Jose Antonio Carmona
Editor SeniorLa tecnología fotovoltaica no deja de evolucionar. A medida que se desarrollan nuevas formas de optimizar su rendimiento, también salen a la luz sus limitaciones. Una de las más destacadas es la pérdida de eficiencia provocada por las altas temperaturas, un factor especialmente relevante en países cálidos como España.
Curiosamente, los paneles solares no funcionan de forma óptima cuando alcanzan temperaturas elevadas, lo que puede reducir considerablemente su rendimiento. Por eso, el reciente avance logrado por este equipo de investigadores cobra una importancia especial: aporta una solución eficaz a uno de los grandes retos de la energía solar en climas calurosos.
Luz, no calor
Imagen | Antonio Garcia en Unsplash
En su momento, ya vimos como se desmentía uno de los grandes mitos relacionados con la tecnología fotovoltaica: un mismo tipo tecnología no sirve y no funciona igual bajo distintos ambientes climáticos.
Con el tiempo hemos aprendido más sobre su funcionamiento. Un estudio publicado en Renewable and Sustainable Energy Reviews destacaba cómo factores ambientales como el polvo, la nieve o el frío influyen en el rendimiento de la energía fotovoltaica. Y también la temperatura.
Una temperatura mas elevada afectaba, según el estudio, a la eficiencia de los paneles solares. Lo hace al modificar el flujo de electrones en las células fotovoltaicas, lo que puede reducir su capacidad para producir energía entre un 4% y un 5% por cada aumento de 10 °C.
Ahora un grupo de investigadores de la Península Arábiga ha desarrollado un sistema simple pero eficaz que permite a las células solares producir una cantidad significativamente mayor de electricidad y aprovechar mejor el espacio disponible sin requerir tecnologías adicionales ni inversiones costosas.
Zafar Said y Fahad Faraz Ahmad, de la Universidad de Al-Ain (Emiratos Árabes Unidos), han publicado en un artículo una solución que mejora notablemente el rendimiento de los paneles solares: la nebulización de agua. Este sistema ayuda a mantener los módulos a una temperatura óptima, aumentando así su eficiencia.
Foto de Lio Voo
No es solo rendimiento. Además, la propuesta permite un uso más eficiente del espacio, ya que por cada metro cuadrado cubierto con tecnología fotovoltaica se genera una mayor cantidad de energía eléctrica.
Los investigadores diseñaron una estructura tipo “sándwich” compuesta por dos paneles solares bifaciales. Uno de los lados se orienta hacia el sol, mientras que el otro mira hacia una superficie altamente reflectante, que maximiza el rebote de la luz. Las pruebas realizadas con este sistema frente a un panel convencional de una sola cara revelaron un incremento de hasta el 26 % en la energía suministrada a la red.
Aunque los paneles bifaciales duplican el área activa, lo más destacado del experimento es cómo se optimiza ese espacio: se instalan dos paneles en el mismo lugar y, además, ambos operan con mayor eficiencia gracias a un sistema de refrigeración.
La clave está en la configuración tipo “sándwich”, que permite dejar un espacio entre ambos paneles. En ese hueco se instala un sistema de nebulización de agua a baja presión que rocía ambos lados, reduciendo significativamente la temperatura. En una prueba, se logró bajar la superficie de 60 °C a 45 °C.
Este enfriamiento es crucial, ya que los paneles solares necesitan luz, no calor. Temperaturas elevadas disminuyen su rendimiento, mientras que funcionan de forma óptima cuando su superficie se mantiene en torno a los 25 °C.
Un panel solar a 25 °C genera significativamente más energía que uno cuya superficie alcanza los 50 °C. Esta diferencia puede suponer una pérdida de rendimiento de más del 20 %, incluso en condiciones cotidianas, según fuentes como Soly-Energy y Enerix.
Este impacto es aún mayor en climas desérticos, como los de África o Arabia, donde las temperaturas se elevan rápidamente por la mañana y la radiación solar es más intensa durante todo el día.
En ese contexto, el sistema de enfriamiento por nebulización del módulo tipo sándwich mostró resultados notables frente a un panel convencional sin refrigeración:
- Hasta un 37 % más de producción energética en condiciones de sol directo.
- Cerca de un 46 % más cuando el cielo está nublado.
- La refrigeración por sí sola aportó entre un 11 % y un 22 % adicional al aumento del 26 % conseguido sin enfriamiento.
Además y teniendo en cuenta que en este tipo de terrenos el agua no es un bien que sobre hay que destacar, el líquido utilizado no se desperdicia: circula en un sistema cerrado. Se evapora al entrar en contacto con las paredes calientes, se condensa en un depósito enfriado de forma pasiva, y luego se bombea de nuevo hacia las boquillas pulverizadoras, reiniciando el ciclo.
Cómo producen energía por dos caras
Imagen | Opengy
Los paneles solares bifaciales pueden generar electricidad por ambas caras, incluso si solo una está orientada directamente hacia el sol. Esto es posible gracias a un fenómeno conocido como radiación difusa. Aunque la luz solar directa incide con mayor intensidad sobre una de las caras del panel, la luz también se dispersa en la atmósfera y se refleja en superficies cercanas —como el suelo, las paredes o incluso el polvo en el aire— permitiendo que la cara opuesta también capte parte de esa energía lumínica.
La combinación de radiación directa (la que llega en línea recta desde el sol) y radiación difusa (la que proviene del entorno tras ser reflejada o dispersada) da lugar a lo que se conoce como radiación global. Esta suma es clave en el funcionamiento de los módulos bifaciales, ya que ambas caras aprovechan diferentes componentes de esa radiación para generar electricidad, aumentando así el rendimiento total del sistema incluso cuando solo una cara está directamente iluminada.
Más información | Science Direct
Foto de portada | Joao Guerreiro
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