Cómo afecta el sombreado al rendimiento del sistema de bombeo solar
En la búsqueda actual de la agricultura ecológica y el riego energéticamente eficiente, los sistemas de bombeo solar están ganando popularidad gracias a su operación sin costo y sus características ecológicas. Sin embargo, expertos del sector advirtieron recientemente que un factor a menudo pasado por alto —el sombreado parcial— se está convirtiendo en un asesino oculto que puede reducir significativamente el rendimiento del sistema e incluso causar daños permanentes a los equipos.
Esto no es una reducción simple, sino una caída tipo "barrel effect.
Contrariamente a la creencia popular, el impacto del sombreado en los sistemas de bombeo solar va mucho más allá de simplemente "cuanto más área bloqueada, menos energía generada."
El problema central radica en el diseño del circuito en serie de los paneles solares, explicó el ingeniero Wang, de un importante instituto chino de investigación de nuevas energías. Un módulo estándar consta de 60 o 72 celdas conectadas en serie. Su corriente de salida no está determinada por la celda más potente, sino por la más débil. Una vez que una celda queda completamente oculta por hojas, excrementos de pájaros, polvo o incluso la sombra de un poste de electricidad, pasa de ser un "generador" a una "resistencia", consumiendo energía de otras celdas y generando calor, lo que provoca una caída brusca de la corriente en toda la cadena.
Este fenómeno, conocido como efecto barril o efecto de punto caliente, tiene consecuencias devastadoras: incluso con solo el 10 % de la superficie del panel bloqueado, la potencia de todo el conjunto puede disminuir en más del 50 %, o incluso más. Para las bombas de agua solares, que dependen en gran medida de la generación de energía en tiempo real, esto implica una drástica reducción de la altura de elevación y del caudal.
Desde el estancamiento del rendimiento hasta fallas del hardware, el sistema enfrenta múltiples riesgos.
La reacción en cadena del sombreado va mucho más allá de la reducción de la producción de agua:
● Arranques y paradas frecuentes de la bomba: Cuando las nubes pasan o las sombras cambian, la potencia de salida del módulo fluctúa drásticamente en puntos críticos, lo que provoca que el motor de la bomba arranque y se detenga con frecuencia. Esta sacudida repetida acorta significativamente la vida útil de la bomba y el controlador.
● Apagado completo del sistema: Las bombas solares suelen tener un voltaje o umbral de potencia de arranque mínimo. Si la sombra hace que la potencia caiga por debajo de este umbral, todo el sistema deja de funcionar, incluso si la luz solar sigue siendo considerable.
● Daños en puntos calientes de los módulos:Las celdas sombreadas continúan calentándose, lo que acelera el envejecimiento y el amarilleamiento del material de encapsulación (EVA) con el tiempo, lo que genera delaminación de las celdas y daño permanente al panel solar, lo que representa un peligro para la seguridad.
● Desequilibrio entre oferta y demanda: Los sistemas de bombeo solar están diseñados para ajustar con precisión la curva de potencia de la bomba a las características de salida del panel solar. El sombreado altera por completo esta adaptación, impidiendo que el sistema funcione con su eficiencia óptima.
La selección del sitio científico y el mantenimiento regular son la clave
● La selección del sitio es la primera línea de defensa: Antes de la instalación, evalúe con precisión la trayectoria de la luz solar durante todo el año para asegurarse de que el sitio de instalación esté libre de edificios, postes de servicios públicos, chimeneas o árboles de rápido crecimiento desde el amanecer hasta el atardecer.
● Mantenimiento diligente: Limpie periódicamente (por ejemplo, cada dos semanas) los paneles para eliminar el polvo, los excrementos de pájaros y otros contaminantes, y limpie rápidamente las malezas circundantes para evitar la capa de nieve en invierno.
● Optimizar el diseño del sistema: Para escenarios donde las sombras son inevitables, se pueden considerar tecnologías de electrónica de potencia a nivel de componente (MLPE), como microinversores u optimizadores de potencia. Estas tecnologías pueden reducir considerablemente el impacto del sombreado en el sistema general cuando un solo componente o incluso una sola celda se ve afectado, pero esto incrementará consecuentemente la inversión inicial.
Garantizar la protección de los paneles solares contra las sombras durante toda su vida útil es fundamental para el funcionamiento estable, eficiente y a largo plazo de todo el sistema de riego. Al invertir en energía verde, el coste de incluso una sombra superficial puede ser mucho mayor de lo imaginado.
