Los efectos de la temperatura en la producción de las instalaciones fotovoltaicas

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Los efectos de la temperatura en la producción de las instalaciones fotovoltaicas

Durante las últimas semanas, se han dado informaciones que hablaban de una disminución de la producción fotovoltaica debido a las altas temperaturas de la ola de calor. Con temperaturas de hasta casi 45º C, la producción de las instalaciones fotovoltaicas en España ha caído un 4% o un 5% sobre la producción habitual que habrían tenido con una temperatura de 10º C menos.

Evidentemente la producción de una instalación fotovoltaica depende de la cantidad de horas de sol, ya que la radiación es consecuencia directa de lo que producen las instalaciones fotovoltaicas, pero sí es verdad que a igualdad de horas de sol, una mayor temperatura de las células y módulos que componen una instalación fotovoltaica hacen disminuir su producción.

Todos estos conceptos son sobradamente conocidos por los técnicos que se dedican a los temas fotovoltaicos, pero no son conocidos por el resto del público que creen que las instalaciones fotovoltaicas producen más cuando hace más calor.

La célula fotovoltaica se comporta como un generador de corriente eléctrica, cuya característica es función de tres variables fundamentales: intensidad de la radiación solar, temperatura y área de la célula.

Las células solares están constituidas por materiales semiconductores, principalmente silicio, y son elementos que transforman directamente parte de la energía solar que reciben en energía eléctrica (producción a la que estamos haciendo referencia).

La temperatura de la célula posee un efecto importante sobre el valor de la tensión en circuito abierto (Voc, que es el máximo valor de tensión en extremos de la célula y se da cuando esta no está conectada a ninguna carga), y lo podemos ver sobre la curva I – V, según muestra en la figura siguiente. Así, al aumentar la temperatura, la tensión de circuito abierto disminuye del orden de unos pocos milivoltios por cada grado centígrado que aumenta la temperatura (2,3 mV/ºC para el silicio y entre 2 y 2,2 mV/ºC en el caso de arseniuro de galio).

Además, como consecuencia de esta variación de Voc, a medida que aumenta la temperatura, provoca a su vez, que la eficiencia de la célula haga lo propio: disminuir al aumentar la temperatura (se reduce entre el 0,4 y 0,5% por ºC en las células de silicio y alrededor de 0,3% por ºC en las de arseniuro de galio). La siguiente figura ilustra las variaciones de las principales características eléctricas de una célula solar en función de la temperatura.

Características eléctricas de una célula solar en función de la temperatura

El voltaje de circuito abierto de una célula depende exclusivamente de su temperatura, Tc, y la temperatura de trabajo de las células depende exclusivamente de la irradiancia y de la temperatura ambiente.