Causas y efectos de los puntos calientes en placas solares

En una instalaci√≥n fotovoltaica con placas solares, una de las cosas que m√°s debemos temer y evitarlo a toda cosa, es el¬†efecto de los puntos calientes o ‚Äúhot spots‚ÄĚ.

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

¬ŅQu√© es un punto caliente, o ‚ÄúHot Spot‚ÄĚ, en una placa solar?

Puntos calientes en placas fotovoltaicas

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.

¬ŅPor qu√© aparecen los puntos calientes?

Los motivos de la aparici√≥n de los puntos calientes son m√ļltiples 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. Da√Īo o baja calidad en la c√©lula, que puede ocurrir durante la fabricaci√≥n, debido a que la c√©lula de silicio ser√° sometida a un proceso de muchos esfuerzos durante la laminaci√≥n, el manejo y transporte.

Los¬†motivos operativos¬†de los puntos calientes est√°n relacionadas con el dise√Īo y funcionamiento de la instalaci√≥n fotovoltaica, y pueden incluir:

  • Sombras estacionales sobre los paneles solares:¬†Una empresa de instaladora puede que acepte condiciones de sombreado en invierno para aumentar la producci√≥n de electricidad en verano. Pero a consecuencia de ello, los paneles sufrir√°n el¬†sombreado sistem√°tico de la fila inferior¬†de las c√©lulas cada ma√Īana y noche durante el invierno. Si es preciso hacerlo as√≠, entonces una posible soluci√≥n ser√≠a la instalaci√≥n de los paneles en orientaci√≥n horizontal, lo que permitir√° a los diodos de derivaci√≥n ponerse a conducir a las horas cr√≠ticas y permitir la generaci√≥n de electricidad minimizando da√Īos por hot spots, incluso en invierno. Adem√°s tambi√©n de conectar las series sombreadas a diferentes entradas del inversor.
  • Condiciones del tejado:¬†Los tejados pueden presentar zonas donde se proyecten sombras. Cuando las c√©lulas de una placa fotovoltaica est√°n completamente sombreadas (por el dise√Īo 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 degradar√° el panel.
  • El¬†sombreado parcial¬†debido a √°rboles o vegetaci√≥n.
  • Suciedad y arena: Los paneles fotovoltaicos se pueden ensuciar debido al polvo, arena en suspensi√≥n, la suciedad y otras impurezas contaminantes durante su vida √ļtil. Su empresa de mantenimiento debe identificar situaciones que requieran limpieza realizando visitas peri√≥dicas a la instalaci√≥n. La frecuencia de limpieza depender√° en gran medida del clima, las condiciones y terreno que rodean el parque as√≠ como tambi√©n si las placas disponen, o no, de¬†esquinas con drenaje.

El efecto de la arena sobre los bordes, un problema olvidado:

Efecto de la arena sobre los paneles solares para la generación de puntos calientes

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 arroj√≥ el estudio fueron que de los 3.000 paneles analizados, un 1.5% presentaba puntos calientes de entre 10¬ļC y 20¬ļC por encima de temperatura de funcionamiento y hab√≠a otro 2.5% que los puntos calientes estaban m√°s de 20¬ļC por encima de la temperatura de funcionamiento.

Puntos calientes por acumulación de polvo

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.

Suciedad acumulada en esquinas de placas solares

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 instalaci√≥n por parte de la empresa instaladora.
  • Elegir placas solares con sistema de drenaje en las esquinas¬†para evitar la acumulaci√≥n de suciedad como los ejemplos que vemos a continuaci√≥n de los fabricantes de¬†paneles Panasonic/Sanyo¬†y SolarWorld:

Placas solares con esquinas de drenaje para eliminar la suciedad

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 un panel solar 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.

Autor:

 

José Alfonso Alonso Lorenzo

José Alfonso Alonso Lorenzo

Trabajando en el sector fotovoltaico desde 2006.

  • Ingeniero t√©cnico Industrial por la Escuela Polit√©cnica de Ferrol.
  • Experto en Solar Fotovoltaica por el CIEMAT 2009-2010.
  • Experto Profesional en Energ√≠a Fotovoltaica, por la UNED¬†2010-2011.
  • Gerente y Responsable de Compras en SunFields Europe desde 2010.

 

SunFields - Distribuidores de Material Fotovoltaico

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