Cómo Afecta El Clima Al Rendimiento De Las Celdas Solares

Cómo Afecta El Clima Al Rendimiento De Las Celdas Solares

¿Todas las celdas solares fotovoltaicas (PV) creadas son iguales? No, pero las diferencias en la calidad y la producción de energía están enraizadas en más que en sus respectivos fabricantes y diseños. El clima local también desempeña un papel fundamental en la forma en que se desempeñan en cualquier implementación residencial, comercial o de servicios públicos.

Cómo el clima explica las diferencias en la producción de células solares

La variación del rendimiento de las células solares desde un lugar de manera intuitiva tiene sentido debido a los diferentes niveles de luz solar. En los EE. UU., Muchos de los estados con la mayor capacidad solar instalada están ubicados en el Cinturón del Sol, la región que atraviesa todo el extremo sur de los 48 más bajos, desde California hasta Carolina del Norte.

Las leyes e incentivos estatales explican algunas de las disparidades regionales, pero un número mayor de días más soleados en el sur también es inevitablemente influyente. Una celda solar fotovoltaica en Florida, naturalmente tendrá más oportunidades para capturar energía del sol que una en Dakota del Sur.

Los investigadores del MIT intentaron cuantificar la diferencia exacta probando los paneles tradicionales de silicio y telurio de cadmio de película delgada en dos ubicaciones meteorológicamente distintas: Singapur y Perrysburg, Ohio. La varianza observada entre los dos sitios fue de hasta el 5 por ciento y fue más pronunciada con las celdas de teluro de cadmio. La instalación de Singapur, con su clima más cálido y húmedo, demostró la mayor producción de energía.

El estudio implica que se podrían observar diferencias similares con perovskitas de haluro metálico y arseniuro de galio, cada uno de los cuales también tiene una brecha de banda electrónica alta como el telurio de cadmio.

Cómo Afecta El Clima Al Rendimiento De Las Celdas Solares

Predecir el rendimiento de las células fotovoltaicas solares: una ciencia inexacta

La cobertura del estudio MIT se ha centrado en cómo el clima marcó una diferencia mayor de lo esperado. Un punto relacionado es la inexactitud de las predicciones sobre el rendimiento de las células fotovoltaicas solares, que luchan en particular con los climas tropicales.

Muchas células se someten a pruebas de laboratorio o de campo en los climas relativamente templados de los Estados Unidos, Europa, China y Japón. Como resultado, por lo general no tienen puntos de referencia para la forma en que se enfrentarán a las condiciones del mundo real en lugares como Singapur. El rendimiento puede verse muy afectado por los extremos meteorológicos de temperatura, viento e irradiación.

El software actual de predicción de rendimiento a menudo se esfuerza por producir pronósticos precisos para células fotovoltaicas solares específicas, debido a sus líneas de base en resultados de laboratorio poco realistas. Los modelos de vanguardia funcionan un poco mejor al incorporar datos sobre efectos transitorios como el viento, así como en gradientes térmicos cercanos. Sus errores de la raíz cuadrada media pueden ser tan bajos como sólo el 2,5 por ciento.

Una mejor comprensión de las fluctuaciones relacionadas con el clima puede ayudar a tomar decisiones superiores sobre qué tipos de células fotovoltaicas solares utilizar en ubicaciones específicas. Por ejemplo, un despliegue situado en un clima cálido puede beneficiarse de las células que incorporan perovskitas y otros materiales capaces de aprovechar las ventajas únicas del entorno local, si dichas tecnologías son rentables y tienen un rendimiento superior al del silicio.

Cómo Afecta El Clima Al Rendimiento De Las Celdas Solares

Mirando hacia el futuro las posibilidades en los materiales de células fotovoltaicas solares

Si bien el estudio del MIT destacó el potencial del telurio de cadmio y materiales similares, vale la pena señalar que los paneles de silicio cristalino aún dominan el mercado, especialmente en la energía solar a gran escala. El Informe Anual de Generadores Eléctricos de la Administración de Información de Energía de EE. UU. Encontró que tenían el 70 por ciento del mercado en 2016, en comparación con el 28 por ciento de las alternativas de película delgada.

En la última categoría, el telurio de cadmio representó prácticamente toda la capacidad de película delgada instalada en los EE. UU. Sin embargo, su crecimiento se ha retrasado en el silicio en los últimos años debido a los avances en la fabricación de silicio que han ayudado a reducir costos y acelerar las implementaciones en todas las categorías. Las películas delgadas tienen casos de uso de nicho, es decir, en ambientes cálidos o para aplicaciones que requieren un mínimo peso celular, pero el silicio conserva numerosas ventajas en costo y abundancia.