Separar más las filas de paneles solares puede aumentar la eficiencia en ciertos casos, al permitir que un mayor flujo de aire se lleve parte del calor, según un nuevo análisis.
Los paneles solares captan la luz del sol y la convierten en electricidad, pero el calor que los acompaña puede reducir ligeramente su potencia.
El análisis va más allá de las hipótesis de funcionamiento actuales, que sólo tienen en cuenta la cantidad de luz solar, la velocidad del viento y la temperatura ambiente.
Pero en realidad, cuando se observa la disposición del sistema, como la separación de los módulos, el ángulo en el que se encuentran, la altura a la que están del suelo…, todo ello afecta al flujo de aire.
Matthew Prilliman, investigador del Laboratorio Nacional de Energías Renovables.
La temperatura de un módulo fotovoltaico sólo es superada por la cantidad de luz solar que recibe en términos de impacto en la producción eléctrica del módulo. La potencia máxima de un módulo disminuye entre un 0,3% y un 0,5% por cada grado de aumento de la temperatura del módulo. La luz solar es el principal impulsor de la temperatura del módulo, mientras que la velocidad del viento tiene un efecto secundario.
El análisis, que se basó en el modelo System Advisor del NREL, demostró que una mayor separación entre filas mejoraría el rendimiento de un sistema fotovoltaico al permitir que el flujo de aire enfriara los módulos solares. Prilliman dijo que pocos modelos informáticos utilizados anteriormente tenían en cuenta los cambios en la transferencia de calor causados por las diferencias en la configuración de un conjunto.
"Se trata de un terreno relativamente inexplorado."
Matthew Prilliman
La investigación podría ser especialmente relevante para el creciente campo de la agrovoltaica, en el que los cultivos se plantan junto a los paneles solares o debajo de ellos. El cambio en el uso del suelo para las diferentes disposiciones afectaría a la colocación de los cultivos, lo que a su vez podría afectar también al flujo del viento.
"Aumentar el espaciado podría permitir que se utilicen más variedades de cultivos y más tipos de equipos agrícolas en los sistemas agrovoltaicos. Eso podría hacer que estos sistemas solares espaciados fueran más rentables y compatibles con la agricultura a gran escala."
Jordan Macknick, experto del NREL en agrovoltaica.
Al distanciar más los paneles fotovoltaicos, aumenta la cantidad de irradiación reflejada en el suelo sobre un módulo solar y disminuye la incidencia de los módulos que se hacen sombra entre sí. La mayor separación también permite un mayor flujo de viento; lo que puede dar lugar a una menor temperatura de los módulos y una mayor producción de energía.
Los investigadores no especificaron la distancia entre los paneles porque cada sistema fotovoltaico es diferente y depende de las condiciones locales. Sí señalaron que las mayores mejoras se produjeron en climas con temperaturas ambientales medias anuales bajas; y velocidades de viento medias anuales de moderadas a altas.
Según los investigadores, una mayor separación de las hileras conlleva costes adicionales. En concreto, se necesita más terreno a medida que los conjuntos están más espaciados. Además, los costes de cableado aumentan a medida que los conjuntos están más separados. Sin embargo, los investigadores determinaron que los beneficios superan a los costes en muchos casos.
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