Aunque trivial, la pregunta que da título a este artículo revela algunos hechos que merecen atención. ¿Qué es importante en el módulo fotovoltaico: más potencia o más eficiencia?
La respuesta es: ambas cosas son importantes y están estrechamente relacionadas. Los módulos fotovoltaicos son cada vez más potentes debido a una mayor eficiencia. Una cosa lleva a la otra, naturalmente, los módulos más potentes son también los más eficientes.
La potencia del módulo fotovoltaico.
Conocida como potencia máxima, la potencia máxima del módulo es la indicada en la ficha técnica. La unidad de potencia máxima es el vatio máximo (Wp).
El vatio-pico es sólo una variación de la unidad de vatio que sirve para resaltar que nos referimos a la potencia máxima que puede proporcionar un módulo fotovoltaico.
Durante el funcionamiento, la potencia del módulo varía en función de la temperatura y principalmente de la irradiancia (W/m2) de la luz solar.
La irradiancia es la unidad que utilizamos para cuantificar la intensidad de la luz solar; es una medida de la potencia lumínica por área.
La siguiente figura muestra las curvas de corriente y tensión (curva IV) y potencia y tensión (PV) de un módulo fotovoltaico e ilustra su comportamiento en función de la irradiancia solar.
La eficiencia del módulo fotovoltaico.
La eficiencia es la relación entre la energía de la luz solar que incide sobre la superficie del módulo y la energía eléctrica producida por él. Si toda la energía solar pudiera transformarse en electricidad la eficiencia sería del 100%. Como esto no es posible, la eficiencia es siempre un número inferior al 100%.
Los mejores módulos fotovoltaicos comerciales actualmente tienen eficiencias de alrededor del 20%, que pueden ser ligeramente inferiores o superiores. Es decir, alrededor del 20% de la energía recibida del Sol se transformará en energía eléctrica.
La eficiencia del módulo varía según sus condiciones de funcionamiento: irradiancia, temperatura, composición de la luz, ángulo de incidencia de la luz.
El catálogo de módulos fotovoltaicos informa la eficiencia en la condición STC (condiciones de prueba estándar), que tiene las siguientes características: irradiancia de 1000 W/m2, espectro solar AM1.5 y temperatura de 25 oC (de las células).
El espectro AM1.5 corresponde a una composición luminosa estandarizada internacionalmente, que se utiliza siempre en la caracterización de módulos fotovoltaicos.
¿Cómo se miden la potencia y la eficiencia?
Los módulos fotovoltaicos se someten a una prueba de luz intermitente cuando salen de la línea de producción. El destello de luz reproduce la composición de la luz solar con un pulso luminoso de corta duración, con una intensidad máxima de unos 1000 W/m2.
En las fábricas, los módulos se prueban uno a uno y se clasifican según su potencia y eficiencia.
El resultado de la prueba determinará las características de potencia, eficiencia, voltaje máximo (circuito abierto) y corriente máxima (cortocircuito) que se muestran en la etiqueta del producto.
En el caso mostrado en la Figura 4, las curvas IV y PV permitieron extraer las siguientes características del módulo fotovoltaico en STC.
¿Más potencia o más eficiencia?
La eficiencia y la potencia están estrechamente relacionadas. El aumento de la eficiencia de las células fotovoltaicas ha permitido la producción de módulos cada vez más potentes. Por lo tanto, como regla general, un módulo de alta eficiencia también será un módulo de alta potencia.
La eficiencia del módulo puede variar según el modelo o el fabricante. Módulos de la misma potencia con diferentes eficiencias tendrán diferencia en su tamaño físico. Ambos producirán la misma energía, pero el módulo más eficiente tiene un área menor.
En el siguiente ejemplo observamos las características de dos módulos fotovoltaicos de la misma potencia elegidos aleatoriamente del mercado, de diferentes fabricantes.
El primero tiene una eficiencia del 20,4% y su superficie es de 2,209 m2. El segundo, con una eficiencia del 20,7%, tiene unas dimensiones ligeramente reducidas, con una superficie total de 2,173 m2.
En resumen, podemos concluir que eficiencia y potencia van de la mano. Cuando hablamos de módulos con la misma potencia, aunque ambos son capaces de generar la misma energía, el módulo de mayor eficiencia (por sus reducidas dimensiones) puede resultar ventajoso en grandes proyectos o incluso en pequeños proyectos con grandes restricciones de superficie.
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