Eficiencia energética de los paneles solares y degradación a lo largo del tiempo

La eficiencia y la longevidad de los paneles solares son factores cruciales que definen la sostenibilidad en la industria solar. Comprender el equilibrio entre el aprovechamiento de la luz solar para una conversión óptima de energía y la inevitable degradación es esencial. Hoy analizaremos la eficiencia de los paneles solares y por qué se degrada con el tiempo.

Eficiencia energética de los paneles solares y degradación a lo largo del tiempo

El proceso de convertir la luz solar en energía eléctrica, en relación con la capacidad de la energía solar fotovoltaica, se denomina eficiencia energética del panel solar. Se determina por la cantidad de energía producida por unidad de superficie. Una mayor producción de energía de una superficie específica indica una mayor eficiencia, Mientras que una menor producción energética implica una proyección de menor eficiencia.

Sin embargo, después de algún tiempo, los paneles solares pierden eficiencia, lo que disminuye gradualmente su vida útil.

Planta de Laboratorio Nacional de Energía Renovable menciona que el La tasa de degradación es de alrededor del 0.5% al ​​0.8% por año. pero varía según el modelo, marcas y tipos de paneles.

Factores que afectan la degradación de los módulos fotovoltaicos de los paneles solares

1. Degradación debida a la inducción de luz: Este fenómeno afecta a los paneles solares, cuya eficiencia se reduce temporalmente durante la exposición primaria a la luz solar. Esto se debe al movimiento del boro y el oxígeno dentro de las células de silicio.

2. Degradación por inducción potencial: El proceso por el cual la energía fotovoltaica en los paneles solares se origina por el flujo de corriente entre las células y otros componentes provoca la pérdida de rendimiento.

3. Degradación relacionada con el envejecimiento: Los módulos fotovoltaicos, después de años de funcionamiento, pierden su rendimiento debido a factores ambientales y al estrés térmico.

4. Falla de la lámina posterior: Para un módulo fotovoltaico, la lámina posterior actúa como una capa protectora trasera y está hecha de material de polímero de fluoruro de polivinilo. Cuando esta presenta una decoloración, la formación de burbujas de delaminación provocaría una degradación.

Ver también: 10 maneras de proteger los paneles solares del granizo

Calculadora de eficiencia de paneles solares

La siguiente fórmula se utiliza para calcular la eficiencia 

Eficiencia solar en porcentaje (%) = ((Potencia máxima/área)/(1000)) * 100%

• La potencia máxima es la mayor cantidad de energía producida por el panel, escrita en vatios (W).
• Área significa el área de superficie del panel solar, que se escribe en metros cuadrados (m2).

Por ejemplo, la potencia máxima de un panel es de 200W y tiene una superficie de 1 mXNUMX.

Entonces, utilizando la fórmula de eficiencia energética del panel solar, tenemos,

Eficiencia (%) = ((200/1)/1000)*100% = 20%

Máxima eficiencia de la célula solar

El Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL) de Energy Research menciona en sus estudios que la tasa de eficiencia más alta se encuentra 39.5%  para una célula solar de triple unión.

Sin embargo, la mayor eficiencia registrada para células solares es 47.1%, para células solares de concentración multiunión.

Nota:  Este notable récord se estableció en condiciones de laboratorio utilizando luz altamente concentrada.

¿Por qué la eficiencia de los paneles solares es baja?

A continuación se presentan algunas razones comunes responsables de las proyecciones de baja eficiencia de los paneles solares:

1. Impactos de la ubicación: Cuando los paneles solares se colocan en regiones con menor luz solar o en áreas frecuentemente nubladas, la luz afectará la eficiencia.

2. Defectos de fabricación: A la hora de comprar, invierta en paneles altos para una mayor durabilidad a largo plazo; los paneles mal fabricados son vulnerables a la degradación con el tiempo.

3. Problemas con el inversor: El inversor también afecta sus funciones y puede provocar un menor rendimiento.

4. Mantenimiento:  Al mantenerse los paneles sobre una superficie expuesta, se acumula polvo, excrementos de pájaros o residuos, lo que impide la entrada de luz solar. Limpiar los paneles con frecuencia es fundamental para garantizar un rendimiento óptimo.

5. Desperdicio técnico: Las pérdidas de energía en el cableado, las conexiones y los componentes eléctricos del sistema de energía solar pueden contribuir a reducir la eficiencia.

6. Ángulo de instalación: Esto es importante para la configuración del sistema de paneles. Si no se mantiene un ángulo óptimo o una orientación incorrecta, se reducirá la probabilidad de exposición a la luz solar, lo que reduce la eficiencia.

También puedes ver el Formas de aumentar la eficiencia del panel.

Curva de degradación de los paneles solares

La siguiente gráfica muestra la degradación de la eficiencia de los paneles solares a lo largo del tiempo, lo que nos ayuda a comprender su rendimiento a largo plazo.

Gráfico del costo de los paneles solares a lo largo del tiempo

Desde su aparición, el coste de los paneles solares ha experimentado una tendencia a la baja, convirtiéndolos en una fuente de energía natural rentable para la humanidad.

Las siguientes tendencias generales describen los cambios en costos del panel con el tiempo.

1. Costos de apertura (1975 – 1990): En sus inicios, la tecnología de paneles solares era nueva y costosa. La producción en sí misma era más costosa y tardaba en alcanzar la eficiencia.

2. Rápida caída de los costos (1990-2000): A medida que la tecnología mejoraba, la manufactura también mejoraba, y los incentivos gubernamentales también iban de la mano. Durante este período, se observa una disminución gradual de los costos.

3. Mayor disminución de los costos (2000-2010): A medida que creció la demanda, aumentó la competencia entre fabricantes, por lo que se volvieron abundantes provocando la caída de los precios.

4. Mayor asequibilidad (década de 2010-década de 2020): La paridad de red, donde el costo de la electricidad solar es igual o más barato que el de la electricidad de la red convencional, la hace asequible tanto para proyectos residenciales como comerciales.

Esta es la gráfica donde se pueden visualizar estas tendencias de costos a lo largo de los años.

Referencia cruzada: Análisis de costos de fabricación de energía solar

¿Las garantías de los paneles solares tienen en cuenta la pérdida de eficiencia?

SíLos fabricantes ofrecen garantías que permiten que los paneles mantengan una eficiencia de al menos el 97.5 % después de un año y aproximadamente el 85 % después de 25 años. Sin embargo, la disminución de la eficiencia varía según la marca de energía solar.

En resumen, la disminución gradual de la eficiencia o degradación afecta el rendimiento a largo plazo de los paneles solares. Depende de los procesos de fabricación; sin embargo, las normas de la industria suelen incluir garantías de degradación que especifican la pérdida de eficiencia prevista durante un cierto número de años. Para acceder a más contenido informativo, siga leyendo nuestras entradas del blog.

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