¿Cuáles son las Causas y Efectos de los Puntos Calientes en Placas Solares?

En una instalación fotovoltaica con paneles solares, una de las cosas que más debemos temer y evitarlo a toda cosa, es el efecto de los puntos calientes o “hot spots”. Este es uno de los motivos por los que debemos siempre priorizar el uso de paneles solares de calidad para cualquier instalación fotovoltaica de autoconsumo que vaya a tener un plazo de amortización de más de 8 años.

Analizamos, a continuación, algunas de las causas más comunes y las consecuencias que pueden tener para un sistema de autoconsumo solar, aislado o conectado a red.

¿Qué es un punto caliente, o “Hot Spot”, en una placa solar?

Los puntos calientes son áreas de temperatura elevada que afectan sólo una zona del panel solar y tienen como resultado una disminución localizada de la eficiencia, y por lo tanto, una menor potencia de salida y una aceleración de la degradación de los materiales en el área afectada por la elevada temperatura.

Como ya sabemos, los paneles solares generan energía y los puntos calientes pueden surgir cuando, por una serie de causas que vamos a ver, parte de esa energía se disipa, en lugar de generarse, en un área localizada. Es como si en la zona afectada, las células consumieran la energía en lugar de generarla.

Además, para colmo de males, los puntos calientes son generalmente inestables y por lo general se intensificarán hasta que el rendimiento total del panel acabe por verse anulado. Vamos que no te interesa nada tener una instalación de autoconsumo solar que vaya a presentar estos problemas.

¿Por qué aparecen los puntos calientes?

Los motivos de la aparición de los puntos calientes son múltiples y los podemos clasificar en funcionales u operativos.

Los motivos funcionales pueden ser divididos en dos áreas:

1. Desajuste de células, que ocurre cuando células de diferente corriente se conectan en serie.
2. Daño o baja calidad en la célula, debido a la presión de precios del mercado de paneles fotovoltaicos y la demanda. Puede ocurrir durante la fabricación, debido a que la célula de silicio será sometida a un proceso de muchos esfuerzos durante la laminación, el manejo y transporte.

Los motivos operativos de los puntos calientes están relacionadas con el diseño y funcionamiento de la instalación fotovoltaica, y pueden incluir:

• Sombras estacionales sobre los paneles solares: Una empresa instaladora puede que acepte colocar paneles solares en condiciones de sombreado en invierno para aumentar la producción de electricidad en verano. Pero a consecuencia de ello, los paneles sufrirán el sombreado sistemático de la fila inferior de las células cada mañana y noche durante el invierno. Si es preciso hacerlo así, entonces una posible solución sería la instalación de los paneles en orientación horizontal, lo que permitirá a los diodos de derivación ponerse a conducir a las horas críticas y permitir la generación de electricidad minimizando daños por hot spots, incluso en invierno. Además también de conectar las series sombreadas a diferentes entradas del inversor.
• Condiciones del tejado: Los tejados pueden presentar zonas donde se proyecten sombras incluso también el anclaje placas solares tejado puede provocarlo si tiene inclinación. Cuando las células de una placa fotovoltaica están completamente sombreadas (por el diseño del sistema), esto puede significar que no se llega a hacer uso de los diodos de bypass, resultando en el aumento de la temperatura que degradará el panel.
• El sombreado parcial debido a árboles o vegetación.
• Suciedad y arena: Los paneles fotovoltaicos se pueden ensuciar debido al polvo, arena en suspensión, la suciedad y otras impurezas contaminantes durante su vida útil. Su empresa de mantenimiento debe identificar situaciones que requieran limpieza realizando visitas periódicas a la instalación. La frecuencia de limpieza dependerá en gran medida del clima, las condiciones y terreno que rodean el parque así como también si las placas disponen, o no, de esquinas con drenaje.

Productos que solucionan el problema de las sombras:

Como decimos, uno de las consecuencias de las sombras es que pueden llegar a generar puntos calientes en los paneles. A tal respecto, una de las soluciones que aporta el mercado es el uso de microinversores o paneles que los incluyan de serie.

Estos son los productos que puedes comprar para solucionar las condiciones de sombras:

• Puedes comprar paneles solares con microinversor integrado
• Puedes también optar por comprar microinversores

 

Suciedad en paneles solares, un gran problema olvidado:

En la gráfica de la imagen anterior estamos viendo las mediciones realizadas sobre un proyecto fotovoltaico de autoconsumo tras un episodio de viento con arena en suspensión.

Los datos que arrojó el estudio fueron que de los 3.000 paneles analizados, un 1.5% presentaba puntos calientes de entre 10ºC y 20ºC por encima de temperatura de funcionamiento y había otro 2.5% que los puntos calientes estaban más de 20ºC por encima de la temperatura de funcionamiento.

En esta otra imagen vemos otro ejemplo muy claro de cómo afecta la acumulación de suciedad a las células situadas en las esquinas de las placas solares y que no poseen un sistema de drenaje en sus esquinas que permitan la evacuación de suciedad.

Si nos fijamos en la imagen, tomada con una cámara termográfica, vemos que muchas de las células de las esquinas inferior derecha de los paneles se encuentran a una temperatura mucho más elevada que el resto, generando un punto caliente que si no se soluciona a tiempo, puede acabar dando problemas.

En la imagen siguiente vemos la misma imagen pero sin cámara termográfica y apreciándose claramente lo que comentamos de la acumulación de suciedad en las esquinas.

La acumulación de suciedad puede tener consecuencias dramáticas en el buen funcionamiento del sistema fotovoltaico, así como su operatividad. Para ello, algunas de las soluciones serían:

• Realizar un mantenimiento regular de la instalación por parte de la empresa instaladora.
• Elegir placas solares con sistema de drenaje en las esquinas para evitar la acumulación de suciedad como los ejemplos que vemos a continuación de los fabricantes de paneles Panasonic/Sanyo y SunPower:

Conclusiones:

Tal como hemos visto, las causas que producen los puntos calientes en los paneles fotovoltaicos son variadas y en la mayoría de los casos se pueden evitar.

Elegir comprar paneles solares de calidad, con esquinas de drenaje incorporadas y tratando de evitar las sombras, nos asegurará casi no tener ninguna incidencia y disfrutar de un sistema fotovoltaico a pleno rendimiento. Por esto y por otros muchos motivos es tan importante que para realizar el montaje de un sistema fotovoltaico contratar un buen instalador de placas solares que haga un buen trabajo y seleccione equipos de buena calidad.

También podría interesarte:

• Lista Bloomberg Tier1 de paneles solares
• Qué necesitas saber para instalar placas solares
• Conectar paneles solares en serie o paralelo
• Efecto de la temperatura en paneles solares
• Variación de captación de energía de los paneles en superficies inclinadas
• Efecto de las sombras en un panel solar
• ¿Qué se entiende por potencia pico de un panel?