Es fácil confundir la energía térmica y la energía lumínica, ya que a menudo las experimentamos juntas. Sin embargo, cuando se trata de paneles solares, hay una gran diferencia entre ambas.
Esto se debe a las características únicas de un panel solar. Esta diferencia juega un papel importante para responder a la pregunta de si los paneles solares funcionan menos a ciertas temperaturas.
La ciencia de la conversión de energía solar
La regla número uno (a menudo olvidada) de la electricidad solar es que los paneles solares generan electricidad con la luz del sol, no con el calor.
Aunque la temperatura no cambiará la cantidad de energía que un panel solar absorbe del sol, puede afectar la cantidad de energía que se convierte en electricidad. Si un panel solar está extremadamente caliente o extremadamente frío, su eficiencia disminuirá. Esto es típico de la mayoría de los dispositivos y equipos electrónicos, por lo que no debería ser una gran sorpresa.
Lo que podría ser algo sorprendente es que los paneles solares parecen poder manejar un poco más el frío que el exceso de calor. Aquí está el por qué.
Un panel solar caliente frente a un panel solar frío
Dentro de una célula solar caliente, los átomos vibran a una velocidad más rápida que cuando la célula solar está fría. Los electrones dentro de los átomos se energizan normalmente a un nivel más alto con la luz solar, y así generan electricidad.
En términos rudimentarios, cuando el exceso de calor hace que los átomos vibren más rápido, los electrones dentro de los átomos tienen más dificultades para salir. Cuando esto sucede, la energía nunca se convierte en corriente eléctrica.
Otra forma de ver esto es que las células solares producen energía mediante el movimiento de los electrones desde un estado de energía (reposo) a uno más alto (excitado). Cuando un panel solar está caliente, la diferencia entre el estado de reposo y el estado de energía excitado es menor, por lo que se crea menos energía.
Lo contrario ocurre cuando un panel solar está más frío. Dentro de una célula solar fría, los electrones siguen siendo excitados por la luz solar y pueden moverse fácilmente hacia el nivel de energía más alto. Esto se debe a que los átomos no vibran. Aunque los electrones se mueven más lentamente, los que logran avanzar llevan más energía que los electrones en un estado de calentamiento.
¿Cuánta diferencia puede marcar?
La eficiencia de los paneles solares disminuye aproximadamente un 0.05 por ciento por cada grado Celsius de aumento de temperatura. Por otro lado, la eficiencia aumenta en un 0.05 por ciento por cada grado Celsius de disminución de temperatura. Tener en cuenta que estamos hablando de la temperatura del panel en sí, no de la temperatura exterior, aunque la temperatura del aire obviamente puede afectar la temperatura del panel.
La cantidad exacta en que cambia la eficiencia depende del hardware y de cómo se diseñan los paneles solares. Los fabricantes de paneles solares miden qué tan bien un panel maneja el calor o el frío como un coeficiente de temperatura. Es un rango de las temperaturas en las que un panel puede producir en su mejor momento. Aquí tienes un ejemplo. Un panel de 200 vatios a 20 grados Celsius (68 grados Fahrenheit) podría producir solo 180 vatios cuando el panel alcanza los 45 grados Celsius (113 grados Fahrenheit).
Más fresco es mejor para los paneles solares, pero el sol compensa la diferencia
El día ideal para un panel solar es en realidad frío, soleado y ventoso. En estas condiciones, el panel recibe mucha energía del sol, se mantiene fresco y el viento arrastra los niveles normales de calor generados dentro del propio panel solar. Por supuesto, las temperaturas árticas extremadamente frías eventualmente también pueden disminuir la producción. A una cierta temperatura, todo se ralentiza.
Entonces, si bien las temperaturas más frías son en realidad mejores para la producción de paneles solares, las regiones más cálidas compensan su calor con un sol extra. Las regiones más frías tienden a estar en ángulos ligeramente menos ventajosos con respecto al sol y al ecuador, pero compensan esto con una gran eficiencia cuando el sol brilla. En general, ya sea que vivas en una región más cálida o más fría, puedes obtener una gran eficiencia solar.
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