La energía solar se ha convertido oficialmente en la fuente más barata de energía limpia gracias a los rápidos avances tecnológicos y los beneficios económicos. El principio básico detrás de estas plantas fotovoltaicas es convertir la luz solar en electricidad con la ayuda de pequeñas células fotovoltaicas dentro de los paneles solares. La producción de energía de las plantas solares depende de diferentes factores y condiciones geográficas. Uno de los factores importantes es el cambio de las condiciones climáticas, ya que esto tendrá un impacto significativo en la producción total de electricidad a largo plazo. Especialmente, la variabilidad a corto plazo de las nubes formadas durante el día tendrá un impacto directo en la generación de energía.
¿Cómo funcionan los paneles solares y cómo operan?
La radiación solar es absorbida, dispersada y reflejada por los componentes de la atmósfera. Los paneles solares fotovoltaicos convierten esta radiación en corriente continua (CC) y el inversor convierte la corriente continua en corriente alterna (CA), que se dirigirá a los electrodomésticos del hogar. La cantidad de radiación que llega a la atmósfera terrestre es menor que en el espacio exterior y se clasifica en:
- Irradiancia Horizontal Global (GHI) : es la cantidad total de radiación que llega de forma perpendicular a la superficie. La superficie puede ser el suelo o los paneles solares montados de forma paralela al suelo.
- Irradiancia Difusa Horizontal (DHI) : es la cantidad total de radiación solar que no llega en una trayectoria directa desde el sol. Se dispersa por las nubes y partículas en la atmósfera y llega en igual medida desde todas las direcciones.
- Irradiancia Inclinada Global (GTI) : representa la irradiación que cae sobre una superficie inclinada. Esta superficie inclinada representa los paneles solares montados en un cierto ángulo para optimizar su rendimiento.
- Albedo : se refiere a la radiación solar reflejada desde la superficie terrestre.
Los días nublados pueden afectar mucho el rendimiento solar en comparación con un día soleado y despejado, ya que la radiación solar no llega directamente a los paneles solares, sino que se dispersa por las nubes en la atmósfera. Los paneles solares aún pueden generar energía en días nublados, pero la producción de energía será menor en comparación con un día soleado. Se ha investigado el efecto de la nubosidad en la producción de electricidad por paneles fotovoltaicos.
El estudio describe la influencia de diferentes tipos de nubes en la producción de electricidad por paneles fotovoltaicos. Según la altitud, las nubes se clasifican en tres niveles:
- Nivel bajo: hasta 2 km de la superficie terrestre.
- Nivel medio: de 2 a 7 km.
- Nivel alto: de 5 a 13 km.
Se recolectaron datos de irradiación global y producción de energía en un sistema de techo pequeño compuesto por 9 paneles fotovoltaicos con un área total de 125 metros cuadrados en noviembre. El estudio concluyó que es imposible detectar el porcentaje de dependencia entre la nubosidad y la producción de electricidad de los paneles fotovoltaicos, pero se observó que una baja cobertura de nubes tiene el mayor impacto negativo en la producción de energía, ya que impide el paso de la mayor parte de la luz solar.
El efecto de los bordes de las nubes en los paneles solares
El efecto de los bordes sugiere que los paneles solares producen más electricidad de lo habitual en días soleados. Esto ocurre cuando la radiación solar pasa por encima del borde de las nubes, lo que enfoca más luz solar en la matriz de paneles solares. Este efecto de los bordes de las nubes es un fenómeno bien conocido, pero sus efectos en las plantas fotovoltaicas no se han comprendido completamente. Un estudio describe cómo los eventos de mejora afectan a los generadores fotovoltaicos a gran escala. El estudio concluyó que la irradiación máxima que ocurre debido a este fenómeno es mayor que la irradiación en un cielo despejado, y las posibilidades de que estos eventos ocurran son generalmente más bajas.
Los fabricantes de paneles solares no necesariamente tienen en cuenta estos factores al fabricar los paneles solares. En general, los paneles solares monocristalinos se consideran mejores para los días nublados en comparación con los paneles multicristalinos. Aunque son un poco más caros que los paneles de película delgada/multicristalinos, tienden a tener un mejor rendimiento en condiciones de poca luz debido a su alta eficiencia en comparación con otros tipos. Muchas compañías de paneles solares han estado trabajando en mejorar la tecnología y eficiencia de los paneles, lo que ha dado lugar a diferentes opciones disponibles en el mercado, como paneles PERC (contacto posterior de emisor pasivado), Topcon (túnel de contacto de pasivación de óxido), paneles bifaciales y paneles de media celda. Estas opciones no son alternativas que funcionen eficazmente en días nublados, sino que son diferentes opciones disponibles en el mercado.
Los días nublados no son una preocupación importante cuando se trata de decidir si debemos invertir en paneles solares o no. Dicho esto, los días nublados aún tienen un impacto en la cantidad de electricidad producida, pero incluso en esos días, los paneles solares siguen operando a más del 50% de su producción máxima. Dependiendo de los requisitos de energía y el número de paneles instalados, los días nublados no tendrán un gran impacto en la producción de energía.