Influencia de las sombras en una instalación fotovoltaica: un caso real

Que el autoconsumo está de moda no es ningún secreto. Cada vez son más las empresas que se suman al negocio de la fotovoltaica y cada vez son más los interesados en beneficiarse de las ventajas de producir su propia energía. 

En este contexto, es muy importante que las instalaciones se diseñen de la mejor forma posible, analizando todas las variables implicadas y, sobre todo, que el inversor conozca en todo momento los pros y los contras asociados a su inversión.

Recientemente ha contactado con nosotros un cliente muy interesado en que valorásemos un diseño propuesto para su instalación. La cubierta disponible contaba con ciertas limitaciones, entre ellas, una torre de telecomunicaciones de cerca de 20 m de altura, a la cual no se le había dado la importancia suficiente en las visitas y diseños iniciales que habían recibido. 

En este punto, nos lanzaban la siguiente pregunta: “¿Realmente es una limitación importante la sombra de esta torre?” Desde Eurocontrol hemos respondido con un análisis pormenorizado de la instalación, para aclarar a nuestro cliente cómo funciona la tecnología y cómo afectan las sombras puntuales.

Partimos de la base de que un campo fotovoltaico se compone de asociaciones de paneles en serie y estas se pueden agrupar en paralelo, para entrar en el (los) inversor (es). Toda una cadena de módulos en serie, funciona igual que el panel en que trabaje en peores condiciones, por tanto, si un panel deja de funcionar, el resto de paneles conectados en serie harán lo mismo.

Esta misma premisa se puede emplear para hablar del comportamiento de un único panel, ya que cada panel está formado por filas internas de células solares conectadas en serie.

Por tanto, si una de estas células se ve afectada por un sombreado parcial, en lugar de generar, (por simplificarlo), diremos que esta célula se convierte en “una resistencia” y disipará en forma de calor, la electricidad generada por el resto de células. Para que esto no ocurra, cada serie de x células dentro de un módulo va protegida con 1 diodo bypass, que realiza la siguiente tarea:

Hasta hace bien poco, lo común era encontrarse módulos con 72 células y 3 diodos de bypass, sin embargo, los últimos progresos dentro de la fabricación de paneles solares hicieron posible que módulos half cell o de célula partida comenzasen a comercializarse, siendo estos una solución excelente para cubiertas con superficie reducida, susceptibles de recibir sombras a lo largo del año.

Una vez entendemos y conocemos el posible efecto de las sombras, es importante cuantificarlo y ser capaces de definir (siempre de forma aproximada) las perdidas. Por ello, importando el diseño a PVSyst, es posible obtener una estimación de las pérdidas anuales, realizando una distribución coherente a la hora de conectar los módulos en serie para poder minimizar el porcentaje de las mismas.

Según la simulación realizada, se estima una pérdida del 5,5% del recurso solar por sombreado y 5,8% de pérdidas eléctricas por la conexión de los módulos, a esto, debemos añadirle los efectos que supone, con respecto a la degradación de los equipos principales.