17 de junio de 2022
Los microinversores ayudan a maximizar el rendimiento de tus placas solares y alargar su capacidad de producción. Como todo dispositivo, aparato, o tecnología, los paneles fotovoltaicos tiene una vida útil y van perdiendo facultades con el tiempo. Por suerte, en este caso se trata de una durabilidad muy larga, de más de 35 años. Aún así, hay pequeños factores inevitables que pueden deteriorar tu instalación y hacer que pierda rendimiento.
En este artículo te contaremos cómo se desajustan las placas solares a partir de 7 motivos y, además, te daremos la solución para que todas estas circunstancias afecten al mínimo a tu instalación y, en definitiva, a tu bolsillo: los microinversores. Estos maximizan la producción de los paneles solares y minimizan los daños que tu instalación sufre durante los años.
En la última entrada «¿Cómo ampliar una instalación fotovoltaica?» hablábamos de qué son los microinversores y qué importancia tienen los microinversores para gozar de una instalación de placas solares fotovoltaicas eficiente, versátil y fácilmente ampliable. Esta vez, entraremos más al detalle en los beneficios de los pequeños inversores en cuanto a la conservación de tu instalación y demostraremos su eficacia para mantener sano cada panel.
Ofrecemos soluciones personalizadas para cada caso y nos encargamos de todo el proceso de instalación.
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La clave para solventar las dificultades del paso del tiempo es que cada placa tenga su microinversor. De esta manera, la instalación funciona de manera autónoma y un problema concreto no afecta al rendimiento del conjunto. De lo contrario, con un solo inversor central los daños afectan de manera global a la instalación. Así es como se puede aumentar el rendimiento de los paneles solares.
Hay circunstancias que siempre van a influir, sea como sea la instalación fotovoltaica con microinversores, esté ubicada dónde esté, tenga sombras durante parte del día o esté siempre expuesta al sol. Pero, ¿por qué hay diferencias entre paneles solares? Hablamos de factores como:
Estas diferencias afectan a cada panel y provocan una pérdida de energía del 4 o 7% en una planta fotovoltaica nueva y puede empeorar hasta un 25% con el paso de los años. De ahí que sea importante hacer el esfuerzo de maximizar la producción de las placas solares
Hay factores que afectan diferente a cada placa. Sin microinversores, las pérdidas de energía perjudican a todo el sistema
Como hemos visto, el rendimiento de las placas solares depende de circunstancias que inciden de manera diferente a cada placa y, por eso, es importante que cada una disponga de un microinversor, para paliar cada uno de los problemas.
Los microinversores solares maximizan la capacidad de producción de los paneles solares porque disminuyen las diferencias entre placas y permiten que todo el sistema no pague por la debilidad de un solo módulo. Lo agradecen el resto de paneles y también lo agradecerá tu bolsillo, porque al final estamos evitando perder energía.
Antes de entrar en las razones por las que se degradan las placas solares, explicaremos cómo afecta y perjudica a una instalación que los paneles no funcionen de la misma forma desde el punto de vista técnico. Esto ocurre por motivos de diferencias de fabricación, estado de mantenimiento o cuidado.
Veremos que con los microinversores, el rendimiento de las placas solares se puede optimizar mucho más que con un inversor central, así como maximizar la producción de los paneles solares y su vida útil.
Primero de todo, cabe recordar que la función de inversores y microinversores es la de convertir la energía continua en alterna. Es decir, transformar la energía fotovoltaica captada para poder usarla para nuestras necesidades.
En una instalación donde los módulos no funcionan exactamente de la misma forma (la mayoría), un inversor central no puede optimizar toda la energía posible, ya que no puede adaptarse a los valores de cada panel y tiene que fijar una potencia «media», un punto operativo para toda red, porque tiene que optimizar varios módulos simultáneamente. Así, el punto de potencia es subóptimo para cada uno de ellos.
Trabajar con microinversores solares significa poder tratar cada panel de manera individualizada y maximizar la energía que procesa, ya que cada microinversor solo transforma la energía de su panel. Podremos obtener más energía porque cada placa funcionará con el punto óptimo de potencia de su módulo, gracias al microinversor. Así, obtendrá el mayor voltaje por corriente posible.
El rendimiento de las placas solares puede reducirse dependiendo de las características de la placa: suciedad, sombras que recibe, sobrecalentamiento… Veamos algunos motivos por los que se puede reducir la producción de las placas solares.
Como en todo producto, los procesos de fabricación no son uniformes y existen unas tolerancias aceptables. Se consideran iguales dos placas fotovoltaicas no exactas. Además, en este caso los materiales de los que se compone esta tecnología son muy especiales y particulares, cosa que dificulta aún más la obtención de piezas idénticas. Hablamos de los cristales de silicio, obleas y células fotovoltaicas.
Llevado a los números, en la industria se asume un 3% de tolerancia aceptable. Esto significa que hay módulos fotovoltaicos con más capacidad de producir que otros. En las diferencias contribuyen las inconsistencias propias de los materiales semiconductores, las impurezas en el aire, la acumulación de residuos en las herramientas de fabricación y la deriva térmica.
Algunos paneles reciben más calor que otros. Esta variación térmica puede llegar hasta los 20 grados centígrados entre los módulos fríos y calientes de una misma planta fotovoltaica.
Los motivos de la alteración térmica son fáciles de explicar. Simplemente, los módulos hacia el borde de una instalación reciben mucho más aire que los paneles que están en el centro o en la parte inferior (si nos referimos a una instalación montada en el suelo). Por tanto, a mayor flujo de aire, mayor refrigeración y menor temperatura de trabajo.
¿Cómo afecta la temperatura al rendimiento de las placas? La diferencia de temperatura de 20 grados entre placas puede provocar una variación del 9% de la potencia de salida entre las de diferente temperatura. La mayoría de los módulos de silicio cristalino tienen un coeficiente térmico de potencia de aproximadamente 0,45% por grado centígrado.
La suciedad desigual entre placas es otro factor que afecta a las diferencias de producción. Cambia la insolación que recibe cada módulo y genera diferentes niveles de producción de energía. En nuestros cálculos, estimamos pérdidas del 0 al 4%. La suciedad variable tiende a ser persistente a mediano plazo (de 3 a 6 meses) y a menudo genera «puntos calientes» en el panel que reduce su eficiencia.
La suciedad se acumula de manera desigual por muchos motivos, entre otros:
Son un desafío difícil de predecir con precisión porque viene muy marcado por factores específicos del sitio como:
Las nubes de alta atmósfera generan distintos patrones de sombra a medida que se mueven sobre la tierra. Esto puede provocar desajustes significativos en la insolación, sobre todo en plantas fotovoltaicas grandes.
Además, existe un fenómeno que crea picos de energía producida llamado «efecto de borde«. Se trata de la situación en la que las placas no solo reciben la luz solar directa del cielo despejado que se encuentra sobre ellas, sino que también se refleja luz solar adicional a través de las nubes que están justo al lado de la zona de cielo despejado. Este «efecto de borde» puede provocar picos instantáneos de potencia de hasta el 125% de la potencia máxima de una instalación.
Ambos comportamientos crean un desajuste de módulos extremadamente difícil de abordar de manera efectiva para un inversor central. A diferencia de los problemas descritos anteriormente, los fenómenos meteorológicos ocurren de forma rápida y aleatoria.
Afecta más a las instalaciones grandes. Las distancias entre cada una de las cadenas hasta el inversor pueden variar considerablemente. De manera que con mayor recorrido de cable, más potencia se pierde.
Es uno de los factores menos entendidos en plantas solares: la degradación de los paneles. Los módulos de silicio se degradan, pero no se degradan al mismo ritmo.
La variación de fabricación, que es de un 1% cuando los paneles son nuevos, pasa a ser del 5% después de cinco años en módulos vecinos idénticos. Algunos se degradan más rápido que otros.
Asimismo, la degradación puede acelerarse aún más en los módulos degradados, ya que no pueden hacer frente a toda la luz incidente, se sobrecalientan y provocan procesos químicos que los dañan más.
Desperfectos causados por el uso y el paso del tiempo que contribuyen a la pérdida de energía. Entre otros:
Hay otro factor importante a la hora de maximizar el rendimiento de los paneles solares. Si además de todo lo comentado, tenemos sombras en la instalación fotovoltaica, el uso de sistemas MLPE y microinversores aún tiene más sentido.
Las sombras pueden provocar diferencias de potencia de salida de más del 50% entre dos módulos fotovoltaicos vecinos. Esto implica, en soluciones clásicas, que todos los paneles de la misma red, trabajarán al 50%, aunque solo uno de ellos esté recibiendo la sombra. Con los microinversores, solo el panel que recibe la sombra trabajará al 50% y los otros no tendrán ninguna afectación derivado de la sombra del panel.
En el caso de las instalaciones fotovoltaicas sin sombras es erróneo, anticuado y fuera del estado del arte de la industria fotovoltaica, considerar que, si no hay sombras en una planta solar, todos los paneles fotovoltaicos pueden controlarse como si fueran exactamente iguales. La verdad es que no.
Hay muchos otros factores inevitables que influyen en el rendimiento de cada panel, como los que se han relatado anteriormente. Por eso, la opción de los microinversores utilizada por ACCIONA Energía es la más solvente y fiable en cualquier caso. Queda demostrado que los microinversores maximizan la capacidad de producción de los paneles solares y son el futuro.
El impacto colectivo de estas fuentes de diferencia, generalmente, representan una pérdida de energía del 4% al 7% en una instalación nueva y pueden llegar al 20% o 25% al cabo de pocos años. Por ello, la conexión de paneles solares con microinversores es una gran opción para evitarlo.
Sin embargo, estas pérdidas se pueden eliminar mediante el uso de sistemas como los que propone ACCIONA Energía para su instalación: sistemas de última generación MLPE (Module Level Power Electronics) basados en microinversores. ACCIONA Energía cuenta con los microinversores de última generación de la mano de su partner, la compañía tecnológica americana ENPHASE.
Además, los datos en cuanto al módulo ayudan a los propietarios del sistema a detectar anomalías o fallas del sistema tan pronto como ocurren, pudiendo diagnosticar el tipo de fallo en remoto.
Observamos que muchas empresas ignoran las pequeñas diferencias entre paneles y solo se fijan en que todos carezcan de sombras y estén instalados de manera aparentemente idéntica. Tampoco contemplan que las circunstancias puedan cambiar en 25, 30 o 40 años. Entonces, están condenadas a tomar decisiones obsoletas y simplificadas en sus instalaciones y mantenimientos fotovoltaicos.
ACCIONA Energía ofrece una visión y análisis más profundo y a largo plazo que permite a los futuros propietarios tomar las decisiones adecuadas en cuanto a coste-beneficio, amortización y mantenibilidad de la instalación, para empresas y, como ya te hemos contado en otro artículo, para hogares.
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