¿Cuál es el rendimiento de las placas solares?
Escoger el tipo de placa solar es una de las decisiones que debes considerar cuando decides montar una instalación fotovoltaica. Son muchos los elementos a tener en cuenta y en este artículo vamos a intentar ayudarte.
¿Qué se entiende por rendimiento de placas solares?
El rendimiento de una placa fotovoltaica es la cantidad de energía que es capaz de generar, según la irradiancia solar que recibe. Se mide en vatios/hora por metro cuadrado.
El aprovechamiento de la energía fotovoltaica adquiere cada día mayor auge y la innovación tecnológica es continua en este sector. El rendimiento de las placas solares ha aumentado considerablemente en los últimos años y, en algunos casos, supera ligeramente el 20 %.
¿De qué depende el rendimiento de las placas solares?
Son varios los factores que inciden en el rendimiento de las placas solares. Te los detallamos y explicamos a continuación:
- Tecnología de la placa fotovoltaica.
- Temperatura de la ubicación.
- Irradiación solar por zona geográfica.
- Orientación e inclinación de la instalación.
Tecnología de las placas solares
Los paneles fotovoltaicos están compuestos por células de silicio y, dependiendo del grado de pureza, se determina un mayor o menor rendimiento.
Los tres tipos de tecnología más usados en el mercado, por orden de rendimiento de más a menos, son:
- Placas fotovoltaicas monocristalinas. Están formadas por células de silicio monocristalino, es decir, parten de un único cristal de silicio. Son placas más oscuras, casi negras, y con las esquinas cortadas en forma de chaflán. Son las placas con mayor eficiencia y, aunque son más caras, también salen más rentables con el tiempo.
- Placas fotovoltaicas policristalinas. Las células fotovoltaicas que componen la placa proceden del corte de un bloque de silicio formado por muchos cristales pequeños que han solidificado lentamente en un crisol. Son placas de color azul y no tienen las esquinas en forma de chaflán. Su elaboración es menos costosa y su precio es menor que el de las placas monocristalinas, aunque su eficiencia y rendimiento disminuyen.
- Placas fotovoltaicas de tecnología amorfa. Se fabrican mediante la colocación de una fina capa de amorfo de silicio, que es la forma no cristalina de este elemento químico, sobre una superficie. Son las placas con peor eficiencia y se usan cada vez menos.
La eficiencia de la placa solar es un factor esencial para determinar su potencia. Los otros dos factores que inciden en ella son el tamaño y la irradiancia que reciba.
Las placas solares se clasifican por su potencia pico (Wp), esto es, la potencia eléctrica máxima que puede generar durante una hora, sometidas a una irradiancia constante e igual a 1 000 W/m2, según las Condiciones Estándar de Medida (STC).
En las especificaciones de cada modelo de placa fotovoltaica consta su potencial nominal de salida, entre 260, 340, 400 hasta 500 vatios pico (Wp), indicando la potencia máxima a la que llegaría en condiciones estándar.
Evidentemente, la potencia nominal y la que entrega a posteriori son distintas, ya que solo en las condiciones en que se prueban las placas en laboratorio se obtiene la potencia máxima.
Temperatura de la ubicación
Como hemos mencionado, la temperatura ideal de las placas solares es de 25oC. Las temperaturas elevadas reducen el rendimiento a razón de 1% por cada 2oC por encima de esos 25o. En la ficha técnica de la placa consta también el Coeficiente de Temperatura de Potencia, el cual indica la pérdida de potencia generada por cada grado que aumenta la temperatura idónea. Este coeficiente varía según el tipo de placa y su tecnología.
Irradiación solar por zona geográfica
España recibe una media de 2.500 horas de irradiación solar cada año. En función del clima y los fenómenos meteorológicos habituales de la zona donde esté situada la instalación fotovoltaica, se tendrá más o menos horas de sol.
Orientación e inclinación de la instalación
La orientación ideal en España es hacia el sur, que corresponde a las doce del mediodía (hora solar). Según la orientación y la inclinación de las placas solares, la instalación rendirá más o menos. Hay que tener muy en cuenta las sombras u otros obstáculos para determinar la orientación que genere más energía.
Respecto a la inclinación, en España varía entre los 20 y los 40o, en función de nuestra latitud. Cuanto más cerca se esté del ecuador, el ángulo debe ser menor, porque los rayos del sol caen más perpendiculares. En consecuencia, para las zonas del sur de España se aconseja un ángulo de 20 a 25o y en el norte se aproxima a los 40o.
Una mala orientación, inclinación o la existencia de sombras puede producir hasta un 20% de pérdida de capacidad de generación de energía.
¿Cómo se calcula el rendimiento de las placas fotovoltaicas?
Para poder calcular el rendimiento de una placa solar debes tener en cuenta los factores que hemos mencionado. Te lo explicamos con un ejemplo. La configuración de las placas fotovoltaicas suele ser la siguiente:
- Placas de 1,7 metros por 1,0 metros contienen 60 células fotovoltaicas.
- Placas de 2,0 metros por 1,0 metros contienen 72 células fotovoltaicas.
Según el fabricante, puede haber variaciones.
Se debe tener en cuenta:
- El tamaño de la placa.
- Su potencia.
- Las Condiciones Estándar de Medida (STC).
Imagina que tus placas fotovoltaicas miden 2 por 1 metros y cuentan con una potencia de 400 W. Calculemos los vatios que genera:
- Superficie del panel: 2 m2.
- Potencia del panel: 400 W.
- Irradiancia: 1.000 W/m2.
La fórmula a aplicar es la siguiente:
Potencia de salida de la placa / irradiancia STC x m2. Es decir:
- 400 W / (1000 W/m2 x 2 m2) = 0,20
Para calcularlo en porcentaje, lo multiplicamos por 100.
- 0,20 x 100 = 20 %
Recordemos que hay que considerar el resto de factores, como la orientación, la inclinación y la irradiación de la zona.
¿Cuáles son las placas solares con mayor rendimiento?
Antes hemos mencionado que los paneles que presentan un mejor rendimiento son los que están compuestos por células monocristalinas.
En los últimos años, se ha avanzado rápidamente en la investigación de las placas solares y una nueva tecnología, llamada PERC (Passivated Emitter and Rear Contact), se ha revelado como altamente eficiente.
Las células fotovoltaicas Mono PERC llevan incorporada una lámina en la cara posterior de la célula, hecho que permite una mayor captación de la luz solar, así como una mayor captación de electrones, generando más electricidad y mayor potencia.
Hasta ahora, parte de la luz solar era absorbida por la cara posterior de la célula fotovoltaica y se desperdiciaba. La célula PERC incorpora una capa aislante especial entre el silicio y la capa de aluminio de la cara posterior, lo que hace posible recuperar y aprovechar esa energía.
La mayoría de fabricantes incorporan variaciones de esta tecnología en sus placas solares para alcanzar un alto rendimiento.
En el mercado encontrarás muchas marcas y modelos distintos de placas fotovoltaicas. Déjate asesorar por profesionales y ten muy en cuenta cada uno de los factores que hemos mencionado para aplicarlos a tu caso en concreto, según tu consumo y el espacio disponible.
