Un módulo fotovoltaico sombreado solo puede usar radiación solar difusa y genera significativamente menos electricidad. Esto puede provocar importantes pérdidas de rendimiento. Por lo tanto, al planificar la energía fotovoltaica en tu propio techo, siempre se debe realizar un análisis de sombreado.
¿Cómo puede producirse el sombreado fotovoltaico?
Sombreado por contaminación
La forma más fácil de evitar la reducción de los rendimientos es si los módulos están sucios y causan sombra. Es común una mayor entrada de suciedad, especialmente en áreas agrícolas. Puede que valga la pena limpiar regularmente los módulos. Sin embargo, a partir de una inclinación del módulo de 12 grados, fuera de las áreas agrícolas, la limpieza del módulo no suele ser necesaria. Aquí la lluvia elimina en gran medida el polvo y otras impurezas.
Sombreado fotovoltaico dependiente de la ubicación
El sombreado relacionado con la ubicación puede ocurrir en edificios, colinas, montañas o árboles adyacentes. Pero los obstáculos en el techo, como chimeneas, antenas parabólicas, antenas o buhardillas, también pueden ser causas del sombreado de los módulos. Por último, pero no menos importante, la forma del techo también puede provocar sombras fotovoltaicas.
Auto sombreado
Si la energía fotovoltaica se instala en techos planos o espacios abiertos, la sombra puede ser causada por una distancia insuficiente entre los módulos individuales. Es por eso que cada sistema de ensamblaje tiene un espacio mínimo entre filas prescrito, que siempre debe observarse durante el ensamblaje. Para las soluciones en el techo la sombra automática no es un problema porque los módulos se montan paralelos al techo.
Tipos de sombras que afectan al panel solar
- Sombreado anual: El sombreado anual es el causado por el cambio estacional en la posición del sol. El sol está mucho más alto en verano que en invierno y la sombra se produce con mucha menos frecuencia y es menos pronunciada.
- Sombras errantes: Por otro lado, las sombras cambiantes son causadas por cambios en la posición del sol dependiendo de la hora del día.
Problemas que provoca el sombreado en los paneles fotovoltaicos
Incluso el sombreado parcial de un módulo fotovoltaico puede provocar pérdidas de rendimiento notables. Esto se explica por la interconexión eléctrica de las células solares de un módulo. Varias células solares están conectadas en serie en las llamadas cadenas. Es decir, están conectados en fila mediante cables. Si se sombrea una celda solar de una cuerda, el flujo de corriente se comporta de manera similar al agua que está reprimida por una torcedura en la manguera del jardín.
Todo el flujo de electricidad se ve obstaculizado en su camino y solo es tan alto como en su punto más débil, el punto de sombra. Este «atasco de corriente» puede provocar un sobrecalentamiento en el módulo si la energía acumulada en el cuello de botella se descarga en calor. Por este motivo, los denominados diodos de derivación están integrados de serie en los módulos fotovoltaicos.
Sin embargo, la pérdida de rendimiento es mucho mayor que la pérdida real del área expuesta a la luz. Porque incluso los módulos completos están conectados en una fila para formar cadenas. Si un módulo tiene una salida parcialmente reducida debido al uso de un diodo de derivación, esto conduce a una reducción en la salida de toda la cadena, como si las células solares individuales estuvieran sombreadas. Sin embargo, un diodo de derivación para partes completas del sistema apagaría partes del sistema en un área grande.
Análisis del sombreado fotovoltaico
Para garantizar un rendimiento constante del sistema, siempre hay que realizar un análisis de sombreado individual para el proyecto. Para hacer esto, primero hay que registrar los objetos de sombra próximos usando documentación fotográfica. El cálculo de sombreado detallado depende de la información captada. Con un software de planificación fotovoltaica, se puede determinar la sombra del área de un techo en ciertos momentos del día y del año.
Dependiendo de la alineación del sistema fotovoltaico las sombras deben evaluarse críticamente de manera diferente. Un sistema orientado al oeste, por ejemplo, no debe estar bajo sombra durante su fase de producción más efectiva por la noche. Si el sistema tiene mucha sombra de forma permanente, es aconsejable omitir estas áreas al planificar el sistema. Una vez que se han determinado el sombreado y las causas, se deben tomar las medidas adecuadas.
Eliminar las causas del sombreado
El auto sombreado de los módulos en cubiertas planas ya se evita mediante la separación de filas de módulos especificadas. En los sistemas normales de techo de una casa, ni siquiera ocurre debido a la instalación paralela al techo. La sombra causada por la contaminación, que se produce en algunos sistemas en áreas agrícolas, se puede eliminar fácilmente mediante la limpieza.
Si el sombreado se debe a la ubicación, se debe considerar si se pueden eliminar los objetos que proyectan sombras. Si un árbol es la causa de la sombra, posiblemente se pueda mover o talar. Es posible que sea necesario retirar o reubicar las antenas o los conductores de protección contra rayos. Sin embargo, si cosas como colinas o edificios son la causa de las sombras, es aconsejable reducir la reducción del rendimiento mediante una planificación inteligente del sistema.
Planificación del sistema fotovoltaico para sombreado
En el caso de sombreado parcial que no se puede evitar por completo, las pérdidas de rendimiento se pueden reducir significativamente con dos medidas al planificar el sistema.
Medidas de sombreado anual
Con sombreado estacional constante, generalmente es suficiente separar las áreas del módulo sombreadas y no sombreadas en el inversor. Un seguidor MPP en el inversor se encarga de asegurar que siempre se logre el rendimiento óptimo (punto de máxima potencia o MPP) de los módulos. Esto significa que los módulos que producen menos salida debido al sombreado están conectados entre sí y separados del resto de módulos. Los módulos sin sombrear pueden seguir funcionando de manera eficaz y no afectar al rendimiento de los módulos sombreados.
Medidas en caso de cambio de sombreado
Si el sombreado se mueve por todo el sistema durante el transcurso del día a través de objetos que proyectan sombras, no es conveniente separar los módulos. La solución correcta aquí es utilizar los denominados optimizadores de rendimiento. Se adjunta un optimizador de energía a cada módulo. Como resultado, el rendimiento óptimo ya no se selecciona en el inversor, sino por separado en cada módulo. Como resultado, solo el módulo sombreado pierde rendimiento, pero no otros módulos que están conectados a él. Los optimizadores de energía son particularmente efectivos para sombras horizontales y cuando las sombras son proyectadas por mástiles.
Otra ventaja de la tecnología: la supervisión detallada se puede mapear a nivel de módulo. Esto también es útil en caso de una falla en el sistema, ya que un módulo posiblemente afectado se puede detectar de inmediato.
