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¿Cómo elegir un panel fotovoltaico?

Por Ignacio Mártil

Se suele considerar que la eficiencia es el criterio más importante a la hora de seleccionar un panel fotovoltaico. Pero un panel ligeramente más eficiente que otro no siempre equivale a un panel de mejor calidad. Hay otros parámetros que son tan importantes como la eficiencia: la calidad de fabricación, relacionada con el rendimiento en el mundo real; la fiabilidad; el servicio postventa del fabricante; o las condiciones de la garantía, entre otros factores no tan “vistosos” como la eficiencia. Vamos a verlo con cierto detalle, en este y en sucesivos post.

Tejado de una vivienda con paneles solares de SunPower
Tejado de una vivienda con paneles fotovoltaicos de SunPower, de células IBC.

Tiempo de amortización energética versus eficiencia en los paneles solares

En términos medioambientales, una mayor eficiencia suele significar que un panel solar amortizará la energía utilizada para extraer las materias primas y fabricar el panel solar en menos tiempo. Este aspecto se denomina Tiempo de Amortización Energética, que he analizado en otro post publicado en este blog.

Como la eficiencia de los paneles se sitúa en la actualidad por encima del 20 %, el tiempo de amortización se ha reducido a menos de 1,5 años en muchos lugares, y en ubicaciones que poseen alta irradiación, por debajo del año. Este es el caso de la mitad meridional de la Península Ibérica, por ejemplo. Una mayor eficiencia también significa que un sistema fotovoltaico genera más electricidad a lo largo de los más de 25 años de vida media de sus paneles solares. Y, por lo tanto, amortiza antes el coste inicial, lo que significa que el rendimiento de la inversión mejora aún más.

Muchos paneles de alta eficiencia de los que se comercializan en la actualidad utilizan células de silicio tipo N de mayor calidad del tipo PERC, TOPcon, HJT e IBC, que ya hemos visto en anteriores post. Todas ellas tienen un coeficiente de temperatura óptimo y una menor degradación de la potencia con el tiempo. Algunos fabricantes como REC, Panasonic y SunPower incluso ofrecen garantías de un 90 % o más de la potencia inicial mantenida tras 25 años de uso.

Paneles fotovoltaicos de menor a mayor eficiencia
Paneles solares de menor a mayor eficiencia. De izquierda a derecha: panel de silicio multicristalino de 250 W de Trina; paneles monocristalinos de 300 W y 310 W; panel de 120 células semicortadas de 315 W; panel de múltiples barras colectoras de 335 W y, finalmente, el panel Neon R de LG con 360 W y eficiencia del 20,8 %.

La eficiencia determina la superficie necesaria para obtener una cantidad determinada de energía. Los paneles de mayor eficiencia generan más energía por metro cuadrado y, por tanto, requieren menos superficie total. Esto es lo ideal para instalaciones de autoconsumo, donde la superficie disponible de los tejados suele estar limitada. También permite instalar sistemas de mayor capacidad en cualquier superficie.

Por ejemplo, 12 paneles solares de 400 W, con una eficiencia de conversión del 21,8 %, proporcionarán unos 1.200 W (1,2 kW) más de potencia fotovoltaica total que el mismo número de paneles de 300 W de tamaño similar con una eficiencia inferior del 17,5 %. Más potencia y más eficiencia significa que, a igualdad de superficie cubierta por los paneles, la instalación producirá más energía en condiciones de iluminación similares.

Eficiencia en el mundo real

En el mundo real la eficiencia operativa de los paneles solares depende de muchos factores externos. Según sean las condiciones ambientales, hay diversas causas que pueden reducir la eficiencia del panel y el rendimiento general del sistema. Las que más reducen ese factor son los siguientes:

– Irradiancia solar

– Efectos de sombras

– Temperatura de funcionamiento

IRRADIANCIA SOLAR

El nivel de irradiancia solar se mide en vatios por metro cuadrado (W/m2). Depende de numerosos factores: las condiciones atmosféricas (presencia de nubes, polvo en suspensión), la latitud y la época del año. La irradiancia solar media fuera de la atmósfera terrestre es de ~1.360 W/m2, mientras que la irradiancia solar a nivel del suelo, promediada a lo largo del año, es de ~1.000 W/m2. De ahí que ésta sea la cifra de referencia utilizada en condiciones estándares para determinar la eficiencia y la potencia nominal de los paneles solares.

La irradiancia solar puede alcanzar los 1.200 W/m2 en algunos lugares en pleno verano, cuando el sol está directamente en la vertical (a mediodía). Por el contrario, la irradiancia solar puede ser muy inferior a 500 W/m2 en un día soleado de invierno o en un día nublado. La siguiente figura ilustra perfectamente cómo influye este factor en la eficiencia del panel:

Graficos curvas de tensión-corriente y de tension-potencia
Curvas Corriente-Tensión (izquierda) y curvas Potencia-Tensión (derecha) de un panel en función del nivel de irradiancia al que está expuesto el panel.

SOMBREADO

Naturalmente, si un panel está a la sombra, su potencia de salida será muy baja, pero el sombreado parcial también puede tener un gran impacto, no sólo en la eficiencia del panel, sino en el funcionamiento del sistema fotovoltaico en su conjunto. Por ejemplo, un ligero sombreado en varias células de un mismo panel puede reducir la potencia de salida en un 50 % o más, lo que, a su vez, puede reducir la potencia de toda la cadena en una cantidad similar, ya que la mayoría de los paneles están conectados en serie y el sombreado de un panel afecta a toda la cadena.

Por tanto, es muy importante reducir o eliminar el sombreado si es posible. Existen dispositivos como los optimizadores y los microinversores, que pueden reducir el efecto de las sombras, sobre todo cuando el número de paneles en sombra es reducido. Como veremos en un próximo post, los paneles de media célula (Half Cut) evitan apreciablemente esta limitación.

En el siguiente post analizaré con detalle el efecto que tiene sobre el funcionamiento del panel la temperatura a la que se encuentra, dado que este es un factor especialmente crítico.

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