España, un país con una abundante radiación solar y una creciente producción de energía renovable, se enfrenta al desafío de las altas temperaturas, especialmente durante las olas de calor cada vez más largas y frecuentes que afectan al territorio.
Está claro que, cuando hablamos de sol y buen tiempo en Europa, España es de obligada mención. Eso, además, le ha permitido ganarse fama de ser uno de los países con mayor potencial fotovoltaico del continente e incluso del mundo.
Sin embargo, no todo es perfecto en un país tan caluroso en verano como es España. Porque, aunque pueda parecer lo contrario, las altas temperaturas juegan en contra de la producción de energía solar.
Aunque no es comparable a un día nublado o lluvioso, lo cierto es que un día de calor asfixiante como los que sufrimos en España prácticamente a diario durante los meses de julio y agosto no es lo más aconsejable para optimizar el potencial de una instalación fotovoltaica, ya que tiene un impacto negativo significativo en su rendimiento y producción de energía. Veamos por qué.
1. Impacto en los módulos fotovoltaicos
Uno de los principales componentes afectados por el calor en una planta fotovoltaica son los módulos solares. A medida que aumenta la temperatura, los electrones en los materiales semiconductores de los módulos van ascendiendo de nivel, lo que disminuye la energía que pueden transportar.
Por cada grado Celsius de aumento en la temperatura de la célula a partir de los 25 ºC, los módulos cristalinos sufren una pérdida de aproximadamente el 0,4 % de su potencia nominal.
Esto significa que, en zonas calurosas de España donde las temperaturas pueden alcanzar los 43 °C en días soleados de verano, las temperaturas de célula pueden llegar a alrededor de los 63 °C o incluso más, lo que implica pérdidas de potencia superiores al 18 % debido únicamente al calor.
2. Importancia de la elección tecnológica
A consecuencia de este efecto nocivo del calor en las células solares, la elección de la tecnología adecuada juega un papel importante.
Los módulos fabricados por empresas como Panasonic, LG o Sunpower muestran coeficientes de temperatura más bajos, lo que significa que experimentan menos pérdidas de potencia a medida que aumenta la temperatura. Por otro lado, la tecnología basada en teluro de cadmio también se comporta bien en condiciones de calor extremo.
Además, dentro de una misma tecnología, puede haber variaciones significativas en los coeficientes de temperatura entre diferentes fabricantes.
La elección de módulos con coeficientes más favorables puede tener un impacto positivo en la producción de energía durante los días calurosos y, por tanto, debe ser un factor a tener en cuenta a la hora de adquirir un panel fotovoltaico determinado.
3. Efecto en los inversores
Los inversores, que convierten la corriente continua generada por los paneles solares en corriente alterna para su uso en la red eléctrica, también se ven afectados por el calor.
El proceso de conversión genera calor adicional que se suma a la temperatura ambiente del lugar donde se encuentran instalados los inversores.
Para evitar daños en los componentes sensibles, los inversores reducen la potencia de entrada al generar un fenómeno llamado «derating» cuando alcanzan temperaturas en torno a los 45 o 50 °C. Incluso, pueden llegar a detener la producción si la temperatura es muy elevada.
Por tanto, además de seleccionar un inversor de calidad, es importante instalarlo en un lugar en el que no sufra la radiación directa del sol.
4. Variación de temperatura en diferentes partes de la instalación
Es importante destacar que la temperatura exterior no es necesariamente la misma que la temperatura de los módulos expuestos directamente a la radiación solar.
La temperatura en las células de los módulos se produce tanto por el efecto de la temperatura ambiente como por el calor liberado durante la generación eléctrica. Los módulos bifaciales, por ejemplo, pueden experimentar un peor comportamiento térmico debido a esta diferencia.
Posibles soluciones
En cuanto a las soluciones para contrarrestar los efectos del calor en las instalaciones fotovoltaicas, se pueden considerar algunas medidas.
En plantas instaladas en suelo, se podría utilizar vegetación rasa para aumentar el albedo (reflejo de la radiación) y reducir la temperatura en el primer metro sobre el suelo, aunque los expertos admiten que se necesita más investigación para evaluar su eficacia.
En tejados, se pueden emplear colores claros en las cubiertas y elevar ligeramente los módulos sobre la superficie para mejorar la ventilación. También se han presentado prototipos con intercambiadores de calor de aluminio en la parte posterior de los módulos para favorecer la evacuación de calor, lo que podría ser una opción interesante para el futuro.
En conclusión, el calor representa un gran desafío para las instalaciones fotovoltaicas en España, un país conocido por su capacidad para producir energía renovable a partir del sol.
Sin embargo, con una elección adecuada de tecnología, una buena ventilación y un enfoque en la eficiencia térmica, es posible minimizar el impacto negativo del calor y seguir aprovechando el potencial de la energía solar para un futuro más sostenible.
