Las sombras tienen un efecto negativo en los paneles solares, pueden afectar la eficiencia total de su sistema fotovoltaico. Si es dueño de una sistema fotovoltaico o está planeando adquirir uno, en este blog encontrará toda la información necesaria para que estas no causen estragos en su instalación.
En este artículo aprenderás sobre:
- Paneles solares: ¿cómo funcionan?
- Efecto de las sombras en paneles solares
- Impacto negativo en su sistema fotovoltaico
- Factores que provocan sombras
- Combatir la presencia de sombras
- Evitar las sombras en paneles solares
1. Paneles solares: ¿cómo funcionan?
Para comprender el efecto negativo que pueden causar las sombras en los paneles solares es necesario conocer cómo es el funcionamiento de los paneles solares. Lo primero es saber que cada panel solar se encuentra compuesto de celdas fotovoltaicas o células solares.
Estas celdas solares son los pequeños cuadrados que usted observa en cada panel solar. Estas celdas se encuentran fabricadas de materiales que permiten la conversión de la irradiación solar en corriente eléctrica. En la actualidad, la mayoría de estas celdas se encuentran compuestas por silicio principalmente, gracias a sus excelentes propiedades como semiconductor de electricidad.
Cuando la luz solar impacta sobre la superficie del panel solar, los electrones de cada celda solar se estimulan y se produce una diferencia de potencial lo cual da paso a la generación de electricidad. Entre más luz solar reciba la celda solar, mayor será la producción de electricidad. Por tal motivo, es importante que la luz solar impacte directamente en el panel solar.
2. Efecto de las sombras en paneles solares
Ahora que usted conoce la importancia de que la luz incida directamente en la superficie de los paneles solares, lo siguiente es conocer cuáles son los efectos de las sombras sobre los paneles.
Una sombra actúa como un obstáculo que impide el paso de la luz solar a las celdas solares, en consecuencia, reduce la cantidad de energía que la celda solar es capaz de generar. Las sombras interrumpen el flujo de los electrones presentes en las celdas de silicio. Perder la energía de una sola celda solar no suena tan mal, sin embargo, el problema va más allá.
Cada celda solar se encuentra conectada a otra celda solar, como si se tratase de una cadena, donde cada celda es un eslabón. Si una célula solar sufre una pérdida de energía, toda la cadena se verá afectada, como resultado, se reduce la potencia de salida de todo el panel solar.
Esto se debe a que las celdas dentro de un panel se encuentran conectadas en circuitos en serie, y cada serie se conecta en paralelo. Son las conexiones en serie las que se ven afectadas por la presencia de sombras. Veamos un caso:
Adicionalmente, que las sombras también generan que las celdas trabajen a diferentes condiciones, se produce un desbalance donde una operan a altas temperaturas. Esto puede derivar en la aparición de puntos calientes y ocasionar que su panel solar se queme.
3. Impacto negativo en su sistema fotovoltaico
El atractivo de instalar un sistema fotovoltaico es la capacidad de producir energía eléctrica a partir de la luz solar. Si su instalación de paneles solares se ve afectado por la presencia constante de sombras, esto genera un impacto negativo a nivel económico para el dueño de la instalación.
En la siguiente lista encuentra algunos de los factores más comunes que originan la presencia de sombras en una instalación fotovoltaica:
| ◉ | Afectan el rendimiento de la instalación: La presencia de sombras disminuye la capacidad de energía que puede producir toda su instalación. En cuantos más paneles se encuentren sombreados, menor será la capacidad de producción de su sistema fotovoltaico. |
| ◉ | Ralentizará la amortización: Para que la instalación de paneles solares resulte un proyecto rentable es necesario que recupere su inversión en el menor tiempo posible. Si su sistema fotovoltaico le brinda menor energía de la esperada, el tiempo de amortización se extenderá, perjudicando la rentabilidad de su proyecto fotovoltaico. |
| ◉ | No cubrirá la demanda energética: La disminución de la energía brindada por su sistema fotovoltaico es el doble de perjudicial cuando se depende de los paneles para mantener energizada la vivienda. Este es el caso de las instalaciones aisladas, donde la producción solar es vital. |
Como puede observar, la producción de su sistema fotovoltaico sufre una disminución en la capacidad de potencia total prevista. Es importante saber que los sistemas fotovoltaicos no son capaces de brindarle la potencia máxima de salida de manera constante. Además de las sombras, inlfuyen otros factores como la irradiación disponible y el clima.
Todos estos datos son recopilados por los técnicos encargados del dimensionamiento de su sistema fotovoltaico. Al momento de calcular la cantidad de paneles necesarios, siempre se sobredimensiona el sistema. En otras palabras, se busca que la potencia máxima de la instalación sea mucho mayor a la demanda de energía que se necesita.
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La potencia (W) que le brinda un panel solar se define en base al tensión (V) y la corriente (A). Las sombras tienen un efecto negativo en la corriente que es capaz de brindarle una serie de celdas solares. Por tal motivo, es importante que los técnicos a cargo del dimensionamiento de su sistema calculen una potencia de salida mayor, así se prevé el riesgo de quedarse sin energía. |
4. Factores que ocasionan sombras
Antes de ahondar en cómo prevenir o mitigar la presencia de sombras en los paneles solares, primero es necesario conocer cómo se originan estas, es decir, qué factores ocasionan la presencia de sombras. Esto es crucial porque le permitirá identificar qué factores pueden prevenirse y cuáles no.
En la siguiente lista usted encontrará algunos de los factores más comunes que originan la presencia de sombras en una instalación fotovoltaica:
| » | Nubes en movimiento: Es uno de los principales agentes que ocasionan la presencia de sombras. Para prevenir un impacto mayor es necesario que se realice un estudio de las condiciones climáticas de la zona de la instalación. |
| » | Árboles y hojas secas: Dependiendo de la posición de sol, las copas de los árboles pueden proyectar sombras sobre los módulos. Las hojas secas también pueden obstruir el pase de la luz solar a la superficie del panel solar. |
| » | Estructuras aledañas: Si se trata de instalaciones en la ciudad, es importante considerar la cercanía de casas y edificios. Al igual que los árboles, y dependiendo de la posición del sol, pueden eclipsar la llegada de la luz solar. |
| » | Aves: En zonas con una mayor presencia de aves, el excremento de estas puede ser perjudicial para su instalación. Si no se realiza la correcta limpieza, puede afectar a todos los paneles y reducir la potencia de salida. |
| » | Paneles cercanos: Ubicar los paneles solares muy cerca uno del otro también puede ser contraproducente. Antes de realizar el montaje de los mismos, se debe realizar un estudio previo donde se calcule el espacio necesario entre cada panel. |
| » | Polvo y suciedad: Este es otro de los problemas recurrentes, pero más sencillos de solucionar. Las partículas de polvo pueden acumularse y causar la obstrucción de la luz solar. Solo será necesario llevar a cabo limpiezas más seguidas. |
Es imposible evitar la aparición de sombras porque no se puede tener control sobre el ambiente. Sin embargo, sí se puede prevenir un daño mayor. Bajo esta premisa es que los fabricantes de paneles solares desarrollan constantes tecnologías que buscan mitigar el impacto de las sombras en los paneles solares. A continuación, veremos algunos de estos avances tecnológicos.
5. Combatir los efectos negativos: avances tecnológicos
La industria fotovoltaica se caracteriza por sus constantes innovaciones, con énfasis en los paneles solares. En los últimos años se han logrado patentar métodos de fabricación que reducen el impacto negativo de las sombras en los paneles solares. Particularmente, existen 2 tecnologías que ya se han convertido en el estándar de fabricación de los paneles solares.
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Diodos de derivación: |
Conocidos como diodos bypass, son un método de protección que previene que una serie de celdas provoque una disminución en el redimiento de todo el panel solar. Estos se encuentran ubicados en la parte trasera del panel y se le conoce como la caja de diodos. Dado que cada serie se conecta de forma paralela entre sí, la serie con una menor salida de corriente puede actuar como un obstáculo impidiendo el máximo de salida en las series restantes.
Los diodos de derivación actúan como un puente para evitar que las celdas sombreadas originen daños mayores. La electricidad siempre busca el camino de menor resistencia, por ello, los diodos proporcionan un camino de menor resistencia. Así la electricidad pasa por el "puente" creado por el diodo bypass y se evita que se genere un sobrecalentamiento en las celdas sombreadas.
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Celdas partidas: |
La tecnología half-cell o celda partida ya es parte del proceso de fabricación de la mayoría de paneles solares en la actualidad. Esta alude al proceso mediante el cual se divide a los paneles solares en 2 partes iguales. Si observa los últimos modelos de paneles, podrá notar que estos tienen una línea divisoria en el medio, y cada parte funciona como un pequeño panel.
Las celdas partidas logran mitigar el efecto negativo de las sombras. Ahora la superficie total del panel se divide en seis partes, obteniendo un 16% de pérdidas por cada sección del panel solar en el peor de los casos. La tecnología celda partida ahora es el estándar en la fabricación de los paneles solares fotovoltaicos.
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Microinversores: |
Otra forma de prevenir el daño de todo un string de paneles solares es el uso de los microinversores. Estos son pequeños dispositivos que se sitúan en la parte trasera de cada panel solar. De esta forma, se logra independizar la producción de cada panel, que ahora cuentan con su propio inversor cada uno.
Sin embargo, el uso de los microinversores supone elevar el presupuesto de su instalación fotovoltaica. Requeriría comprar un microinversor para cada panel solar. Además, gracias a los diodos de derivación, se hace innecesario el uso de los microinversores. Puede reservar su uso en instalaciones puntuales o de menor dimensión, como en embarcaciones.
6. Evitar las sombras en paneles solares
Como último punto, vamos a mencionar las acciones que usted puede realizar para prevenir que las sombras reduzcan la eficiencia de su sistema fotovoltaico. Aplicando las siguientes recomendaciones usted será capaz de prevenir la prescencia de sombras.
Correcto dimensionamiento:
Previo a la instalación de su sistema fotovoltaico, es fundamental que acuda con empresas especialistas en fotovoltaica. Antes incluso de la compra, los técnicos tienen que realizar un estudio técnico de la zona. Esto incluye el análisis del climatológico. Calcular los fenómenos meteorológicos que son propios de esa ubicación y el impacto que estos pueden causar en los paneles solares.
Por ejemplo, si se trata de la parte Sierra del país, analizar si existen temporadas donde hay presencia de nieve. Si se trata de la zona Costa del país, estimar la cantidad de polvo e incluso la existencia de aves costeras pues sus deshechos pueden causar estragos en el panel solar. Una empresa especializada será capaz de brindarle un informe detallado incluyendo las recomendaciones en base a la zona de su instalación.
De igual forma, es importante determinar la ubicación exacta donde irán montados los paneles solares. En el etapa de dimensionamiento se realiza una primera diagramación de cómo quedará toda la instalación. En este se deberá detallar cuál será el espacio entre cada panel solar. Adicionalmente, se analiza que no exista obstrucciones cercanas a la ubicación de los paneles como viviendas, edificios, árboles, antenas parabólicas, etc.
Mantenimiento del sistema fotovoltaico:
La segunda operación que usted puede realizar es el mantenimiento o limpieza de todo el sistema de paneles fotovoltaicos. Después de la instalación de su sistema, es importante llevar a cabo limpiezas periódicas de la superficie de los módulos solares.
Este es un punto importante porque es uno de los mayores causantes de la disminución en la eficiencia de su sistema fotovoltaico. Es uno de los mayores motivos de queja porque a los meses de finalizado su proyecto observan que su sistema produce menos energía de la que se prometió. Presuponen que es un problema con el inversor, cuando la realiadad es que no han realizado una limpieza a los paneles o módulos solares.
El polvo acumulado puede actuar como una sombra que obstaculiza el paso de la irradiación solar. Por tal motivo, es importante que realice limpiezas esporádicas a todo su sistema. Puede vistar nuestro blog sobre la limpieza de paneles solares para obtener más información. Recuerde que la periodicidad dependerá de las condiciones climatológicas de su ubicación.
Conclusiones:
Si desea contar con una instalación altamente eficiente, nuestra recomendación es que acuda a empresas especialistas en fotovoltaica. Técnicos y ingenieros del sector se encargarán de dimensionar correctamente su instalación fotovoltaica. Examinarán cada detalle que influye en la eficiencia de todo su sistema fotovoltaico.
AutoSolar es una empresa que se destaca por su profesionalidad y excelente atención. Nuestra amplia trayectoria nos permite poner a su dispoisición todo el conocimiento acumulado en relación a la instalación y mantenimiento de sistemas fotovoltaicos. Puede comunicarse con nuestros asesores para obtener una cotización personalizada.