El calor no hace que los paneles solares generen más energía; expertos detallan por qué las altas temperaturas reducen su eficiencia

MÉXICO.- Las altas temperaturas pueden reducir el rendimiento de los paneles solares, aunque exista una intensa radiación. En Mexicali, Baja California, por ejemplo, las pérdidas de producción pueden representar entre 5% y 10% bajo condiciones de calor extremo, explicó el maestro Mario Alonso Ramos Pérez, coordinador de la Ingeniería en Energías Renovables de CETYS Universidad Campus Mexicali.

El especialista señaló que los paneles fotovoltaicos generan electricidad a partir de la luz solar, no del calor. Cuando aumenta la temperatura de las celdas, disminuye su voltaje y, con ello, puede bajar la eficiencia del sistema.

El Departamento de Energía de EE.UU. también explica que las celdas fotovoltaicas generalmente funcionan mejor a temperaturas bajas. El calor provoca cambios en las propiedades del semiconductor y una reducción mayor del voltaje que el incremento registrado en la corriente.

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¿Por qué el calor afecta los paneles solares?

Los fabricantes evalúan el desempeño de los módulos bajo condiciones estandarizadas. El Departamento de Energía de EE.UU. señala que las pruebas de rendimiento consideran una irradiancia de 1,000 watts por metro cuadrado y una temperatura de celda de 25 grados Celsius. En instalaciones reales, las condiciones pueden ser más calientes.

Ramos Pérez explicó que, incluso con temperaturas ambientales cercanas a los 30 grados Celsius, el incremento térmico puede comenzar a afectar la eficiencia del sistema. En zonas como Mexicali, donde el ambiente puede alcanzar 40 grados a la sombra, el efecto puede ser mayor.

La temperatura de la celda tampoco necesariamente coincide con la temperatura del aire. La radiación solar eleva la temperatura del propio módulo, por lo que una instalación expuesta al sol puede operar a una temperatura considerablemente mayor que la registrada por un termómetro ambiental.

El Laboratorio Nacional de Energías Renovables de EE.UU. señala que la potencia de los módulos fotovoltaicos disminuye conforme aumenta su temperatura y que los fabricantes proporcionan coeficientes específicos para estimar ese efecto.

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El calor también puede acelerar el desgaste

El problema no se limita a la electricidad generada durante las horas más calientes. Las temperaturas extremas también pueden afectar materiales y componentes del módulo con el paso del tiempo.

Ramos Pérez indicó que, bajo condiciones extremas, algunos componentes pueden deteriorarse con mayor rapidez. Como ejemplo, explicó que un ambiente de 40 grados Celsius puede llevar la temperatura interna de una celda expuesta al sol hasta alrededor de 60 grados.

El Departamento de Energía de EE.UU. advierte que los aumentos extremos de temperatura pueden dañar las celdas y otros materiales del módulo, reduciendo potencialmente su vida operativa.

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La degradación, sin embargo, depende del tipo de módulo, sus materiales, las condiciones ambientales, la instalación y el mantenimiento. Por ello, no puede establecerse una reducción uniforme de vida útil para todos los paneles.

¿Qué se puede hacer en zonas muy calientes?

El diseño de la instalación adquiere importancia en regiones con temperaturas elevadas. Una de las medidas señaladas por el especialista de CETYS consiste en permitir la circulación de aire debajo de los módulos.

Una separación adecuada entre el panel y la superficie de instalación puede favorecer la disipación natural del calor. La selección del equipo también debe considerar su eficiencia y comportamiento frente a la temperatura.

Entre las alternativas mencionadas por Ramos Pérez están:

• Mantener una ventilación adecuada debajo de los paneles.
• Seleccionar módulos considerando su eficiencia y comportamiento térmico
• Evaluar sistemas de enfriamiento activo cuando la instalación lo justifique
• Mantener limpia la superficie de los módulos para evitar pérdidas adicionales por suciedad y polvo

La suciedad constituye otro factor que puede disminuir la producción. El Departamento de Energía de EE.UU. incluye el calor y la acumulación de suciedad entre los elementos ambientales que pueden reducir el rendimiento de una instalación fotovoltaica.

El calor también puede aprovecharse

CETYS señala que existen sistemas capaces de combinar la generación eléctrica fotovoltaica con el aprovechamiento del calor producido por los módulos.

En determinadas aplicaciones, ese calor puede utilizarse para calentar agua u otros fines térmicos. Este tipo de tecnología busca aprovechar una parte de la energía solar que normalmente termina convertida en calor.

El Departamento de Energía de EE.UU. también reconoce el potencial de los sistemas fotovoltaicos-térmicos, que pueden aprovechar simultáneamente la electricidad y el calor producido por los módulos.

Por ello, la selección de una instalación solar para una región cálida requiere considerar más elementos que la cantidad de horas de sol. El diseño, la ventilación, el tipo de módulo, las condiciones climáticas y el mantenimiento influyen en la producción real.

CETYS mantiene en Campus Mexicali una Ingeniería en Energías Renovables y ha desarrollado proyectos relacionados con energía solar y otras tecnologías renovables.