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09 septiembre 2022.- La necesidad de cambiar a fuentes de energía renovables como la eólica y la solar nunca ha sido más urgente. A medida que se cierra lentamente el grifo del gas, la electricidad se vuelve cada vez más cara y los efectos del calentamiento climático se vuelven dolorosamente visibles, cada vez más personas adquieren paneles solares.
El rendimiento de los paneles solares se ha probado exhaustivamente en el laboratorio. Pero, ¿realmente estos sistemas fotovoltaicos cumplen lo que prometen? Los investigadores han encontrado que, en promedio, el rendimiento de los sistemas fotovoltaicos probados es un 6 por ciento más bajo de lo esperado.
Antes de que las personas decidan instalar paneles solares en sus techos, a menudo gastando miles de euros, quieren saber cuánta energía generarán. Una estimación precisa del rendimiento les dirá cuántos años les llevará recuperar sus valiosas inversiones. Las predicciones correctas también son importantes para los fabricantes de los sistemas fotovoltaicos. Por lo general, brindan garantías sobre su producto y no quieren enfrentarse a una multitud de reclamaciones de sus clientes.
En la práctica, sin embargo, las estimaciones de rendimiento a menudo se basan en condiciones de prueba estándar que no tienen en cuenta la situación precisa sobre el terreno. El rendimiento real a menudo no alcanza lo que la gente espera, debido a las variaciones en la radiación solar, los efectos del calor, la suciedad, las sombras y la degradación del módulo.
Comprobación de la eficacia sobre el terreno
En los últimos años, Morgen Wonen ha construido cientos de viviendas prefabricadas en los Países Bajos, parte de las cuales están equipadas con paneles solares. Debido a que tanto los hogares como los paneles están estandarizados, a los investigadores se les ofreció una oportunidad única de comparar la eficiencia de 256 sistemas fotovoltaicos residenciales idénticos en 19 sitios, tanto en las mismas condiciones como entre condiciones diferentes.
Esto permitió no solo evaluar la diferencia entre la eficiencia prometida y la real, sino también descubrir qué causó exactamente las diferencias. En total, se estudiaron cinco factores: ubicación, orientación al sol, variaciones estacionales, claridad del cielo y envejecimiento.
El impacto del enmascaramiento
Lo primero que pude ver en el análisis es que el rendimiento real es inferior a lo que generalmente predicen los modelos de simulación. De hecho, ¡encontraron una diferencia del 6 por ciento con el rendimiento esperado! Esto implica que los vendedores de sistemas fotovoltaicos tienden a sobrestimar la eficiencia. de sistemas fotovoltaicos en tejados en comunidades residenciales holandesas típicas.
"Estas no son solo malas noticias para los clientes, sino que también pueden presentar problemas para los fabricantes e instaladores, si la falta de rendimiento esperado conduce al incumplimiento del contrato", dicen los autores del estudio.
Para averiguar qué estaba sucediendo, se estudiaron cada uno de los factores por separado.
"Nos dimos cuenta rápidamente de que las estimaciones estándar tienden a pasar por alto el impacto del enmascaramiento en el rendimiento. Esto se refiere a la cantidad de luz indirecta que cae sobre el sistema fotovoltaico y depende de la fracción del cielo que es visible para los paneles. Incluso en áreas suburbanas, donde los edificios de gran altura son raros, el bloqueo de la radiación difusa del cielo tiende a reducir la eficiencia fotovoltaica de manera bastante significativa".
Mejora de los modelos de simulación
Entonces, ¿qué significan estos hallazgos para los posibles compradores y vendedores de sistemas fotovoltaicos? Una solución obvia es probar los paneles primero en la vida real, en lugar de simplemente confiar en las estimaciones de las simulaciones en circunstancias ideales.
Así, el impacto de probar los paneles durante un mes en verano reduce el error relativo de los modelos de simulación fotovoltaica convencionales casi a la mitad, en casi cinco puntos porcentuales.
El estudio reconoce que esto puede no ser una solución práctica para muchos nuevos compradores. Sin embargo, espera que las pruebas de la vida real puedan ayudar a mejorar los modelos de simulación actuales, de modo que los futuros compradores puedan lograr estimaciones más precisas del efecto de enmascaramiento, sin tener que instalarlos primero.
Esto también ayudará a los fabricantes, que quieren estar seguros de sus afirmaciones. Esto será parte de futuras investigaciones.
Sistemas heredados
Otro grupo que puede beneficiarse son los propietarios actuales de sistemas fotovoltaicos.
Muchas personas tienden a olvidarse de sus paneles, una vez que los tienen instalados. No revisan regularmente su aplicación en el teléfono y no saben si los paneles dejan de funcionar y cuándo. Hacer controles regulares en estos sistemas heredados, utilizando puntos de referencia aprobados, podría ayudar a estos usuarios.
También pueden usar los datos para decidir cuándo reemplazar sus paneles. Se estima que la vida útil estándar de los sistemas fotovoltaicos es de alrededor de 25 años, pero no lo sabemos con certeza. Tener datos en tiempo real sobre el rendimiento puede ayudar a informar a los usuarios sobre el momento óptimo de reemplazo. Ni demasiado tarde, ni demasiado pronto, considerando el impacto ambiental de los paneles solares usados. La investigación fue publicada en Applied Energy .
Más información: B. Meng et al, Performance variability and implications for yield prediction of rooftop PV systems—Analysis of 246 identical systems, Applied Energy (2022). DOI: 10.1016/j.apenergy.2022.119550
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