Las altas temperaturas no aumentan la generación de los paneles solares: pueden reducirla. En Mexicali, Baja California, las pérdidas de producción pueden situarse entre 5% y 10% durante condiciones de calor extremo, explicó Mario Alonso Ramos Pérez, coordinador de la Ingeniería en Energías Renovables de CETYS Universidad Campus Mexicali. La razón es que los módulos fotovoltaicos producen electricidad a partir de la luz solar, mientras que el calor eleva la temperatura de sus celdas y disminuye su voltaje.
La temperatura reduce el voltaje de las celdas
El Departamento de Energía de Estados Unidos señala que las celdas fotovoltaicas suelen funcionar mejor a temperaturas bajas. Cuando el semiconductor se calienta, sus propiedades cambian y el voltaje cae más de lo que aumenta la corriente. Como resultado, la potencia disponible del módulo disminuye conforme sube su temperatura.
Los fabricantes evalúan el rendimiento de los paneles bajo condiciones estandarizadas: una irradiancia de 1,000 watts por metro cuadrado y una temperatura de celda de 25 grados Celsius. Sin embargo, una instalación expuesta al sol puede operar en condiciones mucho más severas. Ramos Pérez indicó que incluso con temperaturas ambientales cercanas a 30 grados Celsius puede comenzar a observarse un efecto sobre la eficiencia.
La temperatura de la celda tampoco coincide necesariamente con la del aire. La radiación solar calienta directamente el módulo, por lo que, en una zona donde el ambiente alcanza 40 grados Celsius a la sombra, una celda expuesta al sol puede llegar aproximadamente a 60 grados en su interior. El Laboratorio Nacional de Energías Renovables de Estados Unidos indica que los fabricantes proporcionan coeficientes de temperatura para calcular cuánto puede disminuir la potencia en esas condiciones.
El calor extremo también acelera el desgaste
El impacto no se limita a la electricidad producida durante las horas más calurosas. Las temperaturas extremas pueden deteriorar con mayor rapidez algunos componentes del módulo, incluidas las celdas y otros materiales. El Departamento de Energía estadounidense advierte que ese daño puede reducir potencialmente la vida operativa de una instalación.
No existe, sin embargo, una reducción uniforme de la vida útil para todos los paneles. La degradación depende del tipo de módulo, los materiales utilizados, las condiciones ambientales, la calidad de la instalación y el mantenimiento. Por ello, el efecto acumulado debe evaluarse de acuerdo con las características concretas de cada sistema.
Ventilación y diseño para regiones cálidas
En zonas de altas temperaturas, el diseño de la instalación puede ayudar a limitar el calentamiento. Una separación adecuada entre los paneles y la superficie de montaje favorece la circulación de aire y la disipación natural del calor. También es necesario elegir módulos considerando no solo su eficiencia nominal, sino su comportamiento frente a la temperatura.
Entre las medidas señaladas por CETYS se encuentran mantener ventilado el espacio debajo de los paneles, evaluar sistemas de enfriamiento activo cuando la instalación lo justifique y conservar limpia la superficie de los módulos. El polvo y la suciedad pueden provocar pérdidas adicionales de producción, y el Departamento de Energía de Estados Unidos los incluye, junto con el calor, entre los factores ambientales que reducen el rendimiento fotovoltaico.
En determinadas aplicaciones, el calor producido por los módulos también puede aprovecharse mediante sistemas fotovoltaicos-térmicos, capaces de generar electricidad y utilizar simultáneamente esa energía térmica para calentar agua u otros fines. Así, la elección de una instalación solar para una región cálida requiere valorar la ventilación, el tipo de panel, el clima y el mantenimiento, además de las horas disponibles de radiación solar.
