¿Cuál es la eficiencia de los paneles solares?

Si estás planteandote llevar a cabo una instalación de autoconsumo incorporando placas solares a tu hogar, es posible que el término eficiencia de los paneles solares sea uno de los conceptos más importantes que debas tener en cuenta. Pero ¿sabes exactamente qué es la eficiencia de las placas solares y cómo se mide?

Hoy repasamos algunos de los principales factores que contribuyen a la eficiencia de las placas solares, los factores ambientales y técnicos que influyen y diferentes maneras de estimar qué tipo de instalación es la que mejor se ajusta a tus necesidades.

En el artículo ¿Cómo funcionan los paneles solares? ya hablamos sobre cómo se puede producir energía fotovoltaica. Ahora nos concentramos en la eficiencia de los paneles solares, que de manera sencilla se puede definir como la forma de medir la cantidad de energía solar que un determinado panel puede convertir en electricidad de consumo.

Esto se hace capturando la corriente eléctrica generada cuando la luz solar interactúa con las células solares en el panel a través de lo que es conocido como el efecto fotoeléctrico, transformado y transportado a través de las barras colectoras de las células fotovoltaicas en corriente continua, que a su vez se convierte en corriente alterna utilizable por la vivienda gracias a la ayuda de un inversor.

Entonces, ¿cuántos vatios genera un panel solar?

Pongamos, como supuesto práctico, que tenemos un panel de 2mB., es decir, que tiene unas dimensiones de 2m x 1m.

Para hacer el cálculo de rendimiento, imagina que si el panel funciona de manera óptima, con una eficiencia del 100%, podría generar 2 mB x 1.000W/m2 = 2.000W de potencia.

La realidad no es siempre tan satisfactoria, pues las placas solares reales no tienen ese rendimiento. Pero pongamos que tienes una placa solar de más de 400W con las dimensiones antes citadas. En condiciones óptimas este panel puede alcanzar a generar 400W .

(Potencia de Salida del panel) / (Irradiancia en STC) * (Superficie en mB del panel) = 400W / (1000W/ mB x 2 mB) = 0,20 -> 20% de Eficiencia (Rendimiento)

Es decir, este panel solar aprovecha el 20% de la energía solar que incide sobre él. Sin contar factores que afectan al rendimiento como la inclinación de las placas fotovoltaicas. 

¿Qué necesitas para estimar los paneles a instalar?

La cantidad de paneles solares que necesita una casa depende, en primera instancia, del uso de electricidad que estamos tratando de reemplazar. Y esto se consigue analizando los horarios y los picos de nuestro consumo cotidiano.

A modo de ejemplo, y como aproximación para calcular el autoconsumo en una vivienda de tipo unifamiliar, necesitas una media de 3 placas solares de 320W de potencia por cada 2000 kWh de consumo anual.

Pero, además, para determinar la cantidad de placas solares que necesitas en tu vivienda hay que tener en cuenta tanto los aspectos técnicos y tecnológicos de la instalación, así como las características de su ubicación.

Si quieres hacer un primer acercamiento, te invitamos a que visites nuestra sección de autoconsumo donde puedes realizar una estimación aproximada en sencillos pasos, tan solo midiendo el área de tu tejado o cubierta.

Qué afecta al rendimiento de los paneles solares

Como ya hemos visto, las células solares o células fotovoltaicas son las encargadas de convertir la luz solar en energía utilizable. Pero la eficiencia de los paneles solares viene determinada por algunos factores que deben tenerse en cuenta para garantizar su rendimiento óptimo. A continuación te explicamos brevemente los más relevantes.

Materiales de la instalación

La composición de los paneles solares es compleja y consta de varias capas, generalmente de vidrio, más una capa de protección y una capa de contacto frontal que cubre las células solares individuales conectadas en serie. Debajo de ellos, hay contactos de metal que conducen la electricidad y están laminados para impermeabilizar las celdas y aislarlas del exceso de calor. Finalmente, hay una capa trasera protectora de vidrio, metal o plástico. Sin dudas los materiales de fabricación de las placas fotovoltaicas afectarán al rendimiento y la eficiencia de los paneles solares.

Temperatura y clima

Has de tener en cuenta que los paneles solares no operan al 100% de su rendimiento todo el tiempo. Las condiciones climatológicas pueden reducir la eficiencia energética.

La temperatura influye en la eficiencia de la célula fotovoltaica debido a la característica intrínseca del material semiconductor. La eficiencia de los paneles solares aumenta cuando la temperatura desciende y disminuye en altas temperaturas, a medida que desciende el voltaje entre las células.

Por ello, como expertos te recomendamos que añadas un 25% a la estimación y cálculo de la cantidad de energía que requieres en tu día a día, a fin de asegurar que las placas solares van a generar la energía limpia que necesitas.

Irradiación solar y ubicación geográfica

Las Islas Canarias tienen un gran potencial para el desarrollo de la producción de energía con placas fotovoltaicas en cualquier época del año. La situación geográfica del Archipiélago, así como su favorable climatología, permiten que el uso de energía solar sea superior al del resto de las comunidades autónomas españolas, sin apenas afectar los cambios estacionales.

Orientación e inclinación

Según datos de la Revista de Medio Ambiente del área de sostenibilidad del Gobierno de Canarias, los casos más usuales en lo que respecta a la orientación de paneles solares fotovoltaicos son los siguientes:

• Orientación fija durante todo el año con un grado de inclinación de alrededor de 60° sobre la horizontal. Con este tipo de orientación del panel, la radiación media diaria es de 3,5 KWh/metro cuadrado en la provincia de Las Palmas y de 4,3 KWh/metro cuadrado en la provincia de Santa Cruz de Tenerife.
• Orientación fija con dos posiciones a lo largo del año: 15° entre los meses de abril y septiembre, ambos inclusive, y 60° durante el resto del año. Con esta orientación, la radiación media diaria es de 4,18 KWh/metro cuadrado en Las Palmas y de 5,14 Kwh/ metro cuadrado en Santa Cruz de Tenerife.

Sombras proyectadas sobre el panel

Los paneles solares fotovoltaicos son muy sensibles a las sombras. Las condiciones de sombreado total o parcial tienen una tasa de impacto significativa en la capacidad de suministrar energía y pueden llevar a pérdidas de potencia y salida energética. Las células solares están conectadas en serie para obtener un voltaje más alto y por lo tanto una producción adecuada de electricidad. Por ello, cuando ocurre el sombreado, la instalación podría presentar algunas limitaciones.

Por dimensiones, potencias y alta eficiencia

El mercado ofrece una amplio catálogo de placas solares que ofrecen diferentes rendimientos en términos de eficiencia. Lo que hay que tener en cuenta es que a menor rendimiento, menor es el precio de la instalación fotovoltaica, y viceversa.

Lo habitual es manejarnos en estos rangos:

• MEDIO – BAJO. Corresponde a placas solares con rendimientos entre 16-17%.
• MEDIO – ALTO. Supone rendimientos entre 18-19%.
• Placas solares con rendimientos por encima del 19%. Ahí ya hablamos de los paneles solares más eficientes.

Tecnología y eficiencia de los paneles solares.

A la hora de poner en marcha un proyecto de instalaciones solares fotovoltaicas, es importante contar con profesionales que puedan ofrecerte un asesoramiento personalizado y cuenten con proveedores de referencia dentro del mercado. En EAVE, a nivel de innovación y desarrollo, confiamos en la tecnología mono PERC que hace posible el aumento de rendimiento de los módulos fotovoltaicos y es el sistema por el que más apuestan actualmente nuestros fabricantes de confianza.

Las siglas PERC vienen de Passivated Emitter Rear Cell, que hace referencia a la acción de colocar una capa reflectante (Dielectric Layer) para aprovechar al máximo la radiación y maximizar la eficiencia de los paneles.

¿En qué consiste la tecnología de células fotovoltaicas PERC?

Se trata de una lámina en la cara posterior de la célula que aprovecha al máximo la captación de luz solar y electrones.

Mientras que en las células estándar una gran parte de la luz solar es captada por la cara posterior, desperdiciando radiación y energía, en la célula PERC se consigue recuperar gracias a una capa aislante extra entre el silicio y la capa de aluminio de fondo. Además, unos orificios optimizan la captación de electrones que generan mayor corriente y potencia.

Clasificación de rendimiento de los paneles solares

A pesar de que pueda parecer lo contrario, medir la eficiencia y el rendimiento de los paneles solares es bastante simple. Como medida base para que puedas hacerte una idea, si una placa solar tiene un 20% de eficiencia, eso significa que es capaz de convertir el 20% de la luz solar que lo recibe en electricidad. Los paneles solares de mayor eficiencia del mercado actual pueden alcanzar casi el 23% de eficacia.

Aunque por norma general, la eficiencia promedio de los paneles solares se encuentra entre el rango de entre el 17% al 19%.

Muchos consumidores y profesionales de la industria solar consideran que la eficiencia de los paneles solares es el criterio más importante al evaluar la calidad de una instalación. Y como hemos visto, hay muchos factores que influyen a la hora de alcanzar la alta eficiencia en una instalación de autoconsumo con placas solares.

Si necesitas más información, ponte en contacto con nosotros y te ofreceremos todo el asesoramiento que requieras, sin compromiso.