Eficiencia de los paneles solares: todo lo que necesitas saber

En los últimos años, la presencia de las placas solares se ha hecho cada vez más habitual en los tejados de los edificios y viviendas unifamiliares. Cada vez más personas se apuntan al autoconsumo energético para ahorra en la factura de la luz y el gas y, además, contribuir al cuidado del medio ambiente.

Pero ¿sabemos cuál es la eficiencia de los paneles solares? ¿Sabemos medirla? ¿Por qué es importante que la conozcamos? Estamos ante uno de los aspectos más importantes que debemos tener en cuenta a la hora de elegir el tipo de placas solares que queremos instalar en nuestros hogares.

¿Qué es la eficiencia de los paneles solares?

Para poder conocer el grado de eficiencia de las placas solares, nos tenemos que fijar en el porcentaje de luz solar que se convierte en energía, teniendo en cuenta la cantidad de radiación solar que se recibe. Los paneles solares están compuestos por células solares que están unidas entre sí y son las encargadas de captar la luz solar para transformarla en electricidad, la cual podemos utilizar después en nuestros hogares para la iluminación, la calefacción, el agua caliente, etc.

Se trata de un factor clave para evaluar la alta calidad y el rendimiento de los paneles solares ya que cuanto más alta sea la eficiencia, mayor será la cantidad de electricidad que se genere a partir de la misma cantidad de luz solar, lo que se traduce en un mayor ahorro.

Además, hay que tener en cuenta que la eficiencia de los paneles disminuye con el paso del tiempo, por lo que es recomendable que a la hora de elegir el panel solar que queremos instalar en casa, éste tenga una eficiencia alta.

Medición de la eficiencia de los paneles solares

Para poder calcular la eficiencia de un panel solar debemos seguir estos pasos: 

1. Calcula el área del panel solar que tienes instalado. Por ejemplo: 1.876 x 0.985m = 1.84786 m₂. 

2. Después hay que dividir la potencia del panel solar con el resultado anterior obtenido del área. Por ejemplo: 300/1.84786 = 162.349 vatios/m₂. 

3. Por último, divide el resultado obtenido entre 10 y, así, obtenemos la eficiencia expresada en tanto por ciento. Por ejemplo: 162.349/10 = 16.23% de eficiencia. 

 

Esta fórmula nos ayuda a medir la eficiencia de los paneles solares, pero de una forma aproximada ya que debemos tener en cuenta que existen una serie de factores que afectan a la eficiencia de los paneles fotovoltaicos.

Además, es importante que distingamos entre la eficiencia del panel solar y la eficiencia de la celda fotovoltaica ya que esta última, va a ser siempre mayor. El motivo es que al fabricar el panel solar siempre se origina una pequeña pérdida de eficiencia debido a la manipulación, aunque no supone una pérdida exagerada.

Factores que afectan a la eficiencia solar

Para sacar el máximo partido a tu instalación de placas solares debes tener en cuenta qué factores son lo que afectan a la eficiencia solar: 

• Temperatura y clima: 

Los paneles solares no funcionan al cien por cien de su rendimiento todo el tiempo ya que la climatología y temperatura a la que están expuestos influyen directamente en su producción y eficiencia.

De hecho, aunque puedas pensar que el verano es la época del año en la que tus paneles son más eficientes, la realidad es que es todo lo contrario. El calor afecta negativamente a las placas solares, hace que baje su rendimiento y por tanto que produzcan menos electricidad. Esto es debido a que, con el aumento de la temperatura, las placas solares generan menos voltaje y son menos eficientes. Mientras que las temperaturas más bajas favorecen la eficiencia de las placas solares.

Es por eso que los expertos recomiendan que añadas un 25% a la estimación que hagas de la cantidad de energía necesaria para el día a día de tu hogar, así te aseguras de que las placas solares que instales van a generar la energía limpia que necesites. 

• Radiación solar: 

La radiación solar es la cantidad de sol que recibe el panel solar y éste convierte en energía que transforma en electricidad útil para nuestro hogar. Si una placa fotovoltaica no recibe suficiente radiación solar, entonces, el panel no tendrá la energía suficiente para transformarla en electricidad.

Por ello, es fundamental que a la hora de instalar las placas solares en nuestra vivienda tengamos en cuenta que la orientación e inclinación sea la más adecuada, ya que así lograrás una mayor incidencia de luz solar sobre ellas. Esto supondrá un aumento de su rendimiento y una reducción en el número de paneles necesarios para satisfacer las necesidades de tu hogar.

• El polvo y la suciedad:

Si queremos conseguir la máxima eficiencia del panel solar, éste debe estar libre de polvo y suciedad. Y es que piensa que cualquier elemento (hojas, barro, excrementos de animales…) que bloquee la luz solar reducirá la producción de tus placas fotovoltaicas. Por ello, es recomendable que hagamos una limpieza de nuestra instalación de placas solares, al menos, dos veces al año. 

• La tecnología utilizada: 

El tipo de tecnología solar que instalemos puede influir también en la eficiencia de las placas fotovoltaicas ya que, por ejemplo, los paneles de silicio monocristalino tienen una eficiencia mayor que los de silicio policristalino. A su vez, los paneles solares bifaciales, que absorben la luz por las dos caras, tienen tasas más altas de producción de energía que los paneles solares convencionales.

Tipos de paneles solares y sus niveles de eficiencia

La energía solar puede tener diferentes usos, por eso existen distintos tipos de paneles solares y cada uno tiene su funcionalidad: 

• Paneles solares fotovoltaicos: son los que convierten la energía de la luz solar en energía eléctrica por el efecto fotoeléctrico, gracias a sus células de silicio.  

• Paneles solares térmicos: de ellos se obtiene calor y se utilizan para calentar agua, alimentar sistemas de calefacción o generar vapor para mover rutinas. 

• Paneles solares híbridos: son los que combinan la tecnología de los paneles fotovoltaicos y la de los térmicos, por lo que puedes obtener al mismo tiempo calor y electricidad. 

 

A continuación, vamos a ver con más detalle las distintas tecnologías que podemos encontrar en el mercado y su nivel de eficacia. 

1. Paneles solares de silicio monocristalino:  

Durante mucho tiempo, este tipo de paneles solares han sido reconocidos como uno de los más eficientes que existen en el mercado. Constan de un solo cristal de silicio de alta pureza y eso les permite llegar a superar el 20% de eficiencia. Además, estos paneles tienen una vida útil muy larga, de más de 25años, y suelen ser muy resistentes frente a condiciones climáticas adversas. 

2. Paneles solares de silicio policristalino: 

Este tipo de paneles solares son también muy populares ya que están fabricados con múltiples cristales de silicio, lo que les hace más económicos. Su eficiencia suele estar entre el 15% y 17% y por ello son, igualmente, una opción eficiente para la generación de energía.  

3. Paneles solares de capa delgada: 

Estos paneles utilizan materiales semiconductores, en lugar de silicio, que se colocan en una fina capa sobre sustratos como vidrio o acero inoxidable, lo que abarata su producción. Son paneles más flexibles y ligeros que les permite adaptarse a las diferentes condiciones de la instalación. En este caso, su eficiencia suele ser inferior a los paneles de silicio, llegando a niveles entre el 10% y 12%.  

4. Paneles solares bifaciales: 

Se trata de una opción cada vez más demandada en el mercado ya que tienen la capacidad de generar electricidad tanto por la parte frontal como por la parte posterior. Esto permite que los paneles bifaciales puedan llegar a aumentar su producción de energía hasta un 30% más si lo comparamos con los paneles solares convencionales. En cuanto a su fabricación, estos pueden ser de silicio cristalino o de capa delgada. 

5. Paneles solares de concentración: 

Es una tecnología más avanzada que emplea lentes o espejos para concentrar la luz solar en células solares muy eficientes. Estos paneles consiguen eficiencias muy altas que superan el 40%, sin embargo, suelen ser más costosos y complejos, por ello se utilizan más en instalaciones industriales y no tanto en las residenciales. 

Niveles de eficiencia de los paneles solares

Los paneles solares han hecho una evolución extraordinaria con el paso del tiempo. En sus inicios, la eficiencia máxima que alcanzaban era del 14% y hoy en día podemos distinguir entre: 

• Paneles de eficiencia estándar: son la mayoría de los paneles solares que existen en la actualidad y tiene una eficiencia de entre el 17% y el 18%. 

• Paneles de alta eficiencia: que son aquellos que pueden llegar a tener una eficiencia de entre el 19% y el 23%. 

 

Pero ¿por qué los paneles solares no llegan a tener una eficiencia del 100%? La eficiencia de un panel solar viene limitada por el tipo de energía que produce el sol. Al igual que los seres humanos solo podemos ver una fracción de este tipo de energía, la tecnología actual permite que solo una parte del espectro de luz solar se transforme en electricidad a través de los paneles solares.

Pero lo cierto es que la investigación no cesa y los equipos encargados del desarrollo y estudio de la fabricación de placas solares están continuamente trabajando para aprovechar el máximo porcentaje de energía en ese espectro de luz solar y así conseguir aumentar los niveles de eficiencia de los paneles solares. 

Consejos para mejorar la eficiencia de tus paneles solares

La instalación de paneles solares en tu vivienda es una manera ideal de aprovechar la energía renovable y ahorrar en la factura de la luz. Sin embargo, para que puedas obtener el máximo beneficio de tus paneles solares, resulta clave optimizar su eficiencia. Para ello, te vamos a dar cinco consejos muy prácticos que te ayudarán: 

• Materiales de calidad: como ocurre con otro tipo de aparato, cuanto mejor sea la calidad de los materiales de fabricación, mayor será la eficiencia de los paneles solares. Además, la calidad de los materiales afectará también al mantenimiento y la vida útil de los paneles ya que habrá menos riesgos de avería. 

• Inclinación y orientación adecuadas: es muy importante que las placas solares estén orientadas correctamente hacia el sol para así poder recibir la mayor cantidad de luz solar y evitando siempre cualquier tipo de sombra. En cuanto a la inclinación, lo ideal es que esté entre los 30º y los 40º. 

• Limpieza regular: el polvo, la suciedad y otros residuos que puedan acumularse sobre las placas solares van a reducir su eficiencia. Por ello, es clave que lleves a cabo una limpieza regular de los paneles utilizando agua y detergentes suaves. Se recomienda que se haga al menos dos veces al año ya que con los paneles solares limpios conseguirás una mayor absorción de luz solar y una mejor eficiencia. 

• Monitoreo y mantenimiento preventivo: debes monitorear regularmente el rendimiento de tus placas solares y realizar una revisión preventiva, al menos una vez al año, para comprobar que tus paneles solares están en perfectas condiciones. Hay que comprobar que los cables, las conexiones y todos los demás componentes están en perfecto estado. En el momento que encuentres algún problema o que veas que algún cable está suelto o dañado, deberás llamar a un profesional para su reparación.  

• Uso eficiente de la energía generada: aprovecha la energía generada por tus placas solares con un uso eficiente en tu hogar. Puedes, por ejemplo, programar tus electrodomésticos y dispositivos para que funcionen durante las horas de mayor generación solar. También es ideal el uso de electrodomésticos de bajo consumo energético y apagar los dispositivos en modo de espera si no los estás utilizando. Al hacer un uso eficiente de la energía generada, podrás ahorrar más y depender menos de la red eléctrica convencional. 

 

El futuro de la eficiencia en la energía solar

Muchos son los expertos que aseguran que la energía solar es el futuro. Las placas fotovoltaicas permiten transformar la energía solar en electricidad y, además, tiene la ventaja que se adaptan perfectamente a distintos tamaños y cubren las necesidades de suministro tanto de viviendas como de grandes empresas y comercios.

El futuro de las energías renovables parece prometedor si tenemos en cuenta los avances tecnológicos y las perspectivas que se tienen de cara a los próximos años. Se espera que en el año 2030 el 34% de la electricidad en el mundo provenga de energías renovables y que en 2014 ese porcentaje aumente hasta el 50%.

Actualmente, el coste de la energía solar es similar, y en ocasiones incluso inferior al de otros sistemas de producción de electricidad. Es verdad que la instalación de los paneles solares fotovoltaicos conlleva un importante coste inicial, pero existen subvenciones y los frutos de la inversión se perciben cada vez más rápido. Por ello y por muchas otras ventajas más, las placas fotovoltaicas se han convertido en la alternativa ideal de autoconsumo para las viviendas unifamiliares y comunidades de vecinos.

Además, los avances en materia de energía solar son constantes y lo que era impensable hace unos años, hoy es una realidad. Cada vez se está avanzando más en la investigación y desarrollo de nuevos materiales para fabricar paneles solares. La idea es que en el futuro la placa solar sea tan fina como una hoja de papel y que sean más eficientes y que sus costes sean cada vez menores.

España es un país privilegiado en cuanto a horas de luz solar, por tanto, el futuro de la energía solar en nuestro país debe centrarse en saber aprovecharla bien de forma eficiente. El objetivo final es que todas las viviendas se puedan abastecer con energía solar mediante el autoconsumo, desplazarnos en los medios de transportes gracias a la energía solar y que incluso se fabriquen baterías de móviles o portátiles que se carguen rápidamente con energía solar.

Avances tecnológicos en paneles solares

En los últimos años, los paneles solares han experimentado importantes avances tecnológicos: 

• Agrovoltaica: el sector agropecuario cada vez necesita más de los paneles solares para poder satisfacer su demanda energética, pero es cierto que tampoco pueden destinar una gran parte del terreno a colocar las placas solares. Por eso, la tecnología agrovoltaica lo que plantea es que los paneles solares se instalen por encima de los cultivos, aprovechando además la sombra que dan para sacar un mayor rendimiento.  

• Plantas solares flotantes o Floatvoltaic: es un sistema fotovoltaico que flota en superficies acuáticas como si fuera una isla llena de paneles solares. Al estar rodeado de agua, aumenta el potencial de energía generada ya que el agua que le rodea actúa como un refrigerante natural.  

• Fotovoltaica integrada en edificios (BIP): los últimos avances tecnológicos han permitido que las placas fotovoltaicas se integren en la estructura de los edificios. La tecnología BIP (Building Integrated Photovoltaics) lo que hace es reemplazar los elementos convencionales, como pueden ser las ventanas, paredes, tragaluces o tejas, con paneles solares cristalinos o de película delgada semitransparentes para alimentar la red eléctrica de la vivienda o el edificio.  

• Barreras acústicas fotovoltaicas: son sistemas de obstrucción contra el ruido que emplea tecnología solar fotovoltaica integrada y cumplen doble función: producir energía renovable y reducir los niveles de ruido de las zonas afectadas. 

• Tela de células solares: se trata de una tela que lleva incorporada energía fotovoltaica la cual va a generar electricidad cuando esté expuesto a la luz. Lo cierto es que esta tecnología ya se ha incorporado a los toldos solares y cubiertas de algunos estadios. Entre sus principales beneficios está el hecho de que con ella se reduce el uso de electricidad y se soluciona el problema de agotamiento de las baterías ya que podrías alimentar tu móvil con una de tus prendas ¿te imaginas? 

 

Además, la inteligencia artificial se está utilizando cada vez más para mejorar la eficiencia de la energía solar. Algoritmos de IA pueden ayudar a mejorar la orientación de las placas fotovoltaicas, ajustar su producción según las condiciones climatológicas y predecir la producción, mejorando la planificación.

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