Actualizado el 15 de octubre de 2025
El PR (Índice de Rendimiento) es una de las variables más importantes para evaluar la eficiencia de una planta fotovoltaica. En concreto, el PR es la relación entre la producción energética real y teórica de la planta. Es independiente de la orientación y ubicación de la planta fotovoltaica y de la radiación solar incidente. Por lo tanto, el PR permite comparar plantas en diferentes lugares del mundo.
Este documento explica qué es el Performance Ratio y su función. También aprenderás a calcular el PR de tu planta fotovoltaica y conocerás los factores que influyen en el cálculo de este número.
¿Qué es el índice de rendimiento?
El índice de rendimiento es una medida de la calidad de una planta fotovoltaica, independiente de la ubicación, y por lo tanto se suele describir como un factor de calidad de la planta. Se expresa típicamente como un porcentaje y describe la relación entre el suministro real de energía de una planta fotovoltaica y la generación teórica.
De esta forma, muestra la proporción de energía que realmente está disponible para la red una vez descontadas las pérdidas (por ejemplo, térmicas y eléctricas) y la energía consumida en el funcionamiento de la propia planta.
Un número lo más cercano posible al 100% indica que la planta está funcionando de manera eficiente. En la práctica, el valor del 100% no se puede alcanzar, considerando que siempre se producen pérdidas inevitables durante el funcionamiento de cualquier sistema fotovoltaico. Sin embargo, las plantas de alto rendimiento pueden alcanzar valores de hasta el 80%.
¿Cuál es el papel del ratio de rendimiento?
El índice de rendimiento le indica qué tan eficiente y confiable es su planta. Con PR puede comparar el suministro de energía de su planta con el de otras plantas o monitorear el estado de su propia planta durante un período prolongado.
La determinación de la PR a intervalos fijos no proporciona una comparación absoluta. Proporciona al operador la opción de verificar el rendimiento y la entrega: si se supone que la planta está funcionando de manera óptima cuando se realiza la puesta en servicio, teniendo un cierto PR inicial, entonces medir los valores de PR a lo largo del tiempo permite identificar desviaciones, lo que significa que Se pueden adoptar medidas apropiadas para evitar pérdidas. Las desviaciones en el valor de PR en forma de valores por debajo de lo normal, por tanto, indican probables fallas en las etapas iniciales de la planta.
¿Cómo se calcula el índice de rendimiento?
Necesitas diferentes variables para poder calcular el PR de tu planta. Por un lado, existen valores de irradiación solar para la ubicación de la instalación. Puedes determinar estos valores utilizando un instrumento que mida la irradiación solar incidente. Por otro lado, es necesario conocer la potencia máxima de la planta fotovoltaica, en función de las características y número de módulos fotovoltaicos.
Requisitos para el cálculo.
Si utilizas un instrumento que mide la irradiación solar incidente, la orientación de los módulos y del medidor debe ser la misma para que el cálculo sea correcto. Se debe garantizar que los módulos y el contador estén expuestos a la misma cantidad de radiación solar y temperatura.
Periodo de análisis
El período ideal para analizar el Índice de Rendimiento es de 12 meses. Sin embargo, puede seleccionar períodos más cortos si desea comparar directamente su planta con otra o si desea realizar un análisis inicial del rendimiento de la planta durante los primeros meses de operación.
En cualquier caso, se debe seleccionar un periodo mínimo de 1 mes para garantizar que las condiciones ambientales momentáneas (días lluviosos o nublados), las bajas temperaturas y las posibles sombras no tengan mayor influencia en el cálculo.
cálculo de relaciones públicas
El PR de una planta fotovoltaica con módulos convencionales (no bifaciales) se puede calcular según la siguiente fórmula:
PR=Energía generada [kWh] / Energía esperada [kWh]
En el contador de exportación a la red se puede medir la energía real generada por la planta en kWh, que corresponde al numerador de la ecuación PR.
La energía teórica esperada de la planta, que corresponde al denominador de la ecuación PR, se puede calcular mediante la siguiente ecuación:
Energía esperada [kWh] = Energía solar captada [kWh]. Eficiencia del módulo [%]
En la expresión anterior, la energía solar captada corresponde a la irradiación incidente en la superficie de los módulos fotovoltaicos multiplicada por el área de los módulos, como se muestra en la siguiente ecuación. La eficiencia, a su vez, es la eficiencia de conversión en STC (condición de prueba estándar) que se encuentra en la hoja de datos.
Energía solar captada [kWh] = Irradiación solar [kWh/m2]. Área del módulo [m2]
Conceptualmente, la energía esperada corresponde a la suma de las energía solar recogido por los módulos fotovoltaicos en un intervalo de tiempo determinado, simplemente multiplicado por la eficiencia de conversión fotovoltaica.
Cabe señalar que el cálculo de la energía esperada descarta todas las pérdidas existentes en un sistema fotovoltaico y proporciona una expectativa teórica de generación de energía eléctrica a partir de la irradiación solar recogida por la superficie de los módulos fotovoltaicos.
Calcular la energía esperada por el producto de la irradiación solar, el área del módulo y la eficiencia de la hoja de datos, según las expresiones mostradas anteriormente, es la forma más intuitiva posible de obtener el valor esperado.
Se puede demostrar que el cálculo mostrado anteriormente corresponde exactamente a la definición de PR según la norma IEC 61274-1:2021, ítem 14.3.1, que presenta la siguiente ecuación:
PR = (Energía generada [kWh] / Potencia pico [kW]) / (Irradiancia [kWh/m2] / Irradiancia estándar [kW/m2])
En la expresión anterior, la irradiancia estándar corresponde al valor utilizado para determinar la potencia máxima del módulo fotovoltaico, es decir, 1000 W/m2 o 1 kW/m2.
Al dividir la irradiancia [kWh/m2] durante un intervalo de tiempo determinado por la irradiancia estándar (1 kW/m2), se obtiene el número de horas de pleno sol durante ese período. Luego, multiplicar la potencia máxima del conjunto fotovoltaico por el número de horas de pleno sol da como resultado la energía esperada del sistema.
De forma mucho más intuitiva, se llega al mismo resultado simplemente multiplicando la irradiación solar para el periodo considerado [kWh/m2], la superficie de los módulos fotovoltaicos [m2] y la eficiencia de conversión que se encuentra en la hoja de datos.
Este método de cálculo puede ser utilizado fácilmente por los propietarios de sistemas fotovoltaicos para calcular el PR, siempre que dispongan de dos datos muy importantes: la energía inyectada a la red eléctrica [kWh] y la irradiación solar [kWh/m2] a nivel de módulo; esta información se puede encontrar en el sistema de monitorización de la planta solar, siempre que cuente con la instrumentación necesaria.
Ejemplo: cálculo del índice de rendimiento durante un período de análisis de 1 año
Este ejemplo describe el cálculo de PR a partir de datos extraídos de los accesorios Sunny SensorBox y Sunny WebBox de una instalación solar con inversores de SMA.
El cálculo debe verse como una opción alternativa. SMA Solar ofrece un cálculo automático de PR en la plataforma de monitorización Sunny Portal.
Para realizar el cálculo necesitamos la siguiente información:
- Período de análisis: en este ejemplo el período es de 1 año.
- Área de generación de la planta: es el número de módulos multiplicado por el área frontal del módulo, que se puede encontrar en la ficha técnica.
- Eficiencia del módulo: es la eficiencia STC que se encuentra en la hoja de datos del módulo.
- Energía exportada real: medida en el medidor de energía exportada de la planta solar.
- Energía esperada de la planta: calculada mediante la fórmula presentada anteriormente.
- Irradiación solar incidente: irradiación [kWh/m2] en el plano de los módulos registrada en el período considerado.
Si utiliza inversores y accesorios de SMA, puede utilizar los valores de irradiación enviados por la Sunny SensorBox a la Sunny WebBox para determinar este valor.
La Sunny WebBox consulta periódicamente los valores medidos por la SensorBox. Luego, WebBox calcula el promedio diario de estos valores individuales. Para determinar la irradiación solar promedio durante el período de análisis, es necesario extrapolar los valores promedio diarios. Para ello, proceda de la siguiente manera.
La Sunny WebBox almacena los valores medios de irradiancia incidente de la instalación, según los ajustes de la interfaz de usuario, en intervalos de 5, 10 o 15 minutos. Sunny WebBox guarda los valores medios de cada mes junto con otros valores medios de su instalación en los directorios correspondientes, como por ejemplo .csv o .xml.
Para calcular el valor de irradiación en 1 año, por ejemplo, primero hay que calcular los valores mensuales. Para hacer esto, sume los valores promedio diarios del mes específico. Luego se divide el monto por la cantidad de días del mes, lo que luego da el monto mensual promedio. De esta forma podrás calcular el promedio mensual de los 12 meses del año.
Para calcular el promedio anual, simplemente suma los 12 promedios mensuales y divide el valor entre 12. Luego extrapola el valor promedio calculado para su área de generación. De esta manera obtienes el valor nominal de la planta para el período de análisis del año, el cual puedes incluir con los demás valores en la fórmula para calcular el Ratio de Desempeño.
En este ejemplo se utilizan los siguientes valores:
- Periodo de análisis: 1 año
- Irradiación solar media en 1 año: 120 kWh/m²
- Área de generación de planta: 10 m²
- Eficiencia del módulo: 15%
- Energía eléctrica exportada a la red: 110 kWh
Los valores de irradiación medidos in situ arrojan un valor medio de irradiación solar para todo el período de análisis de 120 kWh/m². Este valor de irradiación se extrapola luego sobre el área de la planta de la siguiente manera para calcular la energía solar recolectada:
Valor de irradiación tintaWhm2·Área de planta en m2=120kWhm2·10 m2=1200 kWh
Para posteriormente calcular la energía esperada de la planta, se multiplica el valor de la energía solar captada por la eficiencia del módulo:
1200 kWh ·15%=180 kWh
Por lo tanto, se obtiene un suministro esperado de 180 kWh para el período de análisis. De alcanzarse, esta energía esperada correspondería a un PR del 100 %. Sin embargo, la energía real suministrada a la red fue de tan solo 110 kWh. A partir de los valores obtenidos, se obtiene el Índice de Rendimiento:
PR=110 kWh180 kWh=61%
El valor de PR encontrado en este ejemplo es aproximadamente 61%. Esto significa que aproximadamente el 39% de la energía solar que se convertiría en energía eléctrica ya no está disponible debido a las pérdidas térmicas, eléctricas y ópticas, entre otras, existentes en la planta.
El Performance Ratio actúa como indicador y puede indicar la necesidad de una inspección más detallada de la planta para que, por ejemplo, se elimine la suciedad de los módulos o se reemplacen los componentes.
Cálculo automático de PR por la plataforma de seguimiento.
También puede calcular automáticamente el Performance Ratio transmitiendo los datos correspondientes de su instalación al Sunny Portal. En Sunny Portal también puede ver el Performance Ratio en formato gráfico.
Para calcular PR en Sunny Portal se deben cumplir los siguientes requisitos:
- Disponer de una Sunny WebBox que transmita los datos solicitados al Sunny Portal
- Tener una Sunny SensorBox conectada a la Sunny WebBox
- Disponer de los sensores de irradiación Sunny SensorBox
Factores que influyen en el ratio de rendimiento
El Performance Ratio es una variable basada puramente en definiciones, que bajo la influencia de ciertos factores, puede presentar resultados incorrectos. Esto se debe a que las características de rendimiento de los módulos fotovoltaicos se definen en función de parámetros estándar (1000 W/m² y 25 °C). Las condiciones diferentes durante el funcionamiento real pueden influir en el índice de rendimiento.
Los siguientes factores pueden influir en el valor de PR:
- Factores ambientales: temperatura del módulo, irradiación solar y disipación de energía, errores en los instrumentos de medición, sombras, suciedad.
- Otros factores: período de registro, pérdidas eléctricas, error en la especificación de los módulos fotovoltaicos, eficiencia de los inversores, diferencia en la tecnología de células solares del módulo y del medidor de radiación solar, orientación del instrumento de medición (Sunny SensorBox)
factores medioambientales
Temperatura de los módulos fotovoltaicos.
El rendimiento y la eficiencia de una célula solar dependen, entre otros factores, de la temperatura de funcionamiento. A temperaturas más bajas, un módulo fotovoltaico es especialmente eficiente. Por ejemplo, el módulo hace frío cuando el cielo está nublado en invierno. Esto puede generar brevemente valores altos de relaciones públicas. Después de un cierto tiempo, el módulo se calienta y la eficiencia vuelve a caer.
Irradiación solar y disipación de energía.
Durante la mañana, al final de la tarde y especialmente en invierno, cuando el sol está bajo, el valor de irradiancia (potencia luminosa por metro cuadrado) se acerca más al valor de disipación (= diferencia entre entrada y salida de energía) que en otros momentos del día y año. Por este motivo, el valor de PR es inferior a lo normal.
Instrumento de medición (Sunny SensorBox) a la sombra o sucio
Dependiendo del lugar de instalación, las plantas y los edificios pueden dar sombra temporal o permanente al instrumento de medición (Sunny SensorBox). Especialmente cuando el sol está bajo, partes de la propia central eléctrica pueden dar sombra al instrumento. El sombreado, ya sea parcial o completo, puede dar lugar a valores PR incorrectos superiores al 100%. Además, factores ambientales como el polvo o el polen pueden provocar suciedad en la planta y generar también valores superiores al 100%.
Sombra o contaminación de paneles fotovoltaicos
Dependiendo de la ubicación de la instalación, las plantas y los edificios pueden sombrear temporal o permanentemente el instrumento de medición (Sunny SensorBox). Además de la suciedad causada por factores ambientales, los paneles también pueden quedar sombreados. El sombreado hace que el panel absorba menos radiación de lo normal.La eficiencia del módulo y el PR también disminuyen.
Otros factores
Periodo de medición
Si el período de medición es demasiado corto (menos de 1 mes), no hay suficientes mediciones para un cálculo confiable del índice de rendimiento. La baja elevación solar, las temperaturas altas y bajas y la sombra influyen más en el resultado, considerando que no hay suficientes datos.
Pérdidas por conducción eléctrica.
Con la transmisión de energía desde el inversor al contador de energía exportada a la red, pueden producirse pérdidas de conductividad dependiendo del tipo de cables utilizados. El valor PR puede verse reducido por pérdidas eléctricas.
Eficiencia de los módulos fotovoltaicos.
La eficiencia de los módulos influye decisivamente en el Performance Ratio de la planta. Cuanto mayor sea la eficiencia, mayor será la PR (limitada a las condiciones ambientales correspondientes).
Eficiencia del inversor
Si el inversor utilizado en la planta es altamente eficiente, puede resultar en un PR más alto. Los inversores de SMA con una eficiencia superior al 90 % permiten valores PR superiores al 80 %).
Diferentes tecnologías de células fotovoltaicas en módulos e instrumentos de medida.
Existen diferentes tipos de células fotovoltaicas para módulos. Los tres tipos siguientes son los más comunes: silicio monocristalino y silicio policristalino. Si el instrumento de medición instalado en la instalación (Sunny SensorBox) utiliza una tecnología diferente a la utilizada en los módulos, pueden producirse desviaciones de PR.
Degradación de células fotovoltaicas.
La degradación de las células fotovoltaicas relacionada con la edad puede provocar valores de PR más bajos con el tiempo.
Orientación del instrumento de medición (Sunny SensorBox)
Si la instalación dispone de un instrumento de medición (Sunny SensorBox) que no está alineado con los módulos de la instalación, pueden producirse valores PR superiores al 100% debido a un error en la medición de la irradiación recogida por los módulos fotovoltaicos.
Referencia
Este artículo se basó en el documento técnico de SMA “Relación de rendimiento: factor de calidad para sistemas fotovoltaicos”, disponible este enlace, con revisión y adiciones técnicas por parte del equipo de ingeniería. Canal solares.
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