Diferencia entre STC, NOCT y NMOT en paneles solares

El rendimiento de los paneles solares varía en función de diversas condiciones ambientales, y para evaluar dicha eficiencia y su rendimiento "en campo" se utilizan métodos de ensayo normalizados de laboratorio, como las (NOCT), la (NOMT) y las (STC).

Es importante comprender las diferencias entre estas tres metodologías de medición para evaluar el rendimiento de los paneles en el mundo real.

¿Qué son las STC de un panel solar?

Las STC (Standard Test Conditions, o Condiciones estándar de medida) definen el rendimiento de un panel solar en condiciones fijas de laboratorio, concretamente 1000 W/m² de irradiancia, 25°C de temperatura de la célula y 1,5 de masa de aire (AM1,5).

Las STC  ofrecen una referencia pero en realidad no reflejan las condiciones reales de funcionamiento por que nunca se van a dar esas condiciones de funcionamiento.

¿Cuál es la fórmula para calcular la potencia de un panel en condiciones STC?

La fórmula que sirve para calcular la potencia de un panel en condiciones STC es la siguiente.

P_STC = P_nom

Siendo P_nom la potencia medida en condiciones de 25ºC y 1000W/m2 que viene indicada en la ficha técnica que proporciona el fabricante del panel.

¿Qué son las NOCT de un panel solar?

Las NOCT (Nominal Operating Cell Temperature, o Temperatura nominal de funcionamiento de la célula) representa el funcionamiento de un panel solar en circuito abierto (sin carga), teniendo en cuenta una temperatura ambiente de 20ºC (no de la célula, que será mayor), un nivel de irradiancia de 800 W/m² y una velocidad del viento de 1 m/s, lo que proporciona una medición algo más realista que las STC pero más enfocado al comportamiento de las células del panel.

Como dato adicional, debes tener en cuenta que cuando el panel está en lugar c 20ºC de temperatura ambiente, su temperatura funcionado sin carga será de alrededor de 45-50ºC.

¿Cuál es la fórmula para calcular la potencia de un panel en condiciones NOCT?

La fórmula para el cálculo de la potencia de un panel solar en condiciones NOCT es la siguiente.

P_NOCT = P_nom x [1 + α x (T_NOCT - 25ºC)] x  I_NOCT / 1000

Siendo α el coeficiente de temperatura del panel (alrededor de -0,34%/ºC),  T_NOCT es la temperatura del panel (de media 45-50ºC cuando la ambiente es de 20ºC y teniendo en cuenta que se la NOCT considera que el panel no está conectado a carga, por lo que se calienta algo más), y  I_NOCT es el nivel de irradiancia (800W/m2).

¿Que son las NMOT de un panel solar?

Para un escenario aún más realista, tenemos la NMOT (temperatura nominal de funcionamiento del módulo) que se mide a una irradiancia de 800 W/m², temperatura ambiente de 20 °C (no de la célula, que será mayor), velocidad del viento de 1 m/s y el módulo funcionando a máxima potencia (carga MPPT aplicada).

Como dato adicional, debes tener en cuenta que cuando el panel está en lugar c 20ºC de temperatura ambiente, su temperatura será de alrededor de 40-45ºC. Si te fijas, es ligeramente inferior a la de en condiciones NOCT, por que las NMOT si consideran que el panel está funcionado conectado a una carga por lo que disipa menos calor por esa energía que si entrega.

¿Cuál es la fórmula para calcular la potencia de un panel en condiciones NMOT?

La fórmula para calcular la potencia de un panel en condiciones NMOT es la siguiente.

P_NMOT = P_nom x [1 + α x (T_NMOT - 25ºC)] x  I_NMOT / 1000

Siendo α el coeficiente de temperatura del panel (alrededor de -0,34%/ºC),  T_NMOT es la temperatura del panel (de media 40-45ºC cuando la ambiente es de 20ºC y conectado a una carga), y  I_NMOT es el nivel de irradiancia (800W/m2).

Esto implica que la NMOT proporciona una medida más realista del desempeño de un panel solar en funcionamiento sobre el terreno. Esto es por que las condiciones NMOT tienen en cuenta el hecho de que los paneles solares no funcionan en condiciones de circuito abierto, sino conectados a una carga eléctrica (a la red de una vivienda por ejemplo). Dado que la NMOT se mide mientras el panel está generando energía, es ligeramente inferior a la NOCT, pero aún superior a la STC.

Las NOCT y, sobre todo, las NMOT, intentan salvar la distancia entre las STC y la realidad, acercándose más al comportamiento empírico de un panel solar y su potencia real en el terreno.

¿Cómo saber la potencia de un panel solar en condiciones STC y NOCT?

La potencia de los paneles solares se ve afectada por varios factores ambientales, como la temperatura, la irradiancia y en menor medida la velocidad del viento.

Aunque las STC están ampliamente aceptadas como norma del sector, su principal inconveniente es que no representan con exactitud las condiciones exteriores, lo que lleva a una sobreestimación de la potencia (y la eficiencia) del panel.

El NOCT trata de mitigar este problema, pero su variabilidad en función de la ubicación geográfica y las condiciones ambientales plantea dificultades para garantizar su aplicabilidad universal.

Si hacemos comparación directa de NOCT y STC para un mismo panel solar, se pone de manifiesto notables discrepancias en las predicciones de su potencia. En STC, los paneles solares se prueban en condiciones controladas, lo que da lugar a índices de potencia y eficiencia más altos que no van a ser nunca alcanzables en instalaciones al aire libre. En cambio, las condiciones NOCT tienen en cuenta las fluctuaciones de temperatura del mundo real, que suelen dar lugar a una potencia y eficiencia entre un 5 y un 15% menor que los valores STC.

Un ejemplo práctico para ayudar a ilustrar la diferencia entre las clasificaciones de rendimiento NOCT, NMOT y STC sería el siguiente.

• Potencia de un panel solar de 450W (Pnom) en condiciones STC: Si un panel solar tiene una potencia nominal de 450 W en condiciones STC, significa que produce 450 W cuando se prueba en un laboratorio controlado con una irradiancia de 1.000 W/m², una temperatura de célula de 25 °C, con una masa de aire AM de 1.5 y sin velocidad del viento. Sin embargo, no tiene en cuenta las condiciones del mundo real hacen que el panel se caliente considerablemente (por encima de los 70-80ºC en periodos de mayor irradiación), lo que afecta a su eficiencia y potencia.
• Potencia de un panel solar de 450W (Pnom) condiciones NOCT: En condiciones NOCT, el panel sin carga conectada, funciona a una temperatura más alta, normalmente en torno a los 45-50°C de media, con un nivel de irradiancia de 800 W/m² y una ligera presencia de viento de 1 m/s, lo que provoca una reducción de la potencia de salida. La potencia real en condiciones NOCT suele oscilar entre 340 W y 380 W, dependiendo del coeficiente de temperatura del panel y de los factores ambientales.
• Potencia de un panel solar de 450W (Pnom) en condiciones NMOT: En condiciones NMOT se tiene en cuenta el hecho de que los paneles solares no funcionan en condiciones de circuito abierto, sino bajo carga eléctrica. Dado que la NMOT se mide mientras el panel está generando energía, tiende a ser ligeramente inferior a la NOCT, pero aún superior a la STC. En condiciones de temperatura ambiente de 20ºC y temperatura de panel de 40-45ºC, la potencia del panel en condiciones NOMT sería de alrededor de 350-390W.

En condiciones estivales, cuando los paneles pueden alcanzar los 60-75°C, su eficiencia puede caer más significativamente, reduciendo aún más la potencia real de salida a unos 310W-350W en casos extremos.

¿Cómo varía la potencia del panel en función de la irradiancia y la temperatura ambiente en condiciones STC, NOCT y NMOT?

Siguiendo con el caso de un panel solar con una potencia nominal de 450W, la variación su potencia real en función de la temperatura ambiente y la irradiación, en condiciones STC, NOCT y NMOT se resume en la siguiente tabla.

Temp Amb(°C)	Irr(W/m²)	Temp Célula NOCT(°C)	Temperatura Célula NMOT(°C)	Potencia STC(W)	Potencia NOCT(W)	Potencia NMOT(W)
20	200	24	23	90	90.4	90.7
20	400	28	25	180	177.8	179.3
20	800	36	32	360	344.0	350.0
20	1000	40	35	450	423.0	432.0
25	200	29	28	90	88.6	88.9
25	400	33	30	180	174.2	175.7
25	800	41	35	360	337.0	342.7
25	1000	45	40	450	414.0	423.0
30	200	34	33	90	86.8	87.1
30	400	38	35	180	170.6	172.0
30	800	46	42	360	330.0	335.5
30	1000	50	45	450	405.0	414.0
35	200	39	38	90	85.0	85.3
35	400	43	40	180	167.0	168.5
35	800	51	47	360	322.6	328.3
35	1000	55	50	450	396.0	405.0
40	200	44	43	90	83.2	83.5
40	400	48	45	180	163.4	164.9
40	800	56	52	360	315.4	321.1
40	1000	60	55	450	387.0	396.0
45	200	49	48	90	81.4	81.7
45	400	53	50	180	159.8	161.3
45	800	61	57	360	308.2	313.8
45	1000	65	60	450	378.0	387.0

Como puedes ver, esta discrepancia pone de manifiesto por qué el STC sólo debe utilizarse como punto de referencia, mientras que el NOCT y NMOT proporcionan una valoración más realista del rendimiento diario en instalaciones al aire libre.

A mayores de esto, recuerda que el impacto de la temperatura en la pérdida de eficiencia también es muy relevante, ya que la eficiencia y potencia de los paneles disminuye a un ritmo aproximado del 0,24% (solo los paneles solares REC llegan a ese nivel tan bajo) y 0,4% por grado Celsius por encima de los 25°C.

Los resultados demuestran que, aunque las STC es útil para comparar paneles, no proporciona una medida exacta de la producción de energía en el mundo real. Las condiciones NOCT y NMOT a pesar de su variabilidad, ofrece una evaluación más realista del rendimiento esperado, sobre todo en regiones con temperaturas ambiente elevadas como pueden ser España o Portugal.

¿Cómo elegir un panel solar en base a las STC, NOCT y NMOT?

Las medidas en condiciones STC sólo deben utilizarse como punto de referencia para la comparación a la hora de comprar paneles solares, mientras que el NOCT y el NMOT proporcionan una expectativa más realista del rendimiento diario en instalaciones al aire libre.

Las condiciones NOCT y sobre todo las condiciones NMOT, al estar más cerca de las condiciones del mundo real en las que los paneles funcionan bajo carga, ofrece una mejor referencia para los instaladores de sistemas solares para tener predicciones más precisas de rendimiento y producción energética.