posible que el inversor ya no pueda funcionar en su rango óptimo, o incluso que se apague por completo si la tensión cae por debajo de su umbral mínimo de funcionamiento.

Por eso es crucial tener en cuenta estas variaciones de temperatura a la hora de diseñar una instalación solar, especialmente en regiones propensas a las altas temperaturas estivales.

Tecnologías de paneles y su sensibilidad a la temperatura

No todas las tecnologías de paneles solares son iguales cuando se trata de la temperatura. Algunas son más resistentes que otras a los efectos negativos del calor.

Comparación de los coeficientes de temperatura por tecnología

Heterounión

Los paneles solares con tecnología de tipo N, como los paneles Shinson N3-TOPCon y Leapton N-Type TOPCon disponibles en nuestro sitio, ofrecen por tanto una ventaja significativa en términos de resistencia a la temperatura con respecto a las tecnologías más antiguas.

Paneles bifaciales: una ventaja adicional

Los paneles bifaciales como el Shinson N3-TOPCon 450 Wp Bifacial tienen una ventaja adicional. Al captar la luz por ambos lados, pueden compensar parcialmente las pérdidas de temperatura aumentando la producción total mediante la luz reflejada. Además, su diseño suele permitir una mejor disipación del calor, lo que reduce la temperatura de funcionamiento de las células.

"Optar por paneles bifaciales con tecnología N-Type TOPCon significa elegir una instalación que funcione mejor durante todo el año, incluso en periodos de mucho calor".

Soluciones prácticas para limitar el impacto de la temperatura

Ahora que ya sabemos por qué y cómo afecta la temperatura al rendimiento de los paneles solares, veamos qué soluciones se pueden aplicar para limitar estas pérdidas.

Soluciones a la hora de diseñar la instalación

1. Elegir paneles con un coeficiente de temperatura bajo: como hemos visto, algunas tecnologías como TOPCon de tipo N son menos sensibles al calor.
2. Dé preferencia a los paneles de última generación disponibles en nuestra página web.
3. Garantice una buena ventilación trasera: Deje suficiente espacio entre el tejado y los paneles (10 cm como mínimo) para permitir que el aire circule y disipe el calor.
4. Oriente los paneles de forma óptima: Una orientación este/oeste puede ser a veces preferible a una orientación sur en regiones muy cálidas, ya que distribuye mejor la producción a lo largo del día y evita los picos de temperatura del mediodía.
5. Sobredimensione ligeramente la instalación: Prevea instalar algo más de potencia de la que necesita para compensar las pérdidas del verano.
6. Dimensione correctamente los strings: Calcule los strings de paneles teniendo en cuenta las variaciones de tensión debidas a la temperatura para evitar que el inversor funcione fuera de su rango óptimo.

Soluciones para instalaciones existentes

• Mejore la ventilación: Si es posible, aumente el espacio entre el tejado y los paneles para facilitar la circulación del aire.
• Utilice soportes que favorezcan la circulación del aire: Algunos sistemas de montaje permiten una mejor circulación del aire.
• Limpie los paneles con regularidad: El polvo y los residuos pueden aumentar la temperatura de los paneles al impedir la disipación del calor.

Para instalaciones a gran escala o en climas especialmente cálidos, pueden considerarse soluciones más avanzadas:

• Sistemas de refrigeración activa: Dispositivos que rocían una fina niebla de agua sobre los paneles durante los periodos más calurosos
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• Materiales reflectantes: La instalación de superficies reflectantes cerca de los paneles bifaciales puede aumentar la eficiencia al tiempo que reduce la temperatura.

Nota importante: En general, no se recomienda regar manualmente los paneles, ya que el choque térmico puede dañar el vidrio y las células, y el agua del grifo puede dejar restos de cal que reducirán la eficiencia de los paneles.

El caso especial de los tejados verdes

Una solución ecológica y eficaz para reducir la temperatura de los paneles es instalar un tejado verde debajo o alrededor de los paneles solares. Las plantas absorben parte de la energía solar y evaporan agua, enfriando de forma natural el entorno de los paneles.

Esta solución ofrece varias ventajas:

• Reducción de la temperatura ambiente alrededor de los paneles
• Mejora del aislamiento de los edificios
• Retención del agua de lluvia
• Aumento de la biodiversidad
• Mejora de la calidad del aire

Si le interesa esta solución, póngase en contacto con nuestros expertos, que podrán asesorarle sobre cómo integrarla en su instalación solar.

¿Es necesario preocuparse por las pérdidas debidas a la temperatura?

Es importante relativizar estas pérdidas. Aunque los días calurosos de verano provocan una disminución del rendimiento, también es durante este periodo cuando la insolación es máxima, lo que compensa en parte las pérdidas debidas a la temperatura.

Por otra parte, los meses de verano suelen ser los más productivos para una instalación fotovoltaica, a pesar del efecto negativo de la temperatura. Por tanto, la producción anual de electricidad de una instalación bien diseñada siempre será satisfactoria, aunque no alcance los valores teóricos calculados en condiciones STC.

Por último, conviene recordar que los fabricantes ya tienen en cuenta estos factores en sus cálculos de producción a largo plazo, y que las garantías de rendimiento suelen incluir estas variaciones estacionales.

Conclusión

El impacto de la temperatura sobre los paneles fotovoltaicos es un fenómeno físico ineludible que puede reducir temporalmente el rendimiento de su instalación solar, en particular durante los periodos cálidos. Sin embargo, gracias a los recientes avances tecnológicos, como los paneles TOPCon y bifaciales de tipo N disponibles en Wattuneed, y al diseño adecuado de su instalación, estas pérdidas pueden limitarse significativamente.

Si elige equipos de calidad y sigue unas buenas prácticas de instalación, podrá optimizar el rendimiento de su sistema fotovoltaico durante todo el año y maximizar la rentabilidad de su inversión.

Para beneficiarse de una asistencia personalizada para su proyecto solar y seleccionar los paneles más adaptados a su situación geográfica y a sus necesidades energéticas, no dude en ponerse en contacto con nuestros expertos. Le ayudarán a diseñar una instalación eficiente y sostenible que minimice el impacto de las altas temperaturas en su producción de electricidad.

PREGUNTAS FRECUENTES

¿A qué temperatura funcionan mejor los paneles solares?

Los paneles solares funcionan mejor a una temperatura de célula de 25 °C, que corresponde a las condiciones STC. Sin embargo, en condiciones reales, suelen funcionar a temperaturas mucho más altas, lo que reduce su eficiencia.

¿Es aconsejable regar los paneles solares durante las olas de calor?

No, en general no se recomienda regar manualmente los paneles, ya que el choque térmico puede dañar las células y el vidrio. Además, el agua del grifo puede dejar restos de cal que reducirán la eficacia de los paneles. Existen sistemas de refrigeración profesionales especialmente diseñados para instalaciones a gran escala.

¿Qué tipo de panel solar es el menos sensible al calor?

Los paneles con tecnología de heterounión (HJT) suelen ser los menos sensibles al calor, con coeficientes de temperatura de entre -0,25% y -0,30%/°C. Los paneles TOPCon de tipo N, como los que ofrece Wattuneed, también ofrecen una excelente resistencia a la temperatura, con coeficientes de alrededor de -0,30% a -0,35%/°C.

¿Cómo se calcula la temperatura real de un panel solar?

Una fórmula simplificada para estimar la temperatura de un panel es: T(célula) = T(ambiente) + (NOCT-20)/800 × Sol. Por ejemplo, con una temperatura ambiente de 30°C, 1000 W/m² de luz solar y un NOCT de 45°C, la temperatura de la célula sería de unos 61,25°C.

¿Son mejores los paneles bifaciales cuando hace calor?

En realidad, los paneles bifaciales pueden funcionar mejor en climas cálidos por dos razones: permiten una mejor disipación del calor gracias a su diseño, y su capacidad para captar la luz reflejada puede compensar parcialmente las pérdidas debidas a la temperatura.

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