Por qué incluso la sombra parcial es mala para los sistemas de energía solar

Los paneles solares funcionan mejor cuando no hay sombra que caiga sobre ellos. De hecho, una sombra proyectada incluso sobre una parte de un panel solar de su panel solar puede afectar potencialmente el rendimiento de todo el sistema. ¿Qué estrategias existen para hacer frente a la posible sombra de los sistemas solares?

¿Por qué la sombra tiene un impacto tan dramático en la producción de energía?

En la mayoría de los casos, los sistemas fotovoltaicos (PV) residenciales y comerciales constan de paneles solares (denominados colectivamente “conjunto”) y un inversor. Los paneles solares capturan la luz solar y la convierten en corriente continua (corriente continua), y el inversor, a su vez, convierte la corriente continua en corriente alterna (CA) compatible con la red y los dispositivos.

La mayoría de los sistemas solares residenciales y de pequeñas empresas tendrán entre 6 y 30 paneles, aunque el “tamaño” de un sistema suele estar indicado por su capacidad (en kilovatios, por ejemplo, 5 kW). Por razones técnicas relacionadas con los requisitos de voltaje del inversor del sistema, los paneles solares generalmente se dividen en “cadenas” de paneles solares. Los sistemas pequeños pueden tener solo una cadena, mientras que los sistemas grandes pueden tener muchas más. Una cadena puede constar de un solo panel, pero normalmente hay más.

Puedes pensar en una serie de paneles como un trozo de tubería, y la energía solar es como agua que fluye a través de esa tubería. Con las tradicionales cadenas de paneles solares, la sombra es algo que bloquea el flujo. Por ejemplo, si la sombra de un árbol o de una chimenea cae solo sobre uno de los paneles de la cadena, el rendimiento de toda la cadena se reduce prácticamente a cero mientras la sombra esté allí. Sin embargo, si hay una cadena separada y no sombreada, esa cadena seguirá produciendo energía con normalidad.

En casos extremos, una sombra no tiene por qué caer necesariamente sobre un módulo completo; dependiendo de la tecnología utilizada en el módulo solar respectivo, la sombra de una sola célula puede provocar que el rendimiento del módulo y, con ello, toda la cadena se aplane. Sin embargo, muchos paneles modernos están equipados con los llamados diodos de derivación, que minimizan los efectos del sombreado parcial al permitir esencialmente que la corriente “fluya” alrededor de la celda o celdas sombreadas.

Estrategias y tecnologías para lidiar con paneles solares sombreados.

Sin embargo, el rendimiento y, por tanto, el retorno de la inversión (ROI) de un sistema de energía solar pueden verse gravemente afectados por la sombra, especialmente la sombra, que se produce regularmente porque un objeto proyecta una sombra a la misma hora todos los días cuando el sol brilla en el sol. sky – it Hay varias formas de evitar o mitigar estos efectos.

Coloque su conjunto de paneles solares donde no haya sombra regular

Este es el primer y más obvio paso para garantizar que su sistema no sufra los efectos del sombreado parcial. Es extremadamente importante considerar todos los momentos del día y la estación al intentar determinar si un objeto cercano podría estar proyectando una sombra sobre su techo. Utilizando varias herramientas de mapeo, un instalador solar debería poder decirle si la sombra es un problema.

Un ejemplo de un árbol que ha crecido lo suficiente como para proyectar una cantidad significativa de sombra sobre el panel solar en un tejado cercano, una situación que los propietarios de paneles solares deben evitar.

Los propietarios de sistemas solares también deben asegurarse de que no haya árboles cercanos que puedan crecer lo suficiente como para causar problemas de sombra. La vida útil del sistema solar se estima comúnmente en más de 25 años, tiempo durante el cual los árboles tienen tiempo suficiente para crecer.

Las nubes son otra fuente potencial de sombra. Las nubes que pasan durante el día también pueden provocar fluctuaciones en la potencia del sistema, pero son básicamente inevitables. Se dice que las células solares de silicio amorfo soportan mejor la sombra que los paneles solares de silicio cristalino, pero en general, los paneles cristalinos son una mejor opción debido a la eficiencia general relativamente baja de los paneles amorfos.

Hay algunas otras tecnologías en desarrollo que pueden ofrecer alta eficiencia incluso en condiciones climáticas adversas, como las células solares “súper negras”, pero la mayoría de ellas aún son costosas o aún no están disponibles comercialmente.

Utilice un inversor de cadena con función de seguimiento MPP

El seguimiento del punto de máxima potencia (seguimiento MPP o MPPT) es una tecnología estándar en la mayoría de los inversores de alta gama en la actualidad. Un inversor equipado con un seguidor MPP (o varios de ellos) puede obtener la energía más utilizable de una fila de paneles solares (incluso bajo sombra) haciendo coincidir siempre el voltaje con el rango de entrada preferido del inversor. En resumen, un rastreador MPP ayuda a minimizar las pérdidas de rendimiento asociadas con el sombreado parcial y otros desajustes en el rendimiento del panel. Los inversores sin capacidad MPPT simplemente pierden energía hacia la cadena más débil una vez que cae por debajo del umbral de potencia requerido.

Un ejemplo de sombreado parcial en un sistema inversor multicadena convencional (Crédito de la imagen: pvsolarchina.com)

Consigue un sistema con microinversores u optimizadores de energía

Si la sombra de su tejado no es muy extensa (“casi sombra”), entonces los microinversores u optimizadores de energía podrían ser la opción adecuada para usted. Estos dispositivos evitan el problema de la sombra parcial al eliminar la necesidad o importancia de los cables en primer lugar. Básicamente, tanto los microinversores como los optimizadores de energía permiten que cada panel solar de un sistema funcione de forma independiente, de modo que la producción de energía del sistema general no se vea afectada de manera desproporcionada por solo uno o dos paneles a la sombra. (Se muestra: una tecnología más nueva de Maxim utilizada en una gama de módulos JinkoSolar promete una protección de sombras aún más detallada que los microinversores u optimizadores de energía tradicionales).

La principal desventaja de estas tecnologías es que tienden a ser un poco más caras que un sistema de inversor de cadena central estándar, por lo que en los casos en que el sombreado no es un problema, no es necesario gastar mucho dinero en ellas.

Una ilustración que muestra cómo los microinversores/optimizadores de energía pueden ayudar a resolver el problema de la sombra parcial en los paneles solares (a través del ahora desaparecido fabricante de microinversores Enecsys).

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