Descripción general del prefacio
La paradoja del verano: abundante luz solar versus altas temperaturas
Durante el verano hay días más largos y luz solar más fuerte. En el hemisferio norte, por ejemplo, puede haber más de 14 horas de sol en un día. Este plomo más largo da un mayor tiempo para la generación de energía. Sin embargo, la relación entre calor y eficiencia es complicada.
Los paneles fotovoltaicos tenderán a funcionar de manera menos eficiente a medida que aumenten las temperaturas. El coeficiente de temperatura de los paneles solares, típicamente -0.3% a -0.5%/OC puede interpretarse como para cada grado un panel es superior a 25 ° C (77F). La eficiencia del panel cae ligeramente. Durante las ondas de calor extremas, las temperaturas de verano pueden dar lugar a eficiencias que son 5-7% más bajas. Además del calor, el verano también da la bienvenida a la neblina y al polvo resultante de la contaminación del aire que dispersan y absorben la luz solar antes de golpear los paneles.
Un ejemplo de vida maravillosamente ilustrativo - de esto es de una granja solar de 300MW en Fushun, China. La granja produjo un sorprendente (relativamente) 36.2 millones de kWh en julio de 2024, y significativamente más baja que la producción de 47.85 millones de kWh en marzo, y 40.09 m Illion KWH en octubre. El operador de la granja contó el ángulo del sol en el verano hasta los paneles inclinados óptimamente es menos directo que en los meses de primavera y otoño, lo que provocó que la granja produzca menos energía durante los largos días.
Desafíos de invierno: días más cortos pero temperaturas más frías
Las condiciones en invierno son lo opuesto a las condiciones de verano. La primera y más obvia restricción es el número reducido de horas de día. Horas reducidas significa que hay menos tiempo para la producción potencial de electricidad, y con el camino del sol también siendo más bajo en el cielo, la luz solar tiene que viajar a través de más de la atmósfera de la Tierra, lo que significa que será menos intenso cuando llegue a los paneles.
Sin embargo, incluso con estos dos desafíos, el aire frío de invierno puede ser un impulso en el rendimiento. Los paneles solares funcionan de manera más eficiente en temperaturas más frías. El mismo coeficiente de temperatura asociado con las pérdidas en el calor del verano se atribuye a las mejoras de rendimiento en el clima más frío. En consecuencia, tome beneficios en un día de invierno inmediatamente brillante y frío. Un panel solar bien puede funcionar mejor que las expectativas.
El impacto del invierno depende significativamente de la geografía. Las áreas del norte pueden experimentar grandes disminuciones en la producción, por ejemplo, en la ciudad de San Pedro, Belice, donde los datos promedio de producción de invierno por día son de 5.09 kWh por kW de capacidad, versus producción promedio de verano de 6.90 kWh y. Un sistema residencial en el Reino Unido experimentó su producción más baja de solo 10.3 kWh en un día lluvioso de invierno.
Más allá de la temperatura: el papel crucial de la tecnología y la ubicación
La brecha en el rendimiento estacional no está simplemente relacionada con el clima; Está influenciado por la geografía y la tecnología.
Tecnología del panel: los diseños actuales de paneles solares minimizan las pérdidas anuales incluso durante las condiciones invernales. Paneles bifaciales (dos -} lado) GenEralmente, deriva más beneficio de la luz reflectante de la nieve en el suelo durante el invierno. En un estudio realizado por el National Electric Power Investment Group (State Power Investment Corporation) encontró que los módulos Bifacial TopCon tienen una producción anual superior en parte debido a su bifacialidad (en más del 80%). La bifacialidad es la capacidad de los paneles para capturar la luz reflectante, que este estudio señaló podría contribuir con 15 - 25% de la producción de invierno de la luz reflejada que proviene del lado posterior del panel, que ayuda a equilibrar el rendimiento de la línea inferior a un rendimiento de verano más bajo debido al alto calor.
Geografía: el patrón estacional del rendimiento de producción es bastante diferente dependiendo de la región de geografía/clima.
Regiones templadas: la primavera y el otoño son a menudo las "temporadas de oro" reales para la máxima producción de energía, ya que esos períodos de tiempo son las condiciones ideales para el ángulo solar, la claridad del aire y las temperaturas moderadas.
Regiones tropicales: las regiones tropicales a menudo no exhiben un gran cambio de temperatura entre las estaciones, sino que experimentan ciclos húmedos/secos. El verano (la estación seca) suele ser la temporada de producción máxima.
Regiones áridas calientes: incluso con alto calor durante el verano, el verano sigue siendo, con mucho, la época más productiva del año con cielos despejados y largos días.
Contradas clave para propietarios solares y defensores
La variabilidad estacional de la salida solar refuerza un par de puntos clave. Uno, dado que los sistemas deben ser dimensionados y financiados en función del rendimiento energético anual en lugar de la producción máxima de verano, sus necesidades pueden satisfacerse durante todo el año. En segundo lugar, las tecnologías como los paneles bifaciales y los ajustes de inclinación del estante que esperarían a su posición estacional son útiles, si no la mejor manera de optimizar la generación durante varios períodos de tiempo.
Tal vez la visión más significativa es el valor creciente del almacenamiento de energía y la flexibilidad desde la red. Por ejemplo, de manera similar a lo que se experimentó en la ola de calor europeo, la generación solar puede dominar la generación diurna, sin embargo, la mayor demanda máxima tiende a ocurrir por la noche para reducir la temperatura del día. Sugiere que el futuro de la energía solar ahora comenzará a ser menos acerca de generar energía a partir de la energía solar cuando brille el sol, es decir, la generación y más sobre qué tan bien se va a gestionar y almacenar la energía para esos momentos de demanda máxima.
En general, el verano es excelente, sin embargo, tiende a proporcionar demasiado sol. Por otro lado, la salida solar más alta de los paneles solares tiende a ser durante los días más suaves de primavera y otoño. Además, incluso si se genera en invierno en general, la generación es más eficiente en clima más frío. Este conocimiento ayuda a diseñar mejor nuestro sistema y comprender el papel de la energía solar en la entrega de energía limpia durante todo el año.
