¿Pueden los paneles solares calentarse demasiado?
Mucha gente cree erróneamente que un clima cálido es ideal para los paneles solares, pero no es así. Los paneles solares pueden sobrecalentarse. Las altas temperaturas ambientales no son ideales para el funcionamiento normal de los paneles solares. Las altas temperaturas reducen el voltaje de los paneles solares, lo que reduce la potencia y provoca pérdidas térmicas. En climas cálidos, se debe tener mucho cuidado para garantizar que los paneles solares tengan amplia circulación de aire para evitar el sobrecalentamiento, lo que puede reducir el rendimiento.
¿Qué tan calientes son los paneles solares?
Las temperaturas de los paneles solares varían dependiendo de la temperatura exterior. Los paneles solares se prueban a 25°C. En pleno verano, los paneles pueden alcanzar temperaturas de hasta 65°C. Esto es comparable al interior de un automóvil después de haber estado expuesto al sol durante horas.
Los paneles solares están formados por células fotovoltaicas de silicio protegidas por una placa de vidrio y fijadas con una estructura metálica. Para entender qué tan calientes pueden llegar a ser estos paneles, considere un automóvil estacionado bajo la luz solar directa todo el día.
Aunque el cristal y el metal de los coches son extremadamente calientes al tacto, es poco probable que una persona pueda sufrir quemaduras graves al tocar una ventana caliente, y lo mismo puede decirse de un panel solar.
¿Qué tan caliente es demasiado para los paneles solares?
Los paneles solares absorben la luz solar y la convierten en energía, pero no toda la luz solar absorbida se convertirá en electricidad. Parte de la luz solar absorbida se convierte en calor.
Los paneles solares funcionan al máximo mientras las temperaturas varían entre 15 y 35 °C. Dado que los paneles solares se fabrican para funcionar de manera más eficiente entre 15 y 35 °C, cualquier temperatura por encima de los límites superiores provocará una caída en el rendimiento.
Un panel solar caliente perderá grandes cantidades de energía y no funcionará de manera eficiente. Es importante tener en cuenta que sería prácticamente imposible que se produjeran daños graves en un panel solar debido únicamente a las altas temperaturas.
factor de calor
Cuando pensamos en el sol solemos pensar en dos factores principales: el calor y la luz. Estos factores influyen mucho cuando se trata de diseñar e instalar un conjunto de paneles solares diseñado para aprovechar la energía solar de la manera más eficiente posible.
El componente luminoso de la luz solar es esencialmente lo que un panel flexible está diseñado para capturar y utilizar para producir electricidad. Mientras tanto, el elemento calefactor del sol puede resultar perjudicial para este proceso.
Si el módulo de paneles solares está demasiado cerca del tejado, entonces no hay suficiente flujo de aire detrás de él, lo que también provoca valores de temperatura más altos, más pérdidas de energía e incluso reducciones en los valores de voltaje.
factor de flujo de aire
Pensemos en un típico panel solar que se sitúa encima del techo de la caravana. Para evitar que el calor reduzca la eficiencia del sistema de paneles solares, el conjunto de paneles debe tener un buen flujo de aire entre él y el techo del vehículo recreativo.
También es importante que cualquier sistema de paneles solares tenga un buen flujo de aire para reducir la exposición a la humedad causada por la humedad. La humedad y las corrientes eléctricas no son una buena combinación, pero además de ser un peligro para la seguridad, la humedad en su sistema solar puede causar estragos en su eficiencia.
La circulación de aire detrás del módulo del panel solar es necesaria para mantener el módulo fresco y también reducir las pérdidas térmicas.
El efecto de la temperatura en la eficiencia de los paneles solares.
Al igual que con cualquier otro equipo electrónico, el rendimiento de los paneles solares disminuye a medida que se calientan: las leyes de la termodinámica nos dicen que a medida que aumenta el calor, la producción de energía disminuye, y esto se aplica a los paneles solares.
Por lo tanto, temperaturas más altas siempre significarán menos producción de células de paneles solares flexibles, y los fabricantes de paneles cuantifican esta pérdida en un “coeficiente de temperatura”, que varía de un modelo a otro.
Los fabricantes evalúan la susceptibilidad a la temperatura de sus productos mediante un coeficiente de temperatura, expresado como porcentaje por grado Celsius.
Es una práctica estándar probar la producción de energía de los paneles solares a 25°C. Entonces, si un panel tiene un coeficiente de temperatura de -0,50% por °C, la potencia de salida de ese panel disminuirá medio punto porcentual por cada grado que la temperatura aumente en aproximadamente 25 °C.
La mayoría de los paneles solares están construidos para soportar temperaturas de hasta 65°C. En ese momento, la eficiencia de la célula solar comenzará a disminuir significativamente y probablemente ya no retendrá calor. Si tocara estos paneles a esta temperatura o más, podría quemarse ligeramente la piel. Además, la eficiencia energética disminuye aproximadamente un 60%.
¿Cómo funcionan los paneles solares en climas cálidos?
Aprendimos que los paneles solares utilizan la radiación solar para generar electricidad, pero esta fuente de energía tiene dos componentes: luz y calor. Los paneles solares utilizan las partículas de luz entrantes como principal fuente de energía para transformarse en electricidad, sin embargo el componente térmico no se utiliza para generar electricidad.
El calor generalmente se asocia con altas temperaturas y alta humedad relativa. Como se ha comentado anteriormente, las altas temperaturas tienen un efecto negativo en el rendimiento de los paneles solares. Los valores elevados de humedad relativa tampoco son buenos para los sistemas fotovoltaicos porque pueden provocar otros problemas como la presencia de humedad, delaminación, corrientes de fuga, degradación de los módulos y reducción de los valores de corriente.
Además, si instalamos paneles solares en un tejado inclinado, también surge otro problema en climas cálidos. La circulación de aire detrás del módulo es necesaria para mantenerlo fresco y también para reducir las pérdidas térmicas.
Si el módulo está demasiado cerca del techo, entonces no hay suficiente flujo de aire detrás de él, lo que también provoca valores de temperatura más altos, más pérdidas de energía y también reducciones en los valores de voltaje. Los sistemas de montaje en tierra no tienen este problema porque el aire fluye libremente detrás del módulo.
En otras palabras, los paneles solares pueden sobrecalentarse. Si su panel solar se sobrecalienta, esto significará una reducción en la eficiencia y el rendimiento del módulo. Dicho esto, no significa que el módulo se dañará por el exceso de calor.
Dependiendo de la aplicación para la que se utilice la tecnología solar, los efectos del sobrecalentamiento pueden ser mayores o menores. Si tiene la intención de utilizar tecnología solar para alimentar algunas linternas LED solares para acampar o un abridor de puerta corrediza solar que sirve para aplicaciones muy pequeñas, se pueden ignorar los efectos del sobrecalentamiento. Sin embargo, en los sistemas fotovoltaicos a escala residencial y comercial, los efectos del sobrecalentamiento de los paneles solares pueden ser considerables.
Los paneles solares se prueban bajo pruebas de calor húmedo, que someten al módulo a 1.000 horas de valores de temperatura de hasta 85°C con un 85% de humedad relativa. Para que un módulo esté disponible comercialmente, debe pasar esta prueba y también la prueba de ciclo térmico, que incluye 200 ciclos de cambios de temperatura entre -40°C y 85°C. Como puede imaginar, si el panel solar pudiera superar esto, es poco probable que se dañe con los valores de temperatura disponibles en su ubicación.