Els panells solars produeixen més energia si fa més calor?

Com més calor fa, més electricitat generen els panells solars?

És habitual pensar que, en tractar-se de sistemes que funcionen amb l’energia del sol, els panells solars produiran més electricitat com més gran sigui la temperatura. No és així.

Els sistemes solars fotovoltaics converteixen la llum solar directa en electricitat. El que necessiten aquests panells no és calor, sinó fotons (partícules de llum).

"La temperatura de funcionament òptima per a un panell solar és per sota dels 25 °C”.

Quan les temperatures pugen, també ho fa la temperatura de les cèl·lules, cosa que pot reduir el seu rendiment elèctric.

La temperatura de funcionament òptima per a un panell solar és per sota dels 25 °C, segons UNEF. Temperatures més altes poden afectar-ne l’eficiència.

Aquesta resposta tèrmica no impedeix que la producció diària sigui alta també a l’estiu, ja que, malgrat la calor, es disposa d’un major nombre d’hores de radiació solar amb baixa influència dels núvols.

Diferència entre energia solar fotovoltaica i energia solar tèrmica

Mentre que la solar fotovoltaica converteix llum en electricitat, l’energia solar tèrmica sí que utilitza la calor del sol com a font principal.

El sistema escalfa un fluid, normalment aigua o oli tèrmic, que s’emmagatzema o es distribueix per a usos com la calefacció, l’aigua calenta sanitària o aplicacions industrials.

Aquest tipus de tecnologia és eficient en zones càlides i amb alta radiació solar. Com més calor faci, millor funcionarà, ja que el seu rendiment està vinculat a la capacitat de captar i conservar aquesta calor.

Tot i que ambdues tecnologies parteixen del mateix recurs natural, el sol, el seu funcionament respon a principis diferents: un de tèrmic i un altre de fotovoltaic.

Com afecta la temperatura als panells solars?

En els sistemes fotovoltaics, el rendiment depèn fonamentalment de la llum, tot i que la temperatura també hi influeix. Quan les cèl·lules solars s’escalfen, el seu comportament elèctric canvia: la tensió disminueix i l’eficiència de conversió baixa. Aquest efecte està previst des del disseny del panell.

La clau rau en l’equilibri entre captació de llum i gestió tèrmica. En climes càlids, les instal·lacions estan preparades per mantenir una ventilació adequada que afavoreixi la dissipació de la calor. Tot i així, la producció se’n veu afectada.

Addicionalment, depenent de la tecnologia de disseny del mòdul solar, l’efecte de la pèrdua de rendiment amb l’increment de la temperatura pot ser més gran o més petit. Així, existeixen diferències entre tipus de mòduls de fins a un 5% de pèrdua d’eficiència addicional quan es considera la temperatura de treball en el període d’estiu.

"A l’estiu la producció total diària augmenta perquè hi ha més hores útils de sol”.

Tanmateix, encara que a l’estiu l’eficiència instantània sigui més baixa, es pot arribar a produir més energia al llarg del dia. Els dies són més llargs, la inclinació solar és més favorable i la radiació directa és constant.

I a l’hivern? Funciona millor un panell solar quan fa fred?

Un dia fred, serè i amb vent pot oferir un rendiment molt alt. La llum solar directa activa la producció elèctrica i les baixes temperatures permeten que les cèl·lules funcionin en un entorn estable.

A més, el vent actua com un sistema natural de refrigeració i contribueix a mantenir la superfície dels panells neta. Això afavoreix que el sistema treballi durant més hores a prop de la seva eficiència màxima.

Tot i així, com que hi ha menys hores de llum directa, la producció acumulada és menor que a l’estiu. Però no pas per la temperatura, sinó per la menor disponibilitat solar.

Aquest equilibri entre eficiència i producció al llarg del dia és el que porta a avaluar el funcionament global d’una instal·lació a través d’un indicador tècnic: el Performance Ratio.

Què és el Performance Ratio (PR) i per què importa?

El Performance Ratio (PR) permet conèixer el rendiment real d’una instal·lació solar en relació amb el màxim teòric que podria assolir, segons explica el NREL, National Renewable Energy Laboratory.

És un índex tècnic que té en compte factors com la temperatura, les pèrdues per cablejat o la brutícia.

És útil per interpretar les variacions estacionals. Per exemple, a l’estiu, el PR pot veure’s reduït per l’acumulació de calor, encara que la producció global sigui alta. En canvi, a l’hivern el PR pot augmentar gràcies a l’estabilitat tèrmica del sistema, tot i que els dies siguin més curts.

Un PR entre 0,75 i 0,9 es considera normal en instal·lacions modernes. Aquesta xifra permet als professionals del sector verificar si una planta solar funciona correctament, evitant interpretar erròniament les dades de producció pel simple fet que faci més calor o més fred.

Factors que influeixen en el rendiment dels panells solars

L’eficiència d’un panell solar està condicionada per múltiples factors tècnics i ambientals, més enllà de la temperatura.

• Tipus de cèl·lula solar: les monocristal·lines ofereixen una eficiència més gran i ocupen menys espai. Les policristal·lines i de pel·lícula fina tenen un rendiment inferior i es veuen més afectades per la calor, però són econòmiques i versàtils.
• Radiació solar disponible: com més llum directa incideixi sobre el panell, més gran serà la generació d’electricitat.
• Orientació i inclinació del panell: és important ajustar l’angle dels panells segons la latitud i l’estació, ja que això permet optimitzar la captació de radiació solar.
• Condicions de neteja: l’acumulació de pols o brutícia sobre la superfície del panell redueix l’entrada de llum i, per tant, el seu rendiment.
• Disseny i materials del panell: la qualitat dels components, la disposició de les cèl·lules i el color de la làmina protectora també influeixen en el rendiment.
• La “vellesa” del mòdul: amb el pas dels anys, el mòdul solar comença a perdre rendiment a causa de l’envelliment dels components.

La producció dels panells solars augmenta per la quantitat de llum solar que incideix sobre els mòduls al llarg del dia. A l’estiu, aquesta llum és més abundant. La diferència entre l’energia solar tèrmica i l’energia solar fotovoltaica és que la tèrmica sí que aprofita la calor, mentre que la fotovoltaica depèn de la llum i la calor té un efecte negatiu en el seu rendiment.