Los paneles solares fotovoltaicos convierten la luz solar en electricidad, por lo que uno pensaría que mientras más luz solar, mejor. Eso no siempre es cierto, porque la luz solar no solo consiste en la luz que ves, sino también en la radiación infrarroja invisible, que transporta calor. Su panel solar funcionará muy bien si recibe mucha luz, pero a medida que se calienta, su rendimiento se degrada.
Energía de Fotovoltaica
Los paneles solares fotovoltaicos son ensamblajes de células individuales hechas de semiconductor material. El voltaje que emite una célula solar está determinado principalmente por la elección del semiconductor y los detalles de las capas de semiconductor. Las células solares de silicio, la opción más común, emiten alrededor de medio voltio de cada celda. La corriente generada por una célula solar es una función de la cantidad de luz solar que la golpea. Mientras más luz solar llegue, más corriente generará, hasta los límites de la celda. La energía eléctrica es el producto de la corriente multiplicada por el voltaje. Un pequeño panel solar podría tener 36 celdas conectadas entre sí para producir aproximadamente 18 voltios en total a una corriente de 2 amperios. Ese panel solar estaría clasificado para 18 voltios x 2 amperios = 36 vatios de potencia máxima. Si se ilumina durante una hora, generará 36 vatios-hora de energía.
Caída de tensión
Los fabricantes de paneles solares prueban sus productos en condiciones estándar de 25 grados Celsius (77 grados Fahrenheit) con una insolación de 1,000 vatios por metro cuadrado. La insolación es una medida de cuánta energía solar está golpeando cada metro cuadrado perpendicular a la dirección de la luz solar. La insolación puede ser mayor a 1,000 vatios por metro cuadrado alrededor del mediodía en días muy claros, y eso hará que su panel solar genere más corriente, lo que significa más potencia. Desafortunadamente, es una historia diferente con la temperatura. A medida que las temperaturas de las celdas solares se elevan por encima de 25 grados Celsius, la corriente aumenta muy levemente, pero el voltaje disminuye más rápidamente. El efecto neto es una disminución en la potencia de salida al aumentar la temperatura. Los paneles solares de silicio típicos tienen un coeficiente de temperatura de aproximadamente -0.4 a -0.5 por ciento. Esto significa que por cada grado Celsius por encima de 25, la potencia de salida del conjunto disminuiría en ese porcentaje. A 45 grados Celsius (113 grados Fahrenheit), un panel solar de 40 vatios con un coeficiente de temperatura de -0,4 produciría menos de 37 vatios.
Temperatura de compensación
Se cita el rendimiento de su panel solar por 25 grados Celsius, y disminuye a medida que la temperatura aumenta. Afortunadamente, aumenta de nuevo a medida que desciende la temperatura. Si se encuentra en una región templada, el rendimiento que pierde en el calor del verano se devolverá en días de invierno frescos y despejados. Si eso no es suficiente consuelo para usted, también puede construir su matriz solar para aprovechar los efectos de enfriamiento natural de las corrientes de canalización del viento para alejar el calor de los paneles solares. Para los sistemas montados en el techo esto puede ser tan simple como asegurarse de dejar 6 pulgadas de espacio entre los paneles y el techo. Puede adoptar un enfoque más activo para la refrigeración mediante el enfriamiento por evaporación, utilizando la evaporación del agua para enfriar los paneles de la misma manera que el sudor enfría la piel en un día caluroso.
Otros materiales solares
Una alternativa a los paneles solares de silicio tradicionales viene en forma de paneles de película delgada. Están hechos con diferentes materiales semiconductores, y su coeficiente de temperatura es solo la mitad que el del silicio. Los paneles de película delgada no comienzan con una eficiencia tan alta como la fotovoltaica de silicio cristalino, pero su menor sensibilidad a temperaturas más altas los hace una opción atractiva para ubicaciones muy calientes. Los paneles de película delgada se usan exactamente de la misma manera que sus homólogos cristalinos, pero típicamente son un par por ciento menos eficientes. Su coeficiente de temperatura varía de aproximadamente -0.2 a -0.3 por ciento. Existen otros materiales cristalinos que comienzan con una mayor eficiencia que el silicio y también tienen un coeficiente de temperatura positivo. Eso significa que mejoran a medida que aumenta la temperatura. También son muy caros, lo que limita su uso a algunas aplicaciones especializadas. Eventualmente, sin embargo, podrían llegar a los hogares residenciales.
