Efectos de los fenómenos meteorológicos extremos en instalaciones de autoconsumo
Mientras que el autoconsumo fotovoltaico hace frente de manera directa al cambio climático, éste último se defiende con fenómenos meteorológicos extremos, cada vez más comunes desgraciadamente, que ponen en riesgo la integridad de los equipos y su eficiencia. En este artículo vamos a ver el impacto de algunos de esos fenómenos extremos y cómo proteger la instalación frente a ellos.
Conceptos básicos: Temperatura y rendimiento
Uno de los mitos más extendidos que influye en la creencia de que los paneles solares aumentan su eficiencia es que funcionan mejor cuando llega el verano. Y es precisamente lo contrario, las altas temperaturas no son aliadas de las celdas solares y es con temperaturas más suaves e incluso con nubosidad cuando los paneles solares ofrecen sus mejores condiciones de trabajo. Las temperaturas suaves son características en las estaciones de invierno y primavera y, aunque en otoño también las encontramos, en esta época solemos sufrir fenómenos meteorológicos extremos que pueden poner en riesgo el funcionamiento de los sistemas, como olas de calor o granizo.
El efecto en el rendimiento de la temperatura sobre el panel se mide en las fichas técnicas de los fabricantes, donde uno de los conceptos más importantes es el Coeficiente de Temperatura de Potencia (CTP). Este valor refleja la pérdida de potencia relacionada con la variación de temperatura, y que se puede estimar en torno a 0,3% y 0,4% menos por cada grado que sube de la temperatura ideal, en torno a los 25ºC.
No obstante, otoño se está convirtiendo en la estación más inestable del año en la que encontramos tormentas más intensas, caída de granizo, olas de calor, fuertes vientos e incluso tormentas eléctricas. Todas ellas pueden afectar al rendimiento de la instalación.
Olas de calor
En este verano de 2022 se han registrado olas de calor intensas y duraderas que tienen sus consecuencias en el funcionamiento de los paneles solares.
Las temperaturas superiores a 30°C (han sido superiores la mayoría del tiempo en esta época) reducen entorno a un 10% la eficiencia de los paneles solares. Mientras que en las otras estaciones las temperaturas se aproximan más a las que necesitan los equipos para rendir a máxima capacidad, en verano la cantidad de horas de luz influye positivamente para generar electricidad durante más horas. Por tanto, mientras que en verano se puede generar durante más horas, pero con menos rendimiento por el calor, en invierno este es mayor durante menos horas. Generalmente, la máxima eficiencia de los paneles se produce cuando la temperatura promedio está entre 20 y 25 °C.
En conclusión, los veranos suaves son estaciones donde el autoconsumo puede aprovechar al máximo las condiciones para producir a mayor capacidad. No ha sido el caso de este verano, donde las elevadas temperaturas han mermado el rendimiento de la mayoría de las instalaciones.
Granizo
Si algo está poniendo de manifiesto el cambio climático es una mayor cantidad de fenómenos meteorológicos extremos que eran menos habituales antaño, como el granizo. La caída de trozos de hielo afecta directamente a la integridad de los paneles solares, aunque también pueden afectar a otros equipos como los inversores. En el caso de los primeros, pueden producirse roturas en el vidrio frontal que protege las celdas solares y causar un mal funcionamiento del panel.
En la actualidad, la industria fotovoltaica fabrica paneles solares con altos valores de resistencia. Para medirla, existen dos certificaciones muy extendidas que garantizan que los paneles están preparados para resistir el impacto de granizos fuertes.
En Europa, la certificación más empleada para garantizar la resistencia de los paneles solares ante granizo es la IEC 61215, mientras que, en América del Norte, por ejemplo, es la Sharp ND-24QCJ.
En nuestro continente, el certificado de calidad IEC 61215 se consigue realizando varias pruebas, entre las que destaca el lanzamiento de bolas de hielo de 203 gramos sobre el vidrio frontal que tendrá el panel solar. Además, el lanzamiento se hace con una pistola que dispara a una velocidad de 39,5 m/s para, posteriormente, comprobar cómo se ha deteriorado la placa. El certificado se otorga a aquellos paneles que han sufrido una degradación inferior al 5%, de modo que el módulo solar quedará garantizado para superar granizos.
La otra certificación mencionada es la Sharp ND-24QCJ, que se utiliza en América del Norte para acreditar que los paneles no sufrirán daños externos. Las pruebas son similares a las explicadas en el caso anterior. Para conseguir esta certificación, se lanzan bolas de 5 centímetros y 535 gramos de peso desde un metro de altura para verificar la resistencia de los vidrios frontales del panel solar.
Con los avances tecnológicos de la industria en los últimos años, así como la apuesta constante de los grandes fabricantes en I+D, la mayoría de las empresas superan estas pruebas y garantizan así que la resistencia de sus productos es muy alta y, por tanto, que se puede confiar en que resistirían fenómenos meteorológicos de estos tipos para asegurar su vida útil durante muchos años.
Tormentas y vientos
Otoño también es época de tormentas eléctricas y fuertes rachas de viento, ambos fenómenos perjudiciales para una instalación solar. En el caso del primero, en el hipotético e improbable caso de que un rayo caiga sobre los paneles, para evitar un sobrevoltaje, las instalaciones se conectan a tierra para canalizar la sobretensión de energía.
En el caso de rachas de viento, la mayoría de los paneles pueden resistir velocidades altas siempre que la instalación de las fijaciones se haya hecho correctamente. De igual modo, como sucede con la lluvia, el viento tiene un efecto positivo sobre el rendimiento de los sistemas fotovoltaicos al reducir la temperatura de este, mejorando su funcionamiento.
Calima
En las últimas épocas, España ha sufrido un fenómeno cada vez más común, la llegada de polvo de desiertos como el del Sáhara. Estos sedimentos que se depositan sobre los paneles afectan a su capacidad de producción al reducir la radiación solar directa y la difusa que incide sobre ellos.
No obstante, se trata de un problema temporal que, con limpieza mediante productos no abrasivos y en cuanto pase el fenómeno se resolverá, dejando de nuevo la instalación en buenas condiciones.
Nieve
Aunque en estas épocas no es habitual que nieve, si lo hace y la estructura metálica no está bien calculada y anclada, el peso añadido de ésta puede provocar roturas y torsiones en la estructura. A pesar de ello, a nivel general la nieve puede incluso mejorar el rendimiento de los paneles solares al reflejar la luz que incide sobre ella.
Aquí entra en juego el concepto de albedo, que describe un porcentaje sobre la claridad del suelo que permite a los paneles bifaciales aprovechar esa luz reflejada en la superficie, y que es más alto cuando el terreno es más claro, por ejemplo, terrenos áridos o cubiertos de nieve. Este efecto se explica más detalladamente en uno de nuestros artículos del blog.
Servicios Premium Solarfam
Dado que las inclemencias meteorológicas son casi impredecibles, la mejor manera de tener una instalación solar cubierta ante cualquier imprevisto es contar con un servicio de mantenimiento integral de la instalación.
Solarfam cuenta con servicios especiales dedicados a ello que incluyen el mantenimiento predictivo, preventivo y correctivo, contemplando así todas las operaciones que aseguran que las condiciones de funcionamiento sean correctas.
Dentro de ese servicio, Solarfam cuenta con un seguro de riesgos específicos que incluye coberturas ante averías de maquinaria, daños eléctricos o extensivos (como el granizo), robo e incendio. También incluye una garantía de estanqueidad de los puntos de anclaje de la instalación, tareas de operación (aquellas necesarias para lograr que la instalación produzca la energía prevista) y mantenimiento preventivo y correctivo.
En conclusión, aunque los fenómenos meteorológicos extremos son cada vez más comunes y son perjudiciales para el rendimiento de una instalación de autoconsumo, existe la manera de proteger los equipos frente a ellos con la garantía de los fabricantes, los servicios de mantenimiento y de protección de la empresa como el de Solarfam.
Por Andrés Muñoz.