¿Cómo afecta el sombreado a la producción fotovoltaica?
El impacto invisible del sombreado: cómo pequeñas sombras pueden reducir drásticamente la producción fotovoltaica.
🤔 El sombreado es uno de los principales factores que afecta la eficiencia de las instalaciones fotovoltaicas. Incluso pequeñas sombras que cubren solo una parte mínima del panel pueden tener un impacto desproporcionadamente grande en la producción de energía. La razón de esto radica en la estructura interna de los módulos y en cómo las células están interconectadas en serie para generar electricidad. Por ejemplo, si un pequeño porcentaje de sombra cubre por completo una sola célula al inicio de una serie de células en un panel fotovoltaico, puede reducir significativamente la corriente que atraviesa el panel. Esto ocurre porque todas las células en una serie deben operar a la misma corriente; si una célula se ve afectada, actúa como un cuello de botella y limita la producción de todas las demás, incluso si el resto del panel está completamente expuesto al sol.
Para ilustrar esto, podemos considerar un módulo con 72 células (6x12) dispuesto horizontalmente, como se muestra en la Figura A). El módulo está dividido en tres submódulos, cada uno protegido por un diodo bypass.
En la Figura B), observamos que la célula inferior derecha está completamente sombreada, lo que representa un 1/72 = 1.39 % de sombreado total del módulo. Por otro lado, en la Figura C), vemos que todas las células de la primera fila están sombreadas en un 10 % cada una, lo que resulta en un 0.1/6 = 1.67 % de sombreado del módulo. A pesar de que el porcentaje de sombreado total es mayor en la Figura C), la producción de energía del módulo es menor en el primer caso. Esto se debe a que, en el primer caso, el submódulo inferior no produce energía debido a que tiene una célula completamente sombreada. En consecuencia, se activa el diodo bypass y la producción total del módulo se limita a la de los otros dos submódulos. En cambio, en el segundo caso, el primer submódulo sí contribuye a la producción total del módulo, dado que el sombreado de cada célula es muy pequeño y la reducción de la producción de dicho submódulo es menor, sin activar el diodo bypass.
En la Figura D), todas las células de la columna derecha están completamente sombreadas (1/12 = 8.33 % de sombreado total del módulo), mientras que en la Figura E), todas las células de la fila inferior están sombreadas (1/6 = 16.67 % de sombreado del módulo, el doble que en el caso anterior). En este caso, en la situación de la Figura D) el módulo no produce energía, ya que cada submódulo tiene al menos una célula completamente sombreada. Sin embargo, en la Figura E), se activa el diodo bypass para el submódulo inferior, que no produce nada, mientras que los otros dos submódulos continúan produciendo energía, por lo que la producción del módulo no es nula. De hecho, la producción en este caso es equivalente a la observada en la Figura B), donde solo había una célula sombreada.
👉 En conclusión, la presencia de sombras en los módulos fotovoltaicos puede afectar significativamente la producción de energía, incluso si el porcentaje de sombreado parece pequeño. La configuración de las células en serie y la activación de los diodos bypass pueden influir en la eficiencia general del sistema. Por lo tanto, es crucial considerar y minimizar el impacto del sombreado en las instalaciones fotovoltaicas para optimizar su rendimiento y garantizar una producción de energía más eficiente.
