Los paneles solares son una fuente de energía renovable cada vez más utilizada en todo el entorno. Estos dispositivos convierten la luz solar en electricidad mediante el uso del efecto fotovoltaico. Sin embargo, el rendimiento de los paneles solares puede verse afectado por varios factores, uno de los cuales es el ángulo de incidencia solar.
¿Qué es el ángulo de incidencia?
El ángulo de incidencia (AOI, por sus siglas en inglés) es el ángulo entre la normal a la superficie del módulo fotovoltaico y el vector de la radiación solar incidente. Cuando el AOI aumenta, un mayor porcentaje de la radiación en el plano es reflejada desde la superficie del panel solar. Esto reduce la radiación en el plano que llega a las células fotovoltaicas, lo que a su vez reduce la generación de electricidad.
Para tener en cuenta esta reducción al modelar el rendimiento de los paneles solares, se multiplica la radiación en el plano por un factor de corrección del AOI (de 0 a 1). Este factor de corrección del AOI es la radiación en el plano que llega a las células fotovoltaicas dividida por la radiación en el plano que llega a las células fotovoltaicas cuando el AOI es normal a la superficie del panel solar. Otros términos para el factor de corrección del AOI incluyen: transmitancia para radiación difusa, transmisión relativa de luz en el módulo, entre otros.
Funciones para el factor de corrección del AOI
El factor de corrección del AOI puede representarse mediante una función, F(AOI), que proporciona una relación con el AOI. Esta función puede basarse en pruebas en interiores o exteriores donde se mide la corriente de cortocircuito de los módulos fotovoltaicos o una de sus células en un rango de AOIs.
Una de las funciones utilizadas es la función de Sandia, formulada por King et al. (2004) como un polinomio de quinto orden. Otra función utilizada es la función formulada por Martin y Ruiz (2001, 2013) utilizando exponenciales. Esta última formulación se utiliza en la norma IEC 61853-2 (IEC, 2016).
La norma IEC 61853-2 también permite el uso de un modelo aire-vidrio en lugar de mediciones para determinar los factores de corrección del AOI en los módulos solares con superficie de vidrio plana. Este modelo tiene en cuenta la interfaz aire-vidrio que domina la transmitancia de la radiación en relación con la incidencia normal.
El factor de corrección del AOI se utiliza para tener en cuenta la reducción de la radiación en el plano debido al ángulo de incidencia en los paneles solares. Este factor puede representarse mediante diferentes funciones y puede determinarse mediante mediciones o modelos.
Impacto del ángulo de incidencia en el rendimiento de los paneles solares
El ángulo de incidencia solar puede tener un impacto significativo en el rendimiento de los paneles solares. Cuando el ángulo de incidencia es normal a la superficie del panel solar, se maximiza la cantidad de radiación que llega a las células fotovoltaicas, lo que resulta en una mayor generación de electricidad. Sin embargo, a medida que el ángulo de incidencia aumenta, la cantidad de radiación que llega a las células fotovoltaicas disminuye, lo que reduce la generación de electricidad.
Un ángulo de incidencia perpendicular o cercano a él es ideal para maximizar la generación de electricidad. Por otro lado, un ángulo de incidencia mayor a 90 grados puede resultar en una generación de electricidad mínima o incluso nula.
Tener en cuenta el ángulo de incidencia al instalar paneles solares para maximizar su rendimiento. Los sistemas de seguimiento solar, que ajustan automáticamente la posición de los paneles solares para mantener un ángulo de incidencia óptimo, pueden ayudar a mejorar el rendimiento de los paneles solares.
Consultas habituales sobre el ángulo de incidencia en los paneles solares
- ¿Qué es la transmitancia para radiación difusa?
La transmitancia para radiación difusa es el factor de corrección del AOI que tiene en cuenta la reducción de la radiación difusa debido al ángulo de incidencia en los paneles solares. Esta transmitancia se utiliza para calcular la radiación en el plano que llega a las células fotovoltaicas.
- ¿Cómo se calcula el ángulo de incidencia en los paneles solares?
El ángulo de incidencia en los paneles solares se calcula utilizando la posición del sol y la orientación de los paneles solares. Se puede utilizar software de seguimiento solar o fórmulas matemáticas para determinar el ángulo de incidencia en un momento dado.
- ¿Qué es un sistema de seguimiento solar?
Un sistema de seguimiento solar es un sistema que ajusta automáticamente la posición de los paneles solares para mantener un ángulo de incidencia óptimo. Estos sistemas permiten maximizar la generación de electricidad al ajustar continuamente la orientación de los paneles solares a lo largo del día para seguir la trayectoria del sol.
El ángulo de incidencia solar es un factor importante que afecta el rendimiento de los paneles solares. Un ángulo de incidencia adecuado puede maximizar la generación de electricidad, mientras que un ángulo de incidencia desfavorable puede reducir la generación de electricidad. Tener en cuenta el ángulo de incidencia al diseñar e instalar sistemas de paneles solares para garantizar un rendimiento óptimo.