Los paneles solares siguen funcionando en tiempo nublado y, en estos días también pueden proporcionar la máxima eficiencia energética.
¿Cómo funcionan mis paneles solares en días nublados y cómo es posible generar más energía cuando hay nubes? Si cree que parece ilógico que puedas obtener más energía de tus paneles solares en un día nublado, entonces definitivamente deberías seguir leyendo. Después de todo, la generación es la clave para ahorrar dinero con los paneles solares.
Para entender un poco más de este tema debemos hablar de los fundamentos. Entonces, el impacto de las nubes tendrá mucho más sentido. En este artículo hablaremos de:
• ¿Qué hace que un panel solar produzca más o menos energía?
• ¿Cuál es el impacto general de las nubes en la producción de energía solar?
• ¿Cómo las nubes pueden realmente causar que la generación de energía sea mayor?
Al final, quedará claro que se puede ahorrar dinero con los paneles solares incluso cuando hay nubes.
Los paneles solares funcionan utilizando la luz solar directa o indirecta para generar energía solar
Hay varios factores que pueden afectar a la cantidad de energía que un panel solar puede producir y, como resultado, afectar también la cantidad de dinero que se puede ahorrar. Para mantener las cosas simples, no vamos a discutir las diferentes propiedades de los paneles solares, aunque ellas, junto con la calidad de fabricación, el rendimiento en el mundo real, la fiabilidad, el servicio de un fabricante y las condiciones de garantía son factores de gran importancia.
Algunos paneles solares tienen tecnologías más eficientes. Por ejemplo, JA Solar tiene paneles que usan una interesante innovación llamada
tecnología PERC . Otros paneles solares son bifaciales y pueden producir energía cuando la luz llega a cualquiera de los lados. Hay mucha variedad entre los paneles solares que serán tratados en detalle en otros artículos.
Phttps://avoltaenergy.com/tienes-curiosidad-por-lo-bi/ara esta discusión, mantendremos la comparación simple: dos paneles idénticos en diferentes condiciones.
El calor y la función de los paneles solares
Las temperaturas más cálidas pueden reducir la cantidad de energía que recibes de tus paneles.
Podrías pensar que lo contrario es cierto porque normalmente equiparamos las temperaturas más cálidas con mucho sol, pero no es tan simple. La física involucrada puede complicarse un poco, tocando temas como la física de la electricidad, la termodinámica y la naturaleza de la luz (mira este artículo para más detalles).
La explicación simple es básicamente que un panel caliente tiene una menor capacidad de capturar energía de cada foto de luz que le llega, así que, aunque esté recibiendo mucha luz, no está capturando mucha de esa energía.
Energía Solar en América Central
Con los paneles solares modernos se necesitan temperaturas increíbles para que el panel sea tan ineficiente que no se ahorre dinero. En América Central, nunca hemos visto nada parecido al tipo de temperaturas necesarias para causar tal pérdida de eficiencia que la energía solar no «valga la pena».
Con la degradación de la potencia de los paneles solares que se produce cuando las temperaturas superan los 25 grados centígrados, en nuestra región nos hacemos la pregunta opuesta: ¿cuánto tarda tu proyecto particular en alcanzar su período de amortización?
Cosas como el tiempo y la temperatura siempre se tienen en cuenta cuando modelamos un sistema en Helioscope (mira este artículo para entender más sobre cómo predecir cuánta energía solar producirá un sistema fotovoltaico). Sin embargo, aunque definitivamente vemos una diferencia notable entre el rendimiento de los paneles en las zonas calientes y los de las zonas más frías, está lejos de ser este el factor más importante.
En América Central, el retorno de la inversión es de alrededor de 3 y 6 años y estas diferencias es mucho más probable que provengan de factores como tu empresa de paneles solares que de factores como el clima.
Factores externos que afectan cómo funcionan los paneles solares
La ubicación importa: Latitud
¡Los sistemas de energía solar funcionan mejor donde hay mucha luz solar! Parece algo muy simple. Dicho esto, no todos los lugares de la Tierra reciben la misma luz solar anual. La insolación relativa, la cantidad de radiación solar recibida en un área dada, es un factor de gran importancia en la cantidad de energía que producen tus paneles. En Costa Rica y Honduras, nuestro aislamiento es excepcional, entre los mejores del mundo.
El aislamiento está determinado por factores como el clima local, la época del año y, lo más importante, la latitud de tu casa o compañía. ¿Alguna vez te has preguntado por qué tenemos estaciones? Es porque la Tierra está inclinada 23,5 grados y algunas partes del planeta estarán más cerca del sol en diferentes momentos del año (más cerca es el verano, más lejos el invierno). Esto se traduce en que el Sol está a diferentes altitudes en el cielo dependiendo de la estación.
El Sol estará más alto en el cielo en el verano y más bajo en el invierno, por lo que los números de producción de tu panel solar variarán de acuerdo a la estación (tu sistema tendrá sin duda períodos de altos y de bajos, pero, recuerda, se trata de la producción anual).
Cuidado con los ángulos: Orientación
Los paneles solares deben apuntar al Sol para maximizar la producción. Los diseñadores de sistemas logran esto orientando los paneles de tal manera que su inclinación y acimut permitan la mayor exposición anual. Como el Sol varía en su ángulo de altitud a lo largo del año, los paneles necesitan ser inclinados de manera que, en promedio, reciban la mayor cantidad de luz solar.
Este ángulo es típicamente casi el mismo que el de tu latitud local.
Si vives en América Central, el ángulo será normalmente entre 9 y 15 grados. Este ángulo es relativo al suelo, no a la superficie de tu techo.
El otro ángulo que afecta cómo funcionan los paneles solares es el ángulo de acimut
El acimut se mide típicamente desde una dirección cardinal como el norte o el sur. En Costa Rica y el resto de América Central, apuntar tus paneles perfectamente hacia el sur es ideal porque verán la máxima exposición a la luz solar. Sin embargo, no es el fin del mundo si tienes un techo orientado al este/oeste. Los sistemas se ven co frecuencia en tejados con orientaciones este/oeste. Producen un poco menos, pero la diferencia no es tan importante como para cambiar el tejado.
Si vives en América Central, debes pensar bien si vas a apuntar tus paneles hacia el norte. Esto generará la más baja producción. Pero, ya que tenemos tan alta irradiación en comparación con otras partes del mundo, podría tener sentido en este continente. De cualquier manera, los tejados orientados al norte son generalmente la última opción.
Además, el mundo de la colocación y el diseño de los paneles solares es complicado. Hay algunas razones interesantes para seleccionar diferentes alineaciones. Por ejemplo, nos hemos encontrado con ejemplos de diseñadores que utilizan disposiciones este-oeste en lugar de un techo orientado al sur porque, aunque la generación total es menor, el momento de la generación se adaptaba mejor al perfil de consumo de los clientes.
Así como el Helioscope toma en consideración la temperatura, también toma en consideración la inclinación y el acimut de los paneles. Lo importante es trabajar con un diseñador que utilice herramientas de alta calidad para proyectar la generación para tu sistema específico.
¿Qué impacto tienen las nubes en mi producción de energía solar?
Esta es en realidad una pregunta simple y compleja. La complejidad viene del hecho de que cada día y cada nube es diferente. Tu idea de muy nublado podría ser mi idea de hermosas nubes llenas de sol. Dicho esto, hay algunas guías aproximadas.
Las células solares trabajan en su mayoría en el mismo rango de longitudes de onda de luz que nuestros ojos.
Por lo tanto, si el sol está detrás de una nube delgada y tenue donde todavía es demasiado brillante para mirar, la producción solar se verá sólo ligeramente afectada. Si está muy nublado, pero todavía puedes encontrar un punto brillante donde está el sol, entonces probablemente se reducirá a cerca del 50% de la producción. Si no tienes ni idea de dónde está el sol, probablemente estés por debajo del 20- 30% y si debes correr antes de que se abran los cielos con una tormenta, podrías estar por debajo del 10%.
Una de las ventajas de las nubes es la lluvia subsiguiente: la lluvia ayuda a eliminar el polvo y la suciedad aumentando la eficiencia de funcionamiento de los paneles solares.
¿Debería desear tiempos nublados para aumentar mi generación de energía solar?
Durante algún tiempo, los profesionales de la industria y los expertos académicos han discutido el hecho de que algunas nubes pueden aumentar la generación máxima de los paneles solares. Un estudio reciente de investigadores holandeses ha reforzado esta idea. Según este estudio, los picos de potencia a corto plazo medidos en una serie de diferentes sistemas fotovoltaicos solares se produjeron cuando había nubes mixtas en el cielo.
Los investigadores atribuyeron estos picos a varias cosas:
• Algunas nubes proporcionaron cortos períodos de luz solar reducida y permitieron que los paneles solares se enfriaran. Como discutimos, los paneles más fríos tienden a ser más eficientes.
• Los tipos de nubes correctos en realidad reflejan la luz de vuelta a la Tierra. Así, los paneles se exponen a la luz tanto directamente del sol como a la luz que vino del sol, rebotó en la tierra, y luego rebotó en las nubes blancas.
Los investigadores señalaron específicamente a las nubes blancas y esponjosas como probablemente las mejores para crear un momento de alta potencia.
-Atribución: un subestudio realizado por la Universidad e Investigación de Wageningen y sus socios
«Una cobertura parcial de nubes puede aumentar el rendimiento debido a la reflexión de la luz en las nubes»
Dicho esto, la clave está en los detalles. Uno de los investigadores también señaló que, aunque los picos más altos ocurren en días nublados, los días soleados siguen siendo los días de mayor producción total. Si buscas ahorrar dinero con los paneles solares, no necesitas los picos más altos, querrás la mayor producción en el transcurso del día, la semana, el mes y el año.
Por lo tanto, este hallazgo, aunque importante para las empresas de servicios públicos que deben manejar grandes y repentinos cambios en el consumo de la red cuando hay y no hay sol, es menos relevante para el propietario promedio de una casa o una compañía.
Conclusión
La optimización de la producción de energía solar requiere conocimientos, herramientas y habilidades avanzadas. Diseñar un sistema fotovoltaico personalizado que sea el más eficiente, que te ahorre la mayor cantidad de dinero y que compense la mayor cantidad de emisiones de carbono significa tener en cuenta muchas variables. Y, también hay muchas cosas importantes que están relacionadas con la ubicación de un proyecto.
Es bueno entender el impacto de factores como el calor, la variación de la
irradiación estacional y las nubes. Y, es igualmente importante que elijas un equipo de ingenieros que puedan evaluar tus requerimientos específicos y tu ubicación.
En verdad somos muy afortunados aquí en América Central. Esta área tiene excelentes condiciones generales para cumplir tus objetivos de ahorro y sacar el máximo provecho de tus paneles. Así que no le temas a los días nublados o a la temporada de lluvias. Los precios de los paneles solares están cayendo y ahora es un excelente momento para entender cómo puedes ahorrar dinero con la energía solar.
Aprende más:
Kreuwel, Frank PM, et al. «Analysis of high frequency photovoltaic solar energy fluctuations.» Solar Energy 206 (2020): 381-389.
Días nublados y conjuntos solares de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica
5 maneras de tomar el sol en un día nublado
Sobre el autor:
Andrew Galen, Director Socio de Avolta Energy, ha pasado 12 años en la industria de la energía. Su experiencia abarca las Américas, Europa y Asia. Durante su permanencia en Citigroup, ha desarrollado una profunda experiencia en finanzas estructuradas y comercio de energía. Ahora, está liderando la revolución en el financiamiento de la energía solar en los mercados en desarrollo. Andrew tiene una licenciatura en economía y estudios internacionales y de área de Universidad de Washington en St. Louis.