Factores externos de desempeño en Sistemas FV.

En la última década se han desarrollado investigaciones para identificar los factores externos que afectan el funcionamiento de los paneles fotovoltaicos, con el fin de mitigar sus efectos y lograr mejoras significativas en términos de desempeño para este tipo de sistemas FV. Estos factores son clasificados en propios o externos de acuerdo con su naturaleza, ya sea de operación o de entorno respectivamente. Por ejemplo, las variaciones climáticas, altas temperaturas y exposición a exteriores, pueden desgastar el sistema y afectar el rendimiento de los paneles.

Otros factores que afectan al panel solar además de las variaciones climáticas son el ángulo de inclinación, las sombras de estructuras u objetos.

Efecto de variaciones climáticas

Las variaciones climáticas hacen referencia especialmente a los aspectos como la radiación solar y la temperatura ambiental. Cuando un panel solar es expuesto a cambios climáticos de forma drásticas y repentinas, el sistema varía en su punto máximo de potencia, esto es debido a la relación que existe entre la temperatura, la radiación solar y resistencia del sistema. Provocando una variación en la curva de “Corriente –Tensión”.

Las técnicas de seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT) ayudan a mejorar el rendimiento de los paneles solares. Ayudan al sistema a reducir estas variaciones, permitiendo que el sistema funcione alcanzando su punto máximo de potencia.

Ángulo de inclinación

El ángulo de inclinación de los paneles es importante para que la radiación solar llegue directamente a la superficie de las celdas, aprovechando la energía. Cuando el panel fotovoltaico se ubica perpendicularmente en dirección al sol, se está exponiendo a la máxima radiación por intervalo de tiempo, razón por la que esta posición es considerado como el ángulo óptimo de inclinación. Este ángulo se ve afectado por factores como la latitud, la intensidad de la radiación solar y el período que fue usado.

Los seguidores solares representan un avance tecnológico que busca aprovechar la mayor cantidad de energía solar. Sin pérdidas ocasionadas por la inclinación fija de los paneles solares, ya que el seguidor tiene la capacidad de cambiar su ángulo optimo en relación con el sol. Permitiendo al panel estar orientado perpendicularmente al sol en todo momento y así aprovechar la máxima radiación solar que se tiene durante el día, aumentando su rendimiento.

Sombreado

Aún un sombreado parcial de los módulos FV puede resultar en una reducción sustancial de la salida de potencia. Algunos módulos son más susceptibles a los efectos de sombras que otros. La figura siguiente muestra el dramático efecto de las sombras sobre una celda en la salida de todo un módulo monocristalino. Se observa cómo una celda completamente sombreada reduce la potencia de salida del módulo hasta en un 75%.

Localizar los elementos que producen sombras en el sitio es una parte extremadamente importante de la evaluación del sitio. La producción de energía del sistema completo se puede ver reducido y la inversión de la cliente socavada por una mala estimación de los efectos de sombras, aun cuando se trate de un sombreado parcial. Algunos fabricantes usan diodos de derivación o de bypass dentro del módulo para reducir el efecto de las sombras. La implementación del diodo en los paneles le permite a la corriente evitar las celdas que disminuyan su rendimiento por sombras.

Fuentes:

[1] Mathew Harris. FOTOVOLTAICA Manual de diseño e instalación. Solar Energy International, Imprecolor Industrial. Marzo 2015.

[2] Aspectos que afectan la eficiencia en los paneles fotovoltaicos.