Mito del sombreado: Sombreado de módulos fotovoltaicos: ¿un problema del pasado?

Desarrollos inteligentes en el mercado solar como Fronius Dynamic Peak Manager están logrando avances sobre el viejo problema del sombreado.

Ruta alternativa para buenos rendimientos con diodos de derivación

Cada módulo fotovoltaico ahora viene equipado con diodos de derivación que actúan como un puente cuando los componentes de un módulo están sombreados. Los diodos de derivación se activan en estos casos y se vuelven conductores al cambiar la tensión continua del inversor aplicada a la serie fotovoltaica, eludiendo así la serie fotovoltaica de celdas afectadas del módulo fotovoltaico. Esto evita el sobrecalentamiento y posibles puntos calientes, al mismo tiempo que genera un rendimiento rentable a pesar del sombreado parcial.

Mejoras en el mercado de módulos solares

Los avances en curso en los módulos solares también están ayudando a que las instalaciones fotovoltaicas en los techos de las casas sean aún más eficientes. La tecnología de media celda, que divide las celdas solares individuales en dos, significa que los módulos solares convencionales no solo pueden reducir la pérdida de energía, sino también mejorar la utilización de la luz y garantizar un funcionamiento estable incluso a altas temperaturas.

El comportamiento ante el sombreado también se mejora con módulos de media celda, en los que los diodos de derivación dividen los módulos en el medio. Si la mitad inferior o superior del módulo de media celda está sombreada por hojas, por ejemplo, la otra mitad del módulo aún puede continuar proporcionando la potencia de salida completa. En comparación, un módulo de celda completa igualmente sombreado perdería la salida de todo el módulo.

Más resultados con un algoritmo de rastreo de MPP eficiente

Para minimizar el sombreado o las pérdidas por desajuste tanto como sea posible, los inversores de serie fotovoltaica o de series fotovoltaicas múltiples están equipados con uno, o posiblemente varios, rastreadores de punto de rendimiento máximo (rastreadores MPP). Idealmente, cada serie fotovoltaica está equipada con un rastreador MPP que determina continuamente el punto de trabajo óptimo de las series fotovoltaicas conectadas y, por lo tanto, mantiene la salida de la instalación fotovoltaica al máximo en todo momento.

Dynamic Peak Manager: gestión eficiente del sombreado incluido de manera estándar

Un sistema inteligente de gestión de sombreado, idealmente ya integrado en el inversor, garantiza el máximo rendimiento a pesar del sombreado parcial, lo que significa que las áreas del techo con sombreado parcial también se pueden incluir en el diseño. Dynamic Peak Manager de Fronius es un algoritmo de rastreo de MPP inteligente que detecta el sombreado y optimiza el rendimiento a nivel de serie fotovoltaica. Para ello, escanea y analiza toda la curva de potencia de voltaje a intervalos regulares de aproximadamente 10 minutos, encontrando siempre el punto de trabajo más eficiente de la instalación fotovoltaica (punto de rendimiento máximo global).

Ejemplo de sombreado de una chimenea

Una simulación de sombreado utilizando un software de simulación independiente muestra que la pérdida anual por sombreado es pequeña. Básicamente, se deben considerar dos categorías diferentes de pérdida.

Pérdida por sombreado parcial específica del módulo: Debido a varios objetos de sombreado, en este caso una chimenea, la luz solar se bloquea y cae menos luz sobre los módulos solares. Esta incidencia de luz reducida no puede ser optimizada por ningún inversor, optimizador de potencia o microinversor; la única solución en este caso es eliminar el objeto que proyecta la sombra.

En contraste, las pérdidas por desajuste, es decir, la pérdida de interconexión en series fotovoltaicas, se puede mejorar significativamente con un algoritmo de rastreo de MPP inteligente: como se muestra en la tabla, gracias a Dynamic Peak Manager, la pérdida por desajuste es aproximadamente dos tercios menor que la pérdida por sombreado a nivel de módulo.

Tipo de pérdida de sombreado

Pérdida en %

Pérdida en kWh

Sombreado parcial específico del módulo

–0.18 %

26.07 kWh

(desde 14.485 kWh)

No puede ser influenciado por inversores, optimizadores, etc.

Pérdidas por desajuste (interconexión/sombreado)

–0.06 %

8.7 kWh

(desde 14.485 kWh)

Altamente reducido con Dynamic Peak Manager

Resultados de sombreado sobre una base anual de la simulación con módulos fotovoltaicos dispuestos horizontalmente

Los resultados de la simulación muestran claramente que el sombreado parcial específico del módulo da como resultado un porcentaje de pérdida mucho mayor (alrededor del 0.18 %) que las pérdidas por desajuste (alrededor del 0.06 %). Si el inversor que funciona como el corazón de su instalación fotovoltaica tiene un rastreo de MPP eficiente y una gestión inteligente del sombreado, como todos los inversores Fronius, puede estar seguro de que está logrando rendimientos óptimos incluso en condiciones ambientales adversas, y que su hardware y software funcionan en perfecta armonía, sin componentes ni costos adicionales.

¿Un optimizador de energía es una solución?

Aunque los optimizadores de CC también pueden mejorar la salida del sistema en caso de sombreado, rara vez resultan rentables: un optimizador intenta optimizar cada módulo con su MPP individual. Al controlar el voltaje a nivel del módulo, un optimizador de potencia definitivamente ofrece ventajas, especialmente con sombreado de luz, pero solo mientras los diodos de derivación no estén activados.

Como componentes adicionales, los propios convertidores CC/CC requieren energía e incluso consumen energía en modo de espera, que primero debe ser cogenerada por la instalación fotovoltaica. Como resultado, el rendimiento adicional logrado suele ser menor y, por lo tanto, normalmente no justifica los mayores costos de inversión. Además, los muchos componentes adicionales que se deben colocar en cada módulo reducen la fiabilidad general del sistema y, por lo tanto, también aumentan la probabilidad de avería de la instalación fotovoltaica.

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Sombreado de módulos fotovoltaicos: ¿un problema del pasado?