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Jun 05, 2023

¿Qué es la eficiencia del panel solar? (2023)

Leonardo David es ingeniero electromecánico, MBA, consultor energético y redactor técnico. Su experiencia en consultoría solar y de eficiencia energética cubre sectores como el bancario, el textil

Leonardo David es ingeniero electromecánico, MBA, consultor energético y redactor técnico. Su experiencia en consultoría solar y de eficiencia energética cubre sectores que incluyen la banca, la fabricación textil, el procesamiento de plásticos, la farmacia, la educación, el procesamiento de alimentos, el sector inmobiliario y el comercio minorista. También escribe artículos sobre temas de energía e ingeniería desde 2015.

Tori Addison es una editora que ha trabajado en la industria del marketing digital durante más de cinco años. Su experiencia incluye trabajos de comunicación y marketing en los sectores académico, gubernamental y sin fines de lucro. Periodista de profesión, comenzó su carrera cubriendo política y noticias en Hudson Valley de Nueva York. Su trabajo incluyó la cobertura de presupuestos locales y estatales, regulaciones financieras federales y legislación de atención médica.

La eficiencia de los paneles solares mide la capacidad de convertir la luz solar en energía para alimentar su hogar. Los paneles solares de alta eficiencia pueden convertir un mayor porcentaje de luz solar en electricidad. En otras palabras, generan más kilovatios-hora por pie cuadrado en comparación con los paneles solares estándar.

Nosotros, en el equipo de Guías de MarketWatch, hemos revisado los mejores paneles solares en función de la eficiencia y otros factores importantes. Continúe leyendo para obtener más información sobre la eficiencia de los paneles solares y cómo funcionan.

Los paneles solares constan de módulos o células fotovoltaicas (PV). Puede medir la eficiencia de una célula fotovoltaica en función del porcentaje de energía luminosa que convierte en electricidad. Alternativamente, la eficiencia de las células solares es la capacidad de un panel para capturar energía de fotones o partículas de luz. Cuando la luz incide en un panel solar, libera electrones que comienzan a moverse y crean una corriente eléctrica.

Por ejemplo, un panel solar con una eficiencia del 20% puede convertir el 20% de la luz solar en energía utilizable. La mayoría de los paneles solares disponibles comercialmente tienen una eficiencia inferior al 23%, con un rango promedio del 15% al ​​20%. SunPower y Canadian Solar encabezan actualmente la industria con paneles con un 22,8% de eficiencia.

Estas cifras pueden parecer bajas, pero hay que tener en cuenta que las células solares utilizan un aporte de energía gratuito con cero emisiones (luz solar). Las centrales eléctricas de combustibles fósiles pueden alcanzar niveles de eficiencia en torno al 60%, pero el aporte de energía no es gratuito y genera emisiones constantes.

No es lo mismo la eficiencia individual de un panel solar que la eficiencia global de un sistema solar instalado. Al igual que ocurre con un sistema eléctrico, una pequeña parte de la energía generada se pierde en el cableado. Los sistemas de energía solar también dependen de inversores para convertir la corriente continua (CC) de las células fotovoltaicas en la corriente alterna (CA) necesaria para alimentar sus electrodomésticos. Los mejores inversores solares tienen una eficiencia superior al 97%, pero aún se pueden esperar pérdidas menores durante la transmisión.

Debido al cableado y a las pérdidas por conversión de energía, la eficiencia individual de los paneles solares siempre será mayor que la eficiencia del sistema. Por ejemplo, un sistema solar doméstico con paneles con una eficiencia del 22 % podría funcionar con una eficiencia general del 19 %.

Existe la idea errónea de que la eficiencia de los paneles solares equivale a la calidad del producto. La eficiencia es simplemente una característica del producto, como la potencia nominal y las dimensiones del módulo, y puede encontrar paneles de alta calidad en todos los niveles de eficiencia.

El principal factor que determina la eficiencia es el material de un panel solar:

Como puede ver, los paneles solares monocristalinos son el tipo de panel solar más eficiente en comparación con otras opciones. La principal ventaja de los paneles de alta eficiencia es que generan más electricidad utilizando menos superficie, pero también son más caros. Si tiene mucho espacio para su sistema fotovoltaico, utilizar una mayor cantidad de paneles menos eficientes también es una opción viable.

Aunque los paneles solares de alta eficiencia son más caros, ofrecen varias ventajas. Además, sus ahorros de electricidad al utilizar energía solar pueden ayudarlo a recuperar el costo inicial más alto con el tiempo. Éstos son algunos de los beneficios de los paneles solares de alta eficiencia:

Dado que los módulos de alta eficiencia convierten un mayor porcentaje de luz solar en electricidad, le permiten utilizar el espacio del techo de manera más efectiva. Por ejemplo, en comparación con los paneles con un 10% de eficiencia, los paneles con un 20% de eficiencia pueden generar el doble de electricidad por pie cuadrado. En otras palabras, los paneles solares de alta eficiencia producen más energía utilizando menos paneles.

Si el área disponible para su conjunto fotovoltaico es limitada, puede lograr la máxima potencia de salida con paneles solares monocristalinos.

Los paneles monocristalinos tienen mayor eficiencia y potencia que los paneles policristalinos del mismo tamaño. Por ejemplo, al comparar módulos solares de 60 celdas, es posible que encuentre un panel de polietileno de 300 vatios (W) frente a un panel mono de 370 W. A continuación se muestra un ejemplo de cómo la potencia del panel solar puede afectar el tamaño de su sistema y el ahorro de energía:

El costo promedio de los paneles solares es de $2,85 por vatio, según nuestra encuesta de marzo de 2023 a 1000 propietarios de viviendas con energía solar instalada. Dado que los paneles monocristalinos tienen mayor potencia, también cuestan más que los paneles policristalinos. Sin embargo, la diferencia de precio es mínima cuando se comparan ambos tipos de paneles en términos de costo por vatio.

Todos los paneles solares sufren una pequeña pérdida de potencia a medida que se calientan. Este efecto es temporal: los paneles recuperan la productividad perdida una vez que se enfrían. Sin embargo, cuando se exponen constantemente los paneles solares al clima cálido, la pérdida de producción puede acumularse con el tiempo. Como resultado, las altas temperaturas pueden provocar una disminución del 10% al 25% en la eficiencia de los paneles solares.

Los paneles solares tienen una métrica llamada coeficiente de temperatura, que describe el efecto negativo del calor. Por ejemplo, un panel con un coeficiente de -0,40% por grado Celsius perderá un 8% de productividad con un aumento de temperatura de 20°C. En promedio, los paneles monocristalinos tienen coeficientes de temperatura más bajos que los paneles policristalinos, lo que significa que se ven menos afectados por el calor. Esta es una gran ventaja en regiones cálidas donde las altas temperaturas pueden afectar el rendimiento de los paneles solares con el tiempo.

Muchos programas de beneficios solares calculan los incentivos financieros según la capacidad por vatio de su sistema solar. Dado que los paneles de alta eficiencia tienen una mayor potencia, pueden calificar para montos de incentivo más altos. Sin embargo, esto no se aplica a los programas de incentivos con reembolsos fijos.

El crédito fiscal federal para energía solar es un incentivo a nivel nacional que le permite reclamar el 30% de los costos de su sistema solar como crédito fiscal para el año en que instale los paneles. Dado que los paneles monocristalinos cuestan más, el costo total del sistema probablemente será mayor que si usara paneles policristalinos. Como resultado, verá un incentivo fiscal más alto por panel.

Hay varias formas de maximizar la eficiencia de conversión de su sistema solar.

Los instaladores profesionales cablean adecuadamente sus paneles solares de acuerdo con las instrucciones del fabricante. Si no se conectan correctamente, los paneles solares pueden tener problemas de voltaje y corriente que afectan negativamente su durabilidad y productividad.

Los mejores paneles solares vienen con una garantía de 25 años, pero la mayoría de las empresas sólo ofrecen este beneficio con una instalación profesional. En otras palabras, anulará su garantía si intenta realizar una instalación de bricolaje. Una garantía puede conservar la eficiencia general de su sistema de energía solar reemplazando los paneles defectuosos de forma gratuita.

Las células fotovoltaicas sólo pueden generar electricidad cuando la luz llega a su superficie. Entonces, si el polvo y otras partículas se acumulan en la superficie de los paneles, llega menos luz solar a las células fotovoltaicas y la producción de electricidad disminuye. Las necesidades de limpieza de su panel solar dependen de las condiciones del sitio, pero muchos instaladores solares recomiendan limpiar sus paneles al menos dos veces al año.

Varios fabricantes están desarrollando revestimientos cerámicos para paneles solares para reducir la acumulación de polvo y otras partículas. Estos productos son todavía relativamente nuevos pero tienen aplicaciones prometedoras.

Limpiar los paneles solares es importante, pero las herramientas y métodos incorrectos pueden acortar su vida útil. Aquí hay pautas generales a tener en cuenta:

Los paneles solares tienden a perder eficiencia cuando se dañan y, en el peor de los casos, pueden dejar de funcionar por completo. Generalmente, la garantía de un panel solar no cubrirá daños debidos a métodos de limpieza incorrectos.

La sombra puede reducir en gran medida la eficiencia de sus paneles solares. Dado que todas las células fotovoltaicas de un panel solar están conectadas entre sí, una sola célula sombreada puede reducir la productividad de todas las demás. Si sus paneles solares están conectados en circuitos de cadena, un solo panel sombreado puede disminuir la producción de electricidad de todo el conjunto.

Evitar las sombras durante la instalación de un panel solar puede resultar un desafío. Como la posición del sol en el cielo cambia constantemente, las sombras se mueven constantemente. Un área que parece ideal para paneles solares por la mañana puede tener sombra total por la tarde.

Sin embargo, un instalador solar profesional puede ayudarle a encontrar la mejor ubicación para su sistema solar. Las empresas solares utilizan software de simulación para analizar las condiciones de sombra en su sitio durante todo el año y pueden identificar el lugar ideal para los paneles solares.

Incluso si sigue todas las recomendaciones anteriores, la eficiencia nominal de sus paneles solares es el factor principal que determina la eficiencia general del sistema. Incluso si se limpia con regularidad, un panel con una eficiencia del 15 % no puede igualar la productividad de un panel con una eficiencia del 22 %. Por esta razón, es importante hablar con un instalador solar para determinar la marca de panel solar y la eficiencia adecuadas para sus necesidades energéticas.

Como hemos comentado, los paneles monocristalinos generalmente tienen la mayor eficiencia. Comparativamente, los paneles policristalinos tienen una eficiencia intermedia y los paneles solares de película delgada tienden a ser los menos eficientes. Pero gracias a los recientes avances en la tecnología fotovoltaica, algunas células de película delgada ahora pueden igualar la eficiencia de los paneles de silicio cristalino.

Si busca recomendaciones de productos específicos, los siguientes fabricantes producen algunos de los paneles solares más eficientes de la industria.

A partir de 2023, no hay paneles solares comerciales con una eficiencia nominal superior al 23%. Sin embargo, la tecnología de las células solares está en constante evolución y esto podría cambiar en un futuro próximo. Algunas células fotovoltaicas han alcanzado una eficiencia de casi el 50% en condiciones de laboratorio.

Varios factores pueden reducir la eficiencia de sus paneles solares. Algunos factores (como el clima) son inevitables, pero otros se pueden controlar, como la acumulación de escombros.

Las altas temperaturas pueden afectar negativamente la productividad de sus paneles solares. No hay nada que puedas hacer con el clima, pero puedes buscar paneles solares con un coeficiente de temperatura bajo para mitigar el efecto del calor. Se pueden encontrar paneles con un coeficiente inferior al 0,30% por °C, lo que significa que pierden menos del 3% de productividad con un aumento de temperatura de 10°C (18°F).

La acumulación de polvo y las sombras también son perjudiciales para la eficiencia de los paneles solares, pero a diferencia de la temperatura, hay más margen de control. La limpieza regular puede ayudar a mantener sus paneles solares funcionando a su máximo potencial, y puede evitar la sombra recurriendo a un instalador profesional para garantizar la ubicación adecuada del sistema. Por ejemplo:

La eficiencia mide la capacidad de un panel solar para convertir la luz solar en energía limpia y utilizable. Los paneles solares de alta eficiencia generan más electricidad por pie cuadrado en comparación con los paneles estándar. Esta es una ventaja para los propietarios con espacio limitado en el techo, ya que pueden utilizar menos paneles de alta eficiencia para generar la energía que necesitan.

Sin embargo, los paneles de alta eficiencia tienden a costar más y pagar el precio adicional sólo tiene sentido si instala y mantiene adecuadamente su sistema. La acumulación de polvo y las sombras pueden afectar negativamente a la producción de energía, incluso si tienes los paneles más eficientes del mercado.

Existe la creencia común de que la eficiencia de los paneles solares indica directamente la calidad del producto, pero esto no siempre es cierto. Los paneles monocristalinos son generalmente más eficientes, pero también se pueden encontrar paneles policristalinos de alta calidad a pesar de su menor eficiencia.

Puede consultar nuestra guía de los paneles solares más eficientes para obtener más información.

Los paneles solares más eficientes oscilan entre el 19% y el 22,8%. Esto incluye los paneles Maxeon de SunPower, que se encuentran entre los más eficientes del mercado. La mayoría de los paneles solares tienen un índice de eficiencia del 15% al ​​20%.

Sí, pero la eficiencia disminuye muy lentamente. Los paneles solares de alta calidad tienen una pérdida de productividad anual que suele ser inferior al 0,5%. Algunos fabricantes de energía solar, como SunPower, han logrado una tasa de degradación de tan solo el 0,25% anual. Sin embargo, los mejores fabricantes de paneles solares ofrecen garantías de 25 años, que cubren las reparaciones si tiene problemas con sus paneles con el tiempo.

Mantener sus paneles solares libres de escombros puede ayudar a mantener la eficiencia. Las empresas solares recomiendan limpiar sus paneles solares al menos dos veces al año. El polvo y otras partículas reducen la cantidad de luz solar que absorben los paneles, lo que puede afectar negativamente a su eficiencia. También es importante instalar paneles solares en zonas sin sombra. Incluso una pequeña sombra puede reducir la producción de energía si cubre completamente una célula fotovoltaica.

No, la mayoría de los paneles solares disponibles comercialmente tienen una eficiencia inferior al 23%. El Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) logró una eficiencia de las células solares de casi el 50% en 2020, pero utilizó células solares específicas y una fuente de luz concentrada en condiciones de laboratorio altamente controladas.

Los fabricantes de energía solar prueban la potencia y la eficiencia de los módulos fotovoltaicos en condiciones controladas de laboratorio conocidas como Condiciones de prueba estándar (STC), que incluyen:

Al instalar un sistema fotovoltaico residencial, las condiciones reales del sitio difieren de las configuraciones controladas de laboratorio. Como resultado, es posible que los paneles solares no funcionen con su potencia y eficiencia nominales máximas. Sin embargo, los valores de la placa de identificación son útiles al comparar paneles solares, ya que cada marca se prueba en las mismas condiciones.

leonardo david Es ingeniero electromecánico, MBA, consultor energético y redactor técnico. Su experiencia en consultoría solar y de eficiencia energética cubre sectores que incluyen la banca, la fabricación textil, el procesamiento de plásticos, la farmacia, la educación, el procesamiento de alimentos, el sector inmobiliario y el comercio minorista. También escribe artículos sobre temas de energía e ingeniería desde 2015.

Tori Addison es un editor que ha trabajado en la industria del marketing digital durante más de cinco años. Su experiencia incluye trabajos de comunicación y marketing en los sectores académico, gubernamental y sin fines de lucro. Periodista de profesión, comenzó su carrera cubriendo política y noticias en Hudson Valley de Nueva York. Su trabajo incluyó la cobertura de presupuestos locales y estatales, regulaciones financieras federales y legislación de atención médica.