¿Cómo se calcula la eficiencia de un panel fotovoltaico?

Instalar paneles solares es una excelente manera de ahorrar energía y reducir sus facturas. Sin embargo, es importante comprender las diferencias en la fabricación de paneles solares para elegir los paneles solares más eficientes para su instalación comercial o residencial. Cuando esté considerando la energía solar para su hogar, querrá aprovechar al máximo su inversión. Pero, ¿qué paneles solares producen más energía? La respuesta depende de una serie de factores, incluido el tamaño del panel, la eficiencia con la que el panel convierte la luz solar en electricidad, la cantidad de luz solar que recibe el panel, la orientación del panel en relación con el sol y muchas otras variables.

Cómo se determina la eficiencia en los paneles solares

La eficiencia de los paneles solares está determinada por la cantidad de luz solar reflejada en la superficie de los paneles, que luego se transforma en energía eléctrica o térmica. Anteriormente, la eficiencia media de los paneles solares rondaba el 15%, pero gracias a los avances en el campo de la tecnología fotovoltaica, la eficiencia ahora supera el 20%. Como resultado, 370W es la potencia nominal de un panel, una mejora con respecto a los 250W.

Hay dos factores que ayudan a determinar la eficiencia de los paneles solares: la eficiencia de las células fotovoltaicas (PV) y la eficiencia total de los paneles. La eficiencia de la célula fotovoltaica es el resultado del diseño de la célula y del tipo de silicio, mientras que el diseño y configuración de la célula junto con las dimensiones del panel son la base de la eficiencia total del panel. La eficiencia total del panel está determinada por la potencia nominal máxima en condiciones de prueba estándar dividida por el área total de los paneles (en metros).

Hay una serie de cosas que pueden afectar la eficiencia, como la temperatura, el tipo de celda y el nivel de irradiancia, que es la velocidad a la que la luz solar llega a los paneles. El color de la lámina posterior que protege los paneles también puede afectar la eficiencia. Por ejemplo, aunque el negro puede parecer más atractivo para una lámina protectora negra, el color absorbe más calor. Esto da como resultado temperaturas más altas y por lo tanto una reducción en la eficiencia de conversión total, por lo que otros colores como el azul oscuro, el verde o incluso los estampados pueden ser una mejor opción para sus paneles solares.

Condiciones de prueba estándar para paneles.

La medida básica de la producción de energía de los paneles solares se calcula probando los paneles en condiciones promedio, conocidas como Condiciones de Prueba Estándar (STC). STC mide la producción de energía de los paneles solares utilizando condiciones comunes de exposición a la luz, orientación del panel y temperatura. Según STC, un panel de 250 vatios produce 250 vatios de electricidad cuando la luz solar (o “irradiación solar”) en el panel es de 1000 vatios por metro cuadrado y el panel funciona a 25°C. Todos los fabricantes deben producir paneles que cumplan o superen la clasificación STC anunciada.

La eficiencia de los paneles solares es otro factor que influye en la cantidad de energía que producirá un panel en particular. La eficiencia de un panel se refiere a la capacidad del panel para convertir la luz solar en energía utilizable. En un panel con una eficiencia del 20 por ciento, por ejemplo, el 20 por ciento de toda la luz que incide sobre él se traducirá en electricidad. Un panel con un índice de eficiencia más alto convierte más luz solar en energía. La mayoría de los paneles solares tienen un índice de eficiencia de entre el 15 y el 18 por ciento.

Para calcular la eficiencia de su panel, multiplique la cantidad de luz solar que incide sobre la superficie de la Tierra en su área (conocida como “flujo de radiación incidente”) por el área de su panel (medida en metros cuadrados). Divida la potencia máxima de su panel por este número, luego multiplíquelo por 100 por ciento para obtener una calificación de eficiencia.

Por ejemplo, si su casa recibe 1000 vatios por metro cuadrado de luz solar (la cantidad de luz solar que se recibe durante las pruebas STC) y su panel mide 2 metros cuadrados, terminará con 2000 vatios. Si se anuncia que su panel produce 400 vatios, terminará con un índice de eficiencia del 20 por ciento (400 dividido por 2000 es 0,2 y 0,2 veces 100 por ciento equivale a 20 por ciento).

Sin embargo, las condiciones del mundo real son generalmente diferentes a las del STC, por lo que un panel típico rara vez produce el rendimiento máximo anunciado. La temperatura del panel solar, por ejemplo, rara vez es constante de 25°C (la temperatura utilizada para determinar los valores STC). La mayoría de los paneles solares están 20°C más calientes que la temperatura ambiente. En otras palabras, si la temperatura exterior es de 20°C, la temperatura del panel solar probablemente rondará los 40°C.

Paneles estándar vs premium

Es importante considerar los índices de eficiencia al colocar paneles solares. Lo ideal es conseguir paneles solares de alta eficiencia y colocarlos en un lugar muy soleado. Sin embargo, si coloca sus paneles en un área muy soleada, es posible que pueda instalar paneles que solo tengan una calificación de eficiencia media o relativamente baja, ya que obtendrán la mayor exposición. Sin embargo, si va a instalar paneles en un lugar menos soleado, le recomendamos invertir en paneles con un índice de eficiencia más alto para poder maximizar la cantidad de energía que obtiene, especialmente si el espacio en el techo es limitado.

Otro problema que afecta la producción de su panel solar es su tasa de degradación. Con el tiempo, los paneles solares producen menos energía. La velocidad a la que disminuyen su capacidad para producir energía se conoce como tasa de degradación.

Degradación, tiempo y producción.

Dado que cada fabricante de paneles solares produce sus paneles de manera ligeramente diferente, cada panel tiene una tasa de degradación ligeramente diferente. El Laboratorio Nacional de Energía Renovable encontró en un estudio de 2012 que la producción de paneles solares disminuye alrededor de un 0,8 por ciento anual en promedio. En otras palabras, después de 1 año, su panel solar producirá el 99,2 por ciento de la energía que producía cuando era nuevo; después de 10 años producirá el 92 por ciento de la energía que producía cuando era nuevo; etcétera. Los paneles solares más caros probablemente sufrirán mucha menos degradación. Algunos incluso cuentan con tasas de degradación cercanas al 0,3%.

Las condiciones en las que se coloca el panel solar también afectan la producción de energía. Cuanta más luz reciban tus paneles, más energía podrán producir. Si sus paneles solares se colocan en un área sombreada por árboles altos u otros edificios, no producirán energía en todo su potencial. Las investigaciones sugieren que entre un 20 y un 30 por ciento de sombra puede provocar una reducción de entre un 30 y un 40 por ciento en la producción de energía. Por la misma razón, si sus paneles solares están sucios, polvorientos o cubiertos de nieve, hojas u otros desechos, no producirán tanta energía cuando se limpien.

 

Uno de los otros componentes principales del panel solar que afecta la producción de energía es el inversor. El inversor convierte la electricidad de CC en electricidad de CA (del tipo que se usa en casa). La eficiencia de su inversor afecta la cantidad de esta energía de CC que se traduce en electricidad de CA. Los llamados inversores sin transformador son la variedad más eficiente. Pero los nuevos microinversores y optimizadores de energía, que se conectan a múltiples paneles solares en lugar de a todo el conjunto, maximizan la energía por panel, lo que los convierte en una mejor opción en conjuntos de paneles múltiples más grandes.