El coeficiente de rendimiento constituye una de las magnitudes más importantes para la evaluación de la efectividad de una instalación fotovoltaica. En concreto, el coeficiente de rendimiento expresa la relación del rendimiento energético real con respecto al rendimiento energético teóricamente posible. Este coeficiente es prácticamente independiente de la orientación de una instalación fotovoltaica y de la irradiación solar que incide sobre ella. Por este motivo, con ayuda del coeficiente de rendimiento, es posible comparar instalaciones fotovoltaicas conectadas a red en diferentes lugares del mundo. Este documento le informa acerca de lo que es el coeficiente de rendimiento y sobre cuál es la función que desempeña. Asimismo descubrirá cómo puede calcular el coeficiente de rendimiento para su instalación fotovoltaica y por qué factores está influenciado.
¿Qué es el coeficiente de rendimiento?
El coeficiente de rendimiento (en inglés performance ratio) es una magnitud, independiente del lugar de ubicación, de la calidad de una instalación fotovoltaica y, por ello, constituye a menudo también un factor de calidad.
El coeficiente de rendimiento se indica en porcentaje y expresa la relación entre el rendimiento real y el rendimiento nominal de la instalación fotovoltaica. De esta forma indica qué proporción de la energía está realmente disponible para la alimentación tras haber descontado las pérdidas energéticas (p. ej. debido a pérdidas térmicas y a pérdidas por cableado) y el consumo propio para la operación. Cuanto más cercano al 100 % sea el valor del coeficiente de rendimiento calculado para una instalación fotovoltaica, de forma más efectiva trabajará esta instalación fotovoltaica. No obstante, no es posible alcanzar un valor real del 100 % puesto que durante la operación de la instalación fotovoltaica se producen siempre pérdidas inevitables (p. ej. pérdidas térmicas por el calentamiento de los módulos fotovoltaicos). Sin embargo, las instalaciones fotovoltaicas eficientes alcanzan un coeficiente de rendimiento de hasta el 80 %.
El coeficiente de rendimiento se indica en porcentaje y expresa la relación entre el rendimiento real y el rendimiento nominal de la instalación fotovoltaica. De esta forma indica qué proporción de la energía está realmente disponible para la alimentación tras haber descontado las pérdidas energéticas (p. ej. debido a pérdidas térmicas y a pérdidas por cableado) y el consumo propio para la operación. Cuanto más cercano al 100 % sea el valor del coeficiente de rendimiento calculado para una instalación fotovoltaica, de forma más efectiva trabajará esta instalación fotovoltaica. No obstante, no es posible alcanzar un valor real del 100 % puesto que durante la operación de la instalación fotovoltaica se producen siempre pérdidas inevitables (p. ej. pérdidas térmicas por el calentamiento de los módulos fotovoltaicos). Sin embargo, las instalaciones fotovoltaicas eficientes alcanzan un coeficiente de rendimiento de hasta el 80 %.
¿Qué función desempeña el coeficiente de rendimiento?
El coeficiente de rendimiento le aporta información sobre la eficiencia energética y la fiabilidad de su instalación fotovoltaica. Por medio del coeficiente de rendimiento puede comparar el rendimiento de su instalación fotovoltaica con el rendimiento de otras instalaciones fotovoltaicas, así como controlar el estado de su instalación fotovoltaica durante un período de tiempo prolongado.
En el cálculo regular del coeficiente de rendimiento, realizado a intervalos prefijados, no se trata sin embargo de efectuar una comparación absoluta, sino de la posibilidad de llevar a cabo un control de la evolución y del rendimiento: partiendo de un valor inicial del coeficiente de rendimiento del 100 % durante la puesta en servicio de una instalación fotovoltaica y asumiendo que la instalación funciona óptimamente en ese momento, calculando paulatinamente el resto de valores del coeficiente de rendimiento es posible detectar desviaciones y tomar medidas correctivas a tiempo. Por lo tanto, las desviaciones del valor del coeficiente de rendimiento en forma de valores por debajo del rango estipulado le indican antes de tiempo un posible fallo de su instalación fotovoltaica.
En el cálculo regular del coeficiente de rendimiento, realizado a intervalos prefijados, no se trata sin embargo de efectuar una comparación absoluta, sino de la posibilidad de llevar a cabo un control de la evolución y del rendimiento: partiendo de un valor inicial del coeficiente de rendimiento del 100 % durante la puesta en servicio de una instalación fotovoltaica y asumiendo que la instalación funciona óptimamente en ese momento, calculando paulatinamente el resto de valores del coeficiente de rendimiento es posible detectar desviaciones y tomar medidas correctivas a tiempo. Por lo tanto, las desviaciones del valor del coeficiente de rendimiento en forma de valores por debajo del rango estipulado le indican antes de tiempo un posible fallo de su instalación fotovoltaica.
¿Qué factores influyen en el coeficiente de
rendimiento?
El coeficiente de rendimiento es una mera magnitud de definición que puede llegar a alcanzar incluso valores
superiores al 100 % debido a la influencia de determinados factores. El motivo de esto reside en que, al
calcular el coeficiente de rendimiento, se utilizan características del rendimiento de los módulos fotovoltaicos
calculadas en condiciones de ensayo estándar (irradiación de 1.000 W/m² y temperatura de los módulos
de 25 °C). Por ello, las desviaciones en las condiciones durante la operación real influyen en el coeficiente
de rendimiento.
El valor del coeficiente de rendimiento está influenciado por los siguientes factores:
- Factores medioambientales
- Temperatura de los módulos fotovoltaicos
- Irradiación solar y energía disipada
- Sombra o suciedad en la estación de medición
- Sombra o suciedad en los módulos fotovoltaicos
- Período de registro
- Pérdidas por cableado
- Rendimiento de los módulos fotovoltaicos
- Rendimiento del inversor
- Diferente tecnologías de células solares en la estación de medición y en los módulos fotovoltaicos
- Alineación de la estación de medición
Temperatura de los módulos fotovoltaicos La potencia y la efectividad de una célula solar dependen, entre otras cosas, de la temperatura del módulo
fotovoltaico. A bajas temperaturas, el módulo fotovoltaico trabaja de un modo especialmente eficiente. El
módulo fotovoltaico, por ejemplo, está frío en caso de cielo cubierto durante el invierno. Si, con esta situación
atmosférica, la irradiación solar incide de pleno en el módulo fotovoltaico frío, éste funcionará con gran
efectividad. Esto puede generar brevemente un valor elevado del coeficiente de rendimiento. No obstante,
tras un determinado tiempo, el módulo fotovoltaico se calienta y la efectividad desciende de nuevo.
Irradiación solar y energía disipada Por la mañana, al atardecer y, en especial, durante el invierno, cuando el sol está a baja altura, el valor de la irradiación solar se aproxima con mayor intensidad al valor de la energía disipada (= diferencia entre la potencia absorbida y la potencia desprendida) que en otros momentos del día o estaciones. Por este motivo, si se realizan cálculos en estos momentos, el valor del coeficiente de rendimiento obtenido será menor de lo habitual.
Sombra o suciedad en la estación de medición En función del lugar de colocación, es posible que plantas o edificios proyecten sombra sobre la estación de medición de su instalación fotovoltaica provocando así un sombreado momentáneo o incluso permanente de la estación de medición. Incluso piezas de la propia instalación fotovoltaica pueden proyectar sombra sobre la estación de medición, en especial cuando el sol se encuentra a poca altura. El sombreado parcial o total de la estación de medición puede conducir a valores del coeficiente de rendimiento superiores al 100 %. Además, factores ambientales como la nieve, el polvo o el polen pueden ensuciar la estación de medición de su instalación fotovoltaica y generar también valores del coeficiente de rendimiento superiores al 100 %.
Sombra o suciedad en los módulos fotovoltaicos En función del lugar de colocación, es posible que plantas o edificios proyecten sombra sobre sus módulos fotovoltaicos provocando así un sombreado momentáneo o incluso permanente de los módulos. También la suciedad p. ej. por polvo, polen, nieve, etc. conduce a un sombreado de los módulos fotovoltaicos. Este sombreado provoca que los módulos fotovoltaicos puedan absorber menos irradiación solar. De esta forma disminuye la efectividad de los módulos fotovoltaicos y, en consecuencia, también el valor del coeficiente de rendimiento de la instalación fotovoltaica.
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