En este punto, es seguro asumir que todos saben que los productos que compran nunca hacen justicia a las cualidades o cantidades anunciadas. Ya sea la bolsa de patatas fritas que tiene más aire que las patatas fritas o un coche que simplemente no alcanza el kilometraje que afirma el fabricante. Estamos acostumbrados a que las cosas funcionen por debajo de las expectativas y tampoco nos importa.

Por el contrario, los paneles solares suelen estar excluidos de estas desventajas. La mayoría de los consumidores realizan una compra de energía solar esperando que sus paneles produzcan tantos vatios como indica su etiqueta, al menos en las mejores condiciones.

Desafortunadamente, los paneles solares no se diferencian de cualquier otro producto de consumo en este sentido. De hecho, no se sorprenda en absoluto si encuentra que la salida de su panel está muy por debajo de su capacidad nominal, incluso en los días más brillantes y soleados, cuando están relucientes.

He aquí por qué sucede esto.

¿Qué puede esperar de manera realista de sus paneles solares?

Entonces, ese panel solar de 300 vatios que ha estado investigando probablemente no proporcione 300 vatios de potencia. Pero, ¿cuál es exactamente su límite superior realista aquí? La respuesta depende de algunos factores clave.

En primer lugar, la potencia nominal de un panel solar se decide mediante rigurosas pruebas de laboratorio. Estas pruebas se realizan en perfectas condiciones, sin polvo, nubes ni ningún otro contaminante, con la luz brillando directamente sobre los paneles en un ángulo perfecto de 90 grados. Hemos cubierto esto con mayor detalle en nuestra publicación sobre calidad de los paneles solares.

A primera vista, estas pruebas pueden parecer engañosas, ya que las condiciones ideales son raras, si no imposibles. Pero el objetivo de una prueba de producción solar es determinar la potencia absoluta que puede producir un panel, que es una cifra importante.

Entonces, ¿cuánto de este poder puedes realmente esperar cosechar? Los paneles solares normalmente alcanzan sólo alrededor 80% de su capacidad máxima nominal, pero puede caer más bajo. Varios factores contribuyen a tales pérdidas.

¿Qué causa las pérdidas del sistema de energía solar?

Las pérdidas de energía utilizable comienzan a ocurrir cuando la luz incide sobre un panel solar. A los efectos de este artículo, ignoraremos la pérdida de energía debido a factores ambientales como nubes, sombra, polvo, etc. y nos centraremos en las pérdidas inherentes a un sistema de energía solar debido a sus limitaciones físicas. Aquí hay un resumen de cómo sucede en cada nivel:

Pérdidas por desajuste

También conocido como "efecto de desajuste", las pérdidas de energía se producen si las células solares de un conjunto tienen propiedades diferentes, lo que da como resultado voltajes inconsistentes. Los desajustes pueden provocar graves pérdidas de energía, ya que todo el sistema utiliza de forma predeterminada la salida de la célula solar de menor rendimiento.

Además de la baja potencia de salida, el exceso de electricidad atrapado en el circuito eléctrico del módulo solar se convierte en calor que puede dañar aún más los módulos solares. Las pérdidas por desajuste pueden provocar una pérdida de potencia de alrededor del 2 %.

Pérdida de temperatura

Las células solares funcionan mejor por debajo de los 25 grados centígrados, que es también la temperatura a la que se prueban. El problema aquí es que estas cifras se refieren a la temperatura de las celdas y no a la del aire ambiente que rodea los paneles. Por lo tanto, los paneles en sí pueden calentarse mucho más de 25 grados incluso si la temperatura ambiente es fresca y ventosa de 20 grados.

La producción de energía de un panel solar puede disminuir drásticamente cuando la temperatura supera los 25 grados. La pérdida de energía debido al calor se mide como "Pmax", que nos dice cuánto cae la producción de electricidad de un panel solar por grado de aumento de temperatura. Por ejemplo, si la Pmax de un panel solar es -0,45%, entonces esa es la cantidad de electricidad que perdemos por cada grado centígrado.

La temperatura representa la mayoría de las pérdidas de producción de un panel solar y puede variar desde 10% hasta 25% en condiciones de mucho calor. Dado que la temperatura media en la mayoría de las ciudades australianas puede alcanzar más de 30 grados centígrados durante los meses de verano, cuando tenemos más luz solar, los paneles solares también experimentarán la mayor pérdida de energía aquí.

Degradación inducida por la luz (LID)

La LID suele ocurrir durante los primeros días después de una instalación solar y provoca una pérdida de energía debido a la acumulación de compuestos de boro y oxígeno en la base de silicio de la célula solar. Algunas células solares están más predispuestas a sufrir LID que otras. cuentas LID para 0,5% a 1,5% de pérdida de potencia en sistemas fotovoltaicos.

Las células solares monocristalinas de tipo P tienen un mayor contenido de oxígeno, están dopadas con boro y aceptan electrones, lo que las hace más susceptibles a la LID.

Las células solares multicristalinas no son tan eficientes como las monocristalinas, sin embargo, tienen menos oxígeno, lo que las hace resistentes a la LID. De manera similar, las obleas de silicio tipo N están dopadas con sustancias químicas que liberan electrones y las hacen impermeables al LID.

Pérdidas de cables y cableado.

Los paneles solares son una colección de células fotovoltaicas apiladas en una matriz. Estos conjuntos se alimentan de un cable que va desde el panel hasta el inversor. Dado que ningún cable es completamente eficiente, parte de la energía que fluye a través de él se pierde en forma de calor.

Para la mayoría de los sistemas de energía solar, la degradación de la energía relacionada con los cables representa alrededor del 2% de la pérdida total del sistema, que puede reducirse al 1% usando cables más gruesos o colocando el sistema de manera que requiera cables más cortos para llegar al inversor.

Pérdida de CC a CA

Los paneles solares producen corriente continua que los electrodomésticos no pueden utilizar. Luego, un inversor solar convierte esa energía de CC en electricidad de CA utilizable que se alimenta al circuito eléctrico de su hogar y a la red.

Dado que los inversores solares existen 93% – 96% eficientes, una parte de la energía CC que se les suministra se perderá en forma de calor. La cantidad exacta de electricidad perdida dependerá de la marca de su inversor y de si es sobredimensionado o no.

Los inversores de gran tamaño (o inversores que están clasificados para una producción mayor que la producción total del sistema de energía solar) son más eficientes que aquellos que se adaptan a la salida de su panel.

Recorte del inversor

La saturación del inversor ocurre cuando la entrada de energía CC de los paneles es mayor que su capacidad nominal. En tal caso, el inversor “recorta” o reduce la potencia total para igualar su propia capacidad, provocando una pérdida de energía.

¿Cómo puede maximizar la producción de su sistema de energía solar?

Las razones de la pérdida de energía que hemos discutido anteriormente son en su mayoría inevitables, debido a la física. Sin embargo, también podemos reducir esas pérdidas diseñando sistemas de energía solar eficientes.

Por ejemplo, seleccionar paneles solares con potencial LID bajo o nulo, usar alambres y cables suficientemente gruesos, dimensionar estratégicamente el inversor para mitigar el recorte y colocar los paneles solares de manera que reciban la mayor cantidad de luz solar directa posible puede ayudar a aumentar la producción del sistema.