Rendimiento de las placas solares: Cómo maximizarlo

Cada vez son más viviendas las que deciden dar el salto hacia una instalación de placas solares en sus hogares. Te contamos todos los factores necesarios que debes conocer para conseguir el máximo rendimiento en tu instalación fotovoltaica.

Los paneles solares ya no son un concepto que nos suene extraño o nos sea desconocido. Cada vez existen más viviendas que se decantan por una energía limpia y renovable como es la energía solar, siendo ahora más accesible para la ciudadanía española.

Eso sí, cuando finalmente, hemos tomado la decisión de realizar una instalación fotovoltaica en nuestro tejado, debemos saber que existen numerosos factores que afectarán al rendimiento de las placas solares.

Pero, ¿qué es y en qué consiste el rendimiento de los sistemas fotovoltaicos? El rendimiento es un aspecto muy importante que influirá en la producción de energía y que hace referencia a la capacidad del panel solar para transformar la energía procedente del sol en energía eléctrica apta para el consumo doméstico, es decir, cuanto mayor sea el porcentaje de rendimiento, la energía producida también experimentará un incremento.

En los últimos años, la media de la eficiencia de convertir la energía solar en eléctrica ha llegado a percibir un aumento de hasta el 20%. Las placas solares fotovoltaicas no poseen el mismo rendimiento en todos los casos y las variaciones se efectuarán en base a diferentes factores como los materiales de los módulos, su orientación o el clima.

En el siguiente artículo, queremos explicarte cómo conseguir el máximo rendimiento de las placas solares para tu vivienda.

Factores que influyen en el rendimiento

Está claro que el rendimiento de placas solares es un factor muy relevante puesto que dependerá de ello la energía disponible para consumir en nuestro hogar. Son múltiples factores que harán que esta variable aumente o disminuya y que deberás tener en cuenta antes de iniciar cualquier proceso de instalación de autoconsumo fotovoltaico.

A continuación, enumeramos y explicamos los factores que influyen en el rendimiento de placas fotovoltaicas para obtener su máximo potencial:

• Materiales de la instalación fotovoltaica
• Temperatura y clima
• Irradiación solar y ubicación geográfica
• Orientación e inclinación
• Estacionalidad
• Sombras

Los materiales

La energía producida por los paneles solares dependerá de los materiales que los componen, siendo más rentables cuanto mayor sea la calidad del elemento. Pero no solo son importantes las piezas presentes en los módulos, si no el resto de componentes que intervienen en la instalación del sistema fotovoltaico como el inversor, el cableado y batería en el caso de disponer de ella para desconectarse por completo de la red eléctrica. El rendimiento podría sufrir una reducción del 20% si no estamos empleando los elementos adecuados. Por este motivo, es conveniente escoger la máxima calidad de los materiales para alargar el proceso de vida de los paneles, consiguiendo el máximo rendimiento y evitando fallos posteriores que puedan surgir en el sistema. En Otovo, trabajamos con marcas como JA Solar, SunPower y FuturaSun que ofrecen placas solares fotovoltaicas de alto rendimiento y calidad reconocida.

Elegir al fabricante más adecuado para realizar la instalación de placas solares en nuestra vivienda no es fácil. Requiere tiempo y no siempre disponemos del suficiente para realizar la labor de investigación. Por ello, en Otovo queremos ayudarte en el proceso de principio a fin, ofreciendo todas las facilidades y asignando el mejor instalador que se adapte a tus necesidades y ofreciendo el precio más competitivo del mercado.

La temperatura y el clima

El rendimiento también se ve afectado por la temperatura y el clima de la zona geográfica donde se encuentre la instalación solar.

Las placas solares se han creado para conseguir la máxima energía posible procedente del sol, pero esto no quiere decir que su exposición a temperaturas muy altas sean favorables para el sistema. Durante todos estos años, se ha creado un gran mito en torno a la temperatura perfecta que deben recibir los paneles solares y el clima más adecuado para ellos. Este mito erróneo que se ha instaurado, afirma que el panel funciona mejor a temperaturas más altas y que no son factibles ante climas nublados. Por tanto, es hora de desmontarlo y saber que las temperaturas muy elevadas reducen el rendimiento.

De hecho, la temperatura perfecta de los paneles solares se estima en los 25ºC, por tanto, el máximo rendimiento se obtiene en climas templados. A medida que aumenta el calor percibido en la superficie de los módulos, este puede disminuir. Generalmente, hablamos de un descenso de la productividad de un 1% por cada 2ºC que aumenta la temperatura, no siendo un dato muy perjudicial para el sistema fotovoltaico.

Otro concepto erróneo que tendemos a generalizar es que los climas adversos no son propicios para la instalación de placas solares fotovoltaicas. Debemos saber que el avance tecnológico producido en el sector de la energía solar ha sido brutal, generando paneles solares de gran calidad que puede resistir perfectamente ante situaciones meteorológicas adversas. De hecho, la lluvia o la nieve pueden ser beneficiosas.

Eso sí, debemos tener cuidado con las zonas donde el viento es muy fuerte puesto que la fuerza ejercida sobre la superficie de las placas solares puede ocasionar desperfectos. La forma aplanada de los paneles solares para obtener más radiación solar, les hace más vulnerables a la acción del viento, llegando a provocar en ocasiones el “efecto vela” en los captadores o colectores, ejerciendo una fuerza de tracción sobre los anclajes que puede ocasionar problemas. Por ello, es necesario contar con materiales de gran calidad y con anclajes adecuados resistentes a fenómenos meteorológicos adversos.

Es por ello que la selección de una empresa instaladora profesional es crítico: el incentivo por facturar hace que algunas empresas se decanten por ubicaciones, tamaños de instalación u orientaciones no ya subóptimas, sino peligrosas ante elementos climáticos, por lo que un asesoramiento profesional en la instalación es extremadamente importante.

Por otro lado, el clima gana una mayor importancia en cuanto a la influencia que ejerce en el rendimiento de las placas solares fotovoltaicas. ¿Por qué? Porque es el factor que nos muestra la producción de energía que generan las placas solares en el año.  

Existe un concepto equivocado y generalizado sobre el rendimiento de estos sistemas en días nublados. Es cierto que la radiación directa que proviene directamente del sol va a tener un efecto más positivo, pero también funciona con la radiación difusa debido a que los rayos de luz solar atraviesa las nubes y llegan a la superficie de las placas solares. En este tipo de clima, puede rendir entre un 10%-25% y si nos ponemos en el peor de la situaciones donde hay días más nublados de lo normal, el rendimiento todavía se percibe llegando hasta un 15%.

Si hacemos referencia a otro efecto meteorológico como la nieve, tampoco debemos preocuparnos porque refleja la luz del sol, mejorando el rendimiento del sistema fotovoltaico.

De todos modos, la mayoría de fabricantes incluyen en la ficha técnica de producto de las placas solares el Coeficiente de Temperatura de Potencia. Este coeficiente hace referencia a la pérdida de potencia generada por cada grado que aumenta por encima de la temperatura ideal de los paneles solares (25ºC). Actualmente, se produce una pérdida situada entre los 0,30%-0,40%. Cuanto más bajo sea este porcentaje, mejor será el rendimiento del panel puesto que la pérdida habrá sido prácticamente imperceptible.

El Coeficiente de Temperatura de Potencia varía según el tipo de panel y las prestaciones tecnológicas más avanzadas que tenga. En el siguiente cuadro, te mostramos las pérdidas que se pueden generar anualmente en cada uno de ellos:

Finalmente, podemos afirmar que el mayor rendimiento lo obtenemos a una temperatura de 25ºC y no con temperaturas muy altas porque la importancia reside en el número de horas de sol anuales que reciba la zona geográfica donde hemos instalado nuestro sistema de autoconsumo fotovoltaico.

La irradiación solar y la ubicación geográfica

Bien es sabido que el tiempo de España es muy favorable para la instalación de placas solares. El número de horas de luz solar recibidas al año se mantiene en las primeras posiciones en el continente europeo, repercutiendo positivamente en la irradiación solar. Concretamente, hablamos de unas 2.000-3.000 horas de luz recibidas al año en el territorio español.

Esta irradiación solar se verá afectada por la inclinación, sombras y clima de la zona geográfica.

Tal y como hemos comentado, el clima influirá en la irradiación solar, es decir, los fenómenos meteorológicos hará que llegue más o menos radiación a la superficie. Podemos diferenciar tres tipos de radiación:

• Radiación directa. Proviene directamente del sol y dependerá de las nubes que se produzcan y del momento del año en el que nos situemos.
• Radiación difusa. Proviene de la atmósfera y hace referencia al reflejo que produce sobre las nubes. Cuando no existe apenas presencia de nubosidad, la radiación solar generada puede alcanzar hasta un 15% del total.
• Radiación reflejada. Este tipo de radiación se produce por la radiación rebotada o reflejada procedente de la superficie. Únicamente reciben este tipo de radiación las viviendas situadas de forma perpendicular a la superficie terrestre.
  

Teniendo en cuenta los diferentes parámetros, cada zona geográfica del país recibirá más o menos cantidad de radiación solar, influyendo directamente en el rendimiento de los paneles solares.

La orientación y la inclinación

Con la intención de conseguir el máximo rendimiento de una instalación fotovoltaica, deberemos tener en cuenta la orientación e inclinación de las placas solares.

La orientación al sur de las placas solares es la más recomendada en cualquier tipo de vivienda y podrá determinarse en función de la hora del día.

Y, ¿por qué? Cuando orientamos los paneles solares al sur, los rayos perpendiculares que se reflejan en la superficie permiten un incremento de su productividad y, por tanto, aumentan también la rentabilidad del sistema fotovoltaico, aprovechando mucho más la luz procedente del sol.

En el caso de las viviendas que están orientadas al este, solo recibirán sol en las horas más tempranas cercanas a la mañana. Sin embargo, las últimas horas del día están asociadas a la generación de energía de los paneles solares situados en el ala oeste. En ambos casos, la generación de energía será inferior que en las viviendas situadas al sur.

Una solución muy común, para compensar este hecho, es, en las viviendas que lo permiten, instalar paneles tanto al este como al oeste, replicando así en gran medida la producción de una orientación sur.

La inclinación incluso es un factor que influye aún más en el rendimiento de placas solares fotovoltaicas. Los tejados de las viviendas que se encuentren en el mismo paralelo que Madrid tendrán un ángulo de inclinación de 30º. Este ángulo se verá incrementando en las zonas de del norte de España inclinándose hasta los 40º, en cambio, en las zona del sur del país se reducirá el ángulo.

De todos modos, las pequeñas variaciones en la orientación no generan un descenso drástico del rendimiento de placas solares, puesto que producirán pérdidas entre el 1% y el 3% que apenas serán significativas.

El mantenimiento

Los paneles solares pueden sufrir deterioro debido a fenómenos meteorológicos como granizo o viento, contaminación o suciedad, disminuyendo el rendimiento de las placas solares en un 15%. Por este motivo, el mantenimiento es otro de los puntos claves para el rendimiento de las placas solares.

Mantener las placas solares limpias y en buen estado no requiere una inversión de tiempo considerable y el coste es muy reducido ya que están compuestas, principalmente, por silicio. Este material resistente permite que el panel solar mantenga sus estándares de calidad a pesar de los climas adversos que puedan sufrir. Así, conseguiremos alargar la vida útil del sistema fotovoltaico y nos permitirá generar mayor producción de energía solar.

El mantenimiento de las placas solares incluye dos aspectos a realizar: la limpieza de dichos módulos y el reemplazo de piezas del sistema que se encuentren en mal estado o presenten algún fallo.

La limpieza es un proceso muy sencillo en el que tan solo necesitaremos agua y una esponja para quitar la suciedad de la superficie. Con tan solo 3 o 4 limpiezas al año, será suficiente y está al alcance de cualquier persona.

Debemos considerar también que hay fenómenos meteorológicos que ayudan al mantenimiento de los paneles solares. Así sucede con la lluvia, permitiendo limpiar la superficie de polvo y suciedad, repercutiendo positivamente en el rendimiento de la instalación fotovoltaica.

La estacionalidad: El rendimiento de las placas solares en invierno

No podemos negar que en la estación de verano las placas solares perciben mayor cantidad de luz solar, generando mayor producción de energía. Pero esto no quiere decir que una instalación fotovoltaica no sea rentable en invierno. Es cierto que la estacionalidad es otro factor a tener en cuenta en los sistemas de autoconsumo solar, pero no debemos preocuparnos por su rendimiento.

¿Cuál es el motivo? Que las placas solares fotovoltaicas capturan energía procedente de la luz solar y no se basa en el calor recibido. Como hemos visto la temperatura perfecta se da en climas templados que mantienen los 25ºC.

El rendimiento de los paneles solares en invierno se reduce debido al menor número de horas de sol recibidas diarias porque los días son significativamente más cortos y entonces generará una cantidad de energía inferior. La posición del sol también sufrirá variaciones, impactando de una manera menos directa en los paneles solares.

Por último, las condiciones atmosféricas podrán influir en casos extremos, pero ya hemos visto anteriormente que la lluvia o la nieve no suponen efectos negativos para la generación de energía solar. Cuanto mayor sea la calidad del sistema solar, menor impacto negativo podrá generar.

No obstante, el rendimiento no se verá apenas afectado en invierno y generará más energía en la estación de verano debido al número de horas de luz solar que puede llegar a conseguir, sobre todo, en España donde disponemos de una gran cantidad de horas de sol durante todo el año.

Las sombras

Las sombras es un aspecto básico e importante que afectará en gran medida al rendimiento de las placas solares y que debemos tener en cuenta en cualquier instalación fotovoltaica.

Debemos evitar las sombras a toda costa porque tendrán un impacto negativo en los paneles solares, aunque en ocasiones sea difícil en determinadas viviendas donde la disponibilidad del espacio es bastante reducida. Considerando una sombra reducida en nuestros tejados, la potencia puede sufrir una reducción de hasta el 30%.

En conclusión, es muy importante evitar las sombras lo máximo posible. Si la situación de nuestro espacio físico no nos lo permite, es recomendable utilizar tecnologías que permitan mantener el rendimiento de las placas solares.

Las pérdidas del sistema

Las pérdidas generadas en una instalación fotovoltaica también deberemos tenerlas en cuenta a la hora de evaluar el rendimiento de un sistema. Se puede llegar a producir un 20% de pérdidas del sistema provocadas por una mala orientación e inclinación de los paneles solares o por la instalación de autoconsumo fotovoltaica donde la sombra está siendo un factor bastante perjudicial.

Además, el Código de Edificación permite variaciones en los porcentajes de pérdidas del sistema dependiendo de la instalación y la función que se le vaya a dar a los colectores solares.

No obstante, esta pérdida se verá reducida en gran medida si tenemos en cuenta los factores anteriormente enumerados y explicados que jugarán un papel importante en el rendimiento de placas solares.

Mejora del rendimiento de las placas solares a través de microinversores

El rendimiento del sistema también se verá incrementado o disminuido en función del tipo de inversor que se encuentre en la instalación. Si estamos hablando de un inversor string o en cadena, los paneles se conectan en serie, por tanto, si uno de los módulos se ve afectado por las sombras, repercutirá inmediatamente en el rendimiento total del sistema fotovoltaico. En estos casos, será conveniente utilizar otro tipo de tecnología más avanzada, como los optimizadores de potencia o microinversores.

Los microinversores son una opción acertada puesto que estos controlan cada panel individualmente y de tal forma, sólo la producción del panel con fallos se ve afectada. De tal manera, problemas como: las sobras, la suciedad, los varios tipos de inclinación u orientación.

Para poner un ejemplo en este sentido, si en un sistema de 3 módulos que cuenta con inversores solares en string falla al 50% un módulo, todo el sistema producirá al 50%. Con microinversores, se verá afectado sólo el rendimiento del panel que está experimentando el problema, y por lo tanto el rendimiento será del 80%.

En Otovo trabajamos con microinversores solares Enphase.

Esto no significa que los inversores en string son una mala opción, no obstante, para llegar a un rendimiento tan alto, se tiene que asegurar la misma orientación e inclinación de todos los paneles, así como evitar todos los riesgos anteriormente mencionados.

En este artículo, hemos visto que existen varios factores que pueden afectar a la eficiencia y rendimiento de nuestras placas solares. Es importante tener en cuenta todos estos aspectos que nos permitirán sacar el máximo partido a nuestra instalación fotovoltaica, generando la mayor energía posible y alargando su vida útil para disfrutar el mayor tiempo posible de una energía limpia e inagotable como la energía solar.

Preguntas frecuentes

¿Los paneles solares funcionan en climas nublados?

Los paneles solares sí funcionan en climas nublados, concretamente, hablamos de una producción entre el 10% y el 25% de su capacidad. Los rayos de sol atraviesan las nubes, permitiendo llegar a la superficie de los paneles solares solares y, de este modo, seguir generando energía solar para el autoconsumo.

¿Funcionan las placas solares en invierno?

Las placas solares sí funcionan en invierno. El rendimiento no se verá afectado significativamente, pero sí producirá menos energía debido al menor número de horas de sol recibidas en esta época del año.