Les onades de calor que patim a la península ibèrica ens provoquen dos efectes que fan baixar significativament el rendiment de les instal·lacions fotovoltaiques: un augment inusual de la temperatura i l’embrutiment dels panells fotovoltaics. Analitzem ambdues pèrdues:
Pèrdues per temperatura
Sembla una contradicció, però quan fa molta calor el rendiment dels panells fotovoltaics disminueix. La potència nominal dels panells fotovoltaics (el que és coneix com potència pic, en unitats Wp) ve definida per unes condicions estàndards que el sector ha homogeneïtzat, el que es coneixen com a Condicions Test Estàndard (STC, de les seves sigles en anglès): 1000W/m2 de radiació, 25ºC de temperatura (de panell) i 1,5AM (quantitat d’atmosfera que travessa el sol). Això serien unes condicions ideals. A la pràctica, però, la temperatura del panell és superior la temperatura ambient, ja que amb el corrent d’intensitat que es genera a les cèl·lules aquestes s’escalfen i poden arribar a temperatures normalment entre 20 i 25ºC per sobre de la temperatura ambient, i això provoca una baixada de la tensió de funcionament, com es veu en aquest gràfic:
Perquè s’entengui millor: les temperatures altes dificulten que els electrons es puguin moure més lliurement (com si amb la calor s’estressessin més i fossin menys eficients).
I aquesta baixada de la tensió, en quina pèrdua de producció es converteix? Les fitxes tècniques dels panells indiquen sempre el coeficient de pèrdua de potència per augment de la temperatura. Els fabricants de panells han anat reduint aquest valor, i avui podem trobar valors de -0,35%/ºC de reducció de la potència, que és el percentatge de pèrdua de potència que tenim per cada grau que augmenta per sobre dels 25ºC ideals.
Per tant, i com a exemple pràctic: si en una onada de calor podem arribar a superar els 40ºC de temperatura ambient, la temperatura de cèl·lula estarà per sobre dels 60ºC, el que implica més de 35º per sobre de la temperatura ambient, i tindrem una pèrdua de potència superior al 12,5%, doblant pràcticament les que tindríem en condicions normals.
Pèrdua per pols
Les onades a calor que patim venen provocades per l’aire calent que prové del Sàhara, un aire que acostuma a venir acompanyat de pols, que embruta els panells fotovoltaics, sobretot quan plou fang.
Foto del laboratori de SUD Renovables, on analitzem l’efecte de la brutícia dels panells, entre d’altres.
Aquesta brutícia de pols acostuma a desaparèixer si plou sense fang i els panells tenen prou inclinació perquè la mateixa aigua s’emporti la pols, o inclús es neteja amb la rosada del matí, per això és important no instal·lar els panells totalment horitzontals, el que provoca que l’aigua bruta es quedi retinguda pel marc del panell fotovoltaic, que actua com a barrera, i quan l’aigua s’evapora queda la pols incrustada. Amb una inclinació mínima dels panells de 5 graus aconseguim que l’aigua pugui lliscar i s’emporti la pols. Si la onada de calor porta molta pols i tarda dies a ploure aigua neta, llavors la brutícia impregna el vidre del panell durant molts dies, el que provoca unes pèrdues majors, esclar. En condicions normals, sense netejar els panells, fent que només la pluja neta o la rosada vagi netejant periòdicament els panells, les pèrdues anuals d’energia per brutícia poden ser de l’ordre del 4%, depenent molt de les condicions ambientals. Per exemple: si la instal·lació està al costat d’una cimentera, o d’unes obres, o d’una indústria química amb emissions de productes a l’atmosfera, llavors les pèrdues poden ser molt majors. En dies d’onada de calor, si passen masses dies amb les plaques brutes, les pèrdues poden superar el 10%.
Val a dir que en el càlcul de la producció d’una instal·lació sempre tenim en compte unes pèrdues mitjanes anuals per embrutiment dels 3 o 4%, per tant no cal preocupar-se excessivament si durant uns dies, el que dura la onada de calor i les plaques estan excessivament brutes, les pèrdues són majors. Si les plaques tenen el mínim d’inclinació que dèiem abans (més d’uns 5 graus) acabarà marxant la brutícia, tot i que és molt recomanable fer una neteja de les plaques cada cert temps (potser cada any, o cada 2 o 3 anys, dependrà de cada cas, de l’entorn principalment), per treure les incrustacions de brutícia que no acabin de marxar amb la pluja. Si una taca queda durant massa temps incrustada al panell pot provocar el que s’anomena un punt calent a la cèl·lula, el que pot deteriorar-la definitivament i provocar unes pèrdues majors.
Com dèiem, en les estimacions de producció de la instal·lació, ja preveiem que durant l’any tindrem episodis de més calor i embrutiment dels panells, i per tant ja preveiem la seva pèrdua en el còmput anual de producció. Lamentablement, però, caldrà considerar cada vegada unes pèrdues anuals majors, donat que el canvi climàtic anirà provocant més episodis de temperatures més altes amb pols sahariana, el mateix que ens passarà amb les pedregades, que cada vegada són més intenses, amb pedres més grans, com explicàvem en aquesta altra entrada: Aguanten les plaques solars una pedregada?. No obstant això, amb l’adequada inclinació dels panells i una neteja periòdica, es pot minimitzar l’impacte de les pèrdues i assegurar un rendiment òptim al llarg del temps. A més, l’evolució de la tecnologia i els esforços en investigació i desenvolupament permeten millorar constantment l’eficiència dels panells fotovoltaics, disminuint les pèrdues i augmentant la seva durabilitat.
0 Comments