Rendimiento placas solares según las condiciones climáticas

Como os explicamos en el artículo Diseño de una instalación fotovoltaica: el Sol es la clave del éxito, la producción de los paneles dependerá del número de horas de Sol que tenemos anualmente.

Pero no solo las horas de Sol influyen en el rendimiento de los paneles, también lo hacen otros factores como son la temperatura de los módulos fotovoltaicos y las precipitaciones.

En este artículo vamos a tratar de analizar su impacto sobre el rendimiento de los módulos fotovoltaicos a través de una comparativa entres las regiones de Sevilla y Mallorca que os hemos podido preparar gracias a nuestros amigos de SOLRENOVABLES.

Comparativa instalaciones fotovoltaicas según el clima: Sevilla - Mallorca

Catedral de Sevilla

Estas dos regiones no solo se caracterizan por tener ciudades con gran historia, monumentos, cultura, gastronomía… también tienen un gran potencial fotovoltaico que solo estamos empezando a explotar.

Aunque coincidimos en las características fundamentales, hay algunos aspectos a tener en cuenta que os vamos a explicar en este artículo. Como base del análisis cogeremos la información de las siguientes tablas con los principales factores climáticos tanto de Sevilla como de Mallorca.

Parámetros climáticos promedio con afectación en el rendimiento de las placas en Mallorca

Producción paneles solares en función de las horas de Sol

En esta ocasión nos fijaremos en las «horas de Sol» de ambas regiones. Si hacemos la suma para todo el año, podemos ver que en Sevilla el total es de 2.917 horas anuales mientras que en Mallorca es de 2.784 horas anuales.

 

Aunque las horas de Sol anuales son una buena métrica, como vimos en dimensionamiento de una instalación fotovoltaica, para el cálculo solemos utilizar las HSP (Horas Solares Pico), que a modo de resumen, señalan las horas del día donde podemos considerar que la irradiancia es máxima.

En Sevilla tenemos aproximadamente 5,98HSP mientras que en Mallorca son unas 5,3HSP.

Sabemos que para calcular la energía producida por una instalación fotovoltaica podemos utilizar la siguiente simplificación: 1kWp x nHSP = nkWh

Por lo tanto, cada 1kWp de potencia fotovoltaica instalada en Sevilla producirá 5,98kWh de energía y en Mallorca producirá algo menos, unos 5,3kWh.

Rendimiento placas solares por variaciones en la temperatura

Gráfico con la variación de potencia del módulo fotovoltaico a diferentes temperaturas

La temperatura de trabajo del módulo fotovoltaico tiene un impacto directo en su rendimiento. Dicho de otra forma, las placas solares rinden más cuanto más fresquitas están. Y se da la circunstancia que tanto en Mallorca como en Sevilla las temperaturas son elevadas.

La siguiente tabla representa la variación de intensidad, tensión y potencia de los módulos Longi 525W HiMOX6 con las variaciones de temperatura.

Tabla rendimiento placas solares con variaciones en la temperatura

Pero para realizar el cálculo a través de las expresiones que vemos en la tabla, necesitamos saber la temperatura de trabajo del módulo fotovoltaico, no la temperatura ambiente.

Por lo tanto, el primer paso es calcular la temperatura dentro del módulo con la siguiente expresión:

Fórmula para el cálculo de la temperatura dentro del módulo fotovoltaico

Donde NOCT (Nominal Operating Cell Temperature) representa la temperatura nominal de funcionamiento de la celda. Este valor se sitúa en torno a los 43ºC (dependerá de cada fabricante y del tipo de módulo).

La G representa la irradiancia solar, es decir, la cantidad de potencia que recibimos desde el Sol medida en [W/m2]. Para este cálculo cogeremos una irradiancia de 1.000W/m2 (la máxima posible).

Con estos valores, si aplicamos la fórmula para una temperatura ambiente de 30ºC, obtenemos que la Tcelda=58,75ºC

Ahora debemos calcular la variación de potencia en base a los coeficientes de la tabla extraída de los datos técnicos de los módulos de Longi (es solo un ejemplo, cada fabricante nos dará el coeficiente en la hoja de especificaciones del módulo fotovoltaico).

Importante: la fórmula se aplicará sobre la diferencia entre la condición de funcionamiento standard (condiciones STC) que es con una temperatura de 25ºC y la temperatura que acabamos de calcular. Por lo tanto, la diferencia entre los 58,75ºC y los 25ºC es de 33,75ºC.

Considerando que el coeficiente de temperatura para Pmax es -0.290%/ºC, obtenemos que la potencia máxima para una temperatura ambiente de 30ºC, disminuye en un 9,8%.

Esto significa que una placa solar de 450Wp pasará a ser de tan solo 406Wp

Tratemos de ver el impacto de esta variable sobre los módulos fotovoltaicos instalados en Mallorca y aquellos instalados en Sevilla en base a la temperatura media anual.

Rendimiento placas solares Sevilla

Temperatura media anual: 19,6ºC

Disminución de potencia: 8,33%

 

Rendimiento placas solares Mallorca

Temperatura media anual: 18,2ºC

Disminución de potencia: 6,36%

Analizado el rendimiento de las instalaciones fotovoltaicas por diferencias de temperatura media, vemos que las instalaciones ubicadas en Mallorca tienen un mejor rendimiento.

Impacto precipitaciones en el rendimiento de las instalaciones fotovoltaicas

Creemos interesante este análisis, no tanto por su impacto en las horas de Sol, efecto que ya ha sido evaluado anteriormente, si no más bien por el efecto de limpieza que las precipitaciones tienen sobre los paneles.

Precipitacione mensuales en Sevilla y Mallorca

Como vemos en la tabla, en la región de Sevilla el total de precipitaciones anuales es superior al de Mallorca. Pero bajo nuestro punto de vista, lo más relevante es que los períodos sin precipitación sean lo más cortos posibles.

En este sentido ambas regiones tienen prácticamente el mismo problema, 3-4 meses muy secos sin apenas lluvias, aquí el polvo se acumulará reduciendo el rendimiento de los paneles. Por suerte, tanto SOLRENOVABLES como Geneba Renovables ofrecemos un servicio de mantenimiento y limpieza de placas solares.

Conclusiones análisis impacto clima en el rendimiento de las placas solares

Podemos concluir que para las regiones de Sevilla y Mallorca, el rendimiento de una instalación fotovoltaica será muy similar ya que:

  • Sevilla tiene más horas de Sol que Mallorca.
  • En Mallorca los paneles rinden un poco mejor debido a que la temperatura media es más baja.
  • La acumulación de polvo y suciedad en ambas regiones será muy similar.

En cualquier caso, el rendimiento de tu instalación solar será elevado y podrás amortizar tu inversión muy rápidamente.