La eficiencia de los paneles solares en su fabricación, se mide mediante un test que se realiza en laboratorio bajo unas condiciones estándares. De este modo, se establece cuál es el rendimiento oficial del  ese panel y es la información que se imprimirá en su ficha técnica. Aunque, algunos fabricantes también indican directamente su eficiencia en la misma ficha técnica.

En el funcionamiento del panel solar afectarán factores internos y factores externos. Entre los factores internos destacaremos el tamaño del panel solar, la eficiencia de sus células fotovoltaicas, la pureza de las células, la temperatura de funcionamiento, y el revestimiento antireflectante entre otras. Mientras que los factores externos más importantes serán las sombras que puedan recibir los paneles, el mantenimiento, las condiciones geográficas y climáticas, y el ángulo de inclinación y de orientación hacia el sol.

La compra de paneles de segunda mano es una muy mala inversión, ya que estos paneles proceden de huertas solares donde han sido desechados por ofrecer un pobre rendimiento. Hay que tener en cuenta que los paneles solares nuevos tienen una garantía de 25 años, ofreciendo un rendimiento superior al 80%, algo que los de segunda mano no ofrecen.

¿Cómo se calcula la eficiencia de los paneles solares y que factores afectan a su rendimiento?

Para calcular la eficiencia de los paneles solares se debe tener en cuenta la ficha técnica del fabricante y mediante la multiplicación del valor de voltaje de máxima potencia con el valor de Intensidad en máxima potencia, obtendremos el rendimiento real del panel solar en watios con el panel nuevo recién fabricado. A este valor se deberá luego aplicar factores internos y externos que afectarán a su eficiencia global en la generación de energía eléctrica.

Calcular la eficiencia de los paneles solares

Para calcular la eficiencia de un panel solar, en primer lugar se tendrán en cuentas las características técnicas del panel y que vendrán especificadas en su ficha técnica, la cual también se puede consultar facilmente en la pegatina trasera que llevan todos los paneles solares. Los valores que se indican en la ficha tecnica se han realizado partiendo de un protocolo de cálculo en condiciones estándar de prueba (STC), que incluyen una intensidad de radiación solar de 1000 W/m² y una temperatura de 25°C. Estas reglas son las que se han establecido para determinar la potencia de un panel solar en el momento de su fabricación.

Para realizar este cálculo se dividirá la potencia del panel en vatios (W) por el tamaño en metros cuadrados del panel. Otro modo de conocer, si ofrece la potencia correcta, se debe multiplicar el valor de amperaje (A) indicado como Imp, por el voltaje (V) indicado como Vmp, el resultado será la potencia exacta de ese panel. La cual siempre suele ser un poco superior. Por ejemplo, en un panel de 460W de calidad, el resultado debería ser superior por algunos vatios al valor de 460: Si cogemos pues el amperaje del apartado IMP cuyo valor es 11,00 y se multiplica por el valor de voltaje de VMP que es 41,85, da como resultado 460,35W. Y, por lo tanto, esta será el valor de eficiencia y rendimiento real del panel en el momento de su fabricación. Con la ficha técnica de un panel solar, por lo tanto, se puede saber de inicio cual es la eficiencia base de un panel solar.
Lógicamente, estos resultados son en laboratorio y bajo las condiciones establecidas en todo el mundo para cumplir con las homologaciones y certificados, por lo que nunca se van a cumplir en condiciones normales de funcionamiento, ya que en condiciones normales afectarán también otros aspectos tanto internos como externos y que deben tenerse muy en cuenta.

Factores que afectan al rendimiento del panel solar

Los factores que afectan al rendimiento del panel solar son tanto factores internos como factores externos. Factores internos como la calidad y pureza del silicio, la degradación, la temperatura interna de trabajo y factores externos como la calidad del aire, la orientación e inclinación de los paneles solares, la temperatura ambiente y las posibles pérdidas del sistema en su funcionamiento. Vamos a explicar en detalle cuales son los factores internos y externos más importantes:

Factores internos que afectan al rendimiento del panel solar

Superficie y Potencia Nominal

Como ya hemos indicado, en este punto se determina, mediante las pruebas de rendimiento en el laboratorio, el rendimiento del panel en base a las pruebas estándard para su homologación y permisos para su comercialización. Con este dato se obtiene la base del rendimiento del panel en condiciones perfectas de funcionamiento y con todos los factores a favor.

Eficiencia

La eficiencia de un panel solar es el porcentaje de energía solar que puede ser convertido en energía eléctrica. Se relaciona con la tecnología de las células solares y con el diseño del panel. Uno de los grandes avances en los últimos 10 años en la energía solar ha sido, por un lado, la reducción de costes en su fabricación con maquinaria avanzada, y por el otro, la eficiencia de las células solares, cada vez mayor que, por ejemplo, permite ofrecer un panel de 200W 12V con el mismo espacio que hace unos años se ofrecía el panel de 130W 12V. Casi el doble de eficiencia en pocos años. Gracias a esto, en la actualidad, con un panel más pequeño, pero con una eficiencia más alta, se puede generar una mayor cantidad de energía. Esto también repercute en lo que es la cantidad de paneles necesarios, ya que serán necesarios menor cantidad de paneles y, por lo tanto, una estructura de aluminio menor. Siendo un ahorro considerable.

Calidad y Pureza del Silicio

El mercado de células solares en la actualidad está marcado por el dominio aplastante del. La calidad del silicio utilizado en las células solares tiene una gran importancia en su eficiencia final. El silicio de mayor pureza permite un mejor flujo de electrones, lo que se traduce en una mejor eficiencia y rendimiento en la conversión de la radiación solar en electricidad. Cada vez más, se mejora este proceso obteniendo año tras año paneles compuestos por células solares con un silicio cada vez más puro y, por lo tanto, ofreciendo mayor potencia.

Temperatura

A medida que la temperatura de un panel solar aumenta, su eficiencia disminuye. Por lo tanto, aunque un panel de mayor superficie pueda captar más luz solar, si tiene un factor de temperatura alto, su eficiencia se verá mermada por culpa de este factor. Los paneles que tienen un coeficiente de temperatura menor y, por lo tanto, una tolerancia más alta, son los paneles monocristalinos. Por ello, en países como España y Portugal, con climas cálidos y temperaturas altas en los meses de verano, se recomienda el uso de paneles solares monocristalinos.

Degradación

La calidad de un panel solar se aprecia con su grado de degradación con el paso de los años. Todos los paneles se degradan con el paso del tiempo y pierden eficiencia, sin embargo, los paneles de calidad se degradan de forma más lenta. Para saber acerca de ello es importante conocer las certificaciones y garantías que tiene ese panel solar antes de realizar cualquier compra.

Coste y Espacio

Un panel solar con mejor eficiencia siempre será mejor que uno de menor eficiencia, ya que, en términos de coste económico, si se necesita alcanzar una potencia total en paneles solares, se conseguirá antes con el uso de un panel de mayor eficiencia, ya que el número de paneles será menor y en consecuencia también será menor el tamaño de la estructura solar y de las conexiones de cables entre los paneles. Si bien los paneles policristalinos tienen mejor precio que los monocristalinos, esta diferencia de precio se compensa de sobras al evitar un sobrecoste en estructura solar de aluminio y en el cableado solar.

Células y Diseño del Panel

La gran mayoría de los paneles solares se componen de células de silicio, que pueden ser monocristalinas o policristalinas. Las células monocristalinas, reconocibles por su color negro y forma uniforme, son más eficientes y más aptas para climas cálidos como el nuestro, ya que soportan mejor las temperaturas altas en cuanto a su eficiencia de trabajo. Las células policristalinas se conocen por tener un color azulado y son células más baratas que las monocristalinas, sin embargo, su eficiencia es menor.

Revestimientos Antirreflectantes

Los paneles solares de mayor calidad llevan un revestimiento antirreflectante que reducen en más cantidad la reflexión de la radiación solar cuando toca al cristal del panel solar. De este modo, se consigue que las células del interior del panel capturen más radiación y se genere mayor cantidad de energía. Este factor también influye de forma importante en el rendimiento del panel solar, reduciéndose mucho las pérdidas por reflexión en la placa solar.

Vida Útil y Garantías

Los paneles solares tienen 2 tipos de garantías, la garantía por defectos de fabricación que suele ser de 5 años, y que apenas tiene importancia, ya que no suele haber defectos por fabricación a no ser que se utilice alguno de los componentes en mal estado. La otra garantía es más importante e indica también la calidad del panel solar, ya que es la garantía de rendimiento que ofrece el propio fabricante. La garantía por rendimiento más habitual es la que ofrece un rendimiento superior al 80% de su producción inicial, durante los primeros 25 años de uso. Esta garantía demuestra la fiabilidad y solidez en la fabricación y en el rendimiento que tienen los paneles solares actuales.

Interconexión de las Células

El modo en que las células están interconectadas en el panel puede afectar al rendimiento. Los métodos tradicionales de interconexión, utilizando «busbars» (barras colectoras), están siendo reemplazados gradualmente por técnicas más avanzadas que reducen las pérdidas por resistencia y sombreado. Este hecho es muy importante, ya que actualmente la mayor cantidad de energía que se pierde en un panel solar es por culpa de sombras en alguna parte del panel solar, o en alguno de los paneles solares conectados en serie.

Normativas y Certificaciones

En la Unión Europea hay un reglamento estricto para la comercialización de paneles solares. No basta con sus certificados, cada fabricante debe tener la aprobación de unos laboratorios de pruebas aprobados. En el caso de Europa, los laboratorios con mayor prestigio son los TUV de Alemania, existiendo diferentes variantes TUV como la TUV Nord, por ejemplo. La certificación TUV asegura unos niveles de eficiencia y calidad en los paneles solares. Estas certificaciones pueden ser un buen indicativo de la calidad y rendimiento esperado del panel a lo largo de su vida útil.

Factores externos que afectan al rendimiento del panel solar

Sombras

Las sombras son un enemigo muy importante en cuanto al rendimiento de un panel solar. Un panel más grande podría ser más propenso a tener alguna parte de él en sombra, dependiendo de su ubicación y de los obstáculos circundantes. Algunos paneles están diseñados con diodos de bypass para minimizar las pérdidas por sombreado, pero es un aspecto a tener en cuenta sobre todo en paneles solares conectados en serie. El tipo de conexiones realizadas en los paneles solares dependerá del regulador solar y de sus especificaciones en cuanto a rango de voltaje de funcionamiento y a su capacidad máxima de amperaje. Realizar una buena instalación solar es crucial para el desempeño y buen funcionamiento del kit solar. Se debe tener en cuenta no solo las sombras del momento, sino también posibles sombras, sobre todo en diciembre. Ya que, es cuando el sol en el cielo se encuentra a menor altura y, por lo tanto, provocará más sombras y alargará las sombras ya existentes.

Mantenimiento

Los paneles solares más grandes tienen más superficie que podría acumular polvo, suciedad o nieve. La acumulación de estas sustancias puede reducir la eficiencia de un panel. Por ello, la limpieza y el mantenimiento periódico del kit solar son esenciales para mantener un rendimiento óptimo. Para realizar el mantenimiento de la superficie de cristal del panel solar es suficiente con utilizar un spray limpiacristales y un paño seco y suave de microfibra. Nunca se debe utilizar ninguna manguera de agua ni proyectar agua a los paneles de forma directa.

Condiciones Geográficas y Climáticas

El rendimiento del panel solar dependerá también del lugar en el que se instalen los paneles solares. En el hemisferio norte, a menor latitud, mayor será el rendimiento del panel solar, por eso tienen una gran ventaja países europeos como España y Portugal, ante países como Alemania, donde la radiación solar es la mitad, con lo que tardan más tiempo en amortizarse allí las instalaciones solares. La altitud del sitio y su clima también afectan al rendimiento de los paneles solares. En zonas con alta radiación solar, un panel grande captará mucha más energía que en zonas con baja radiación. Los paneles monocristalinos, gracias a su mejor tolerancia con la temperatura, serán los más recomendados para uso en nuestros países mediterráneos.

Ventilación

Con el sol, aparte de la radiación solar, los paneles reciben todo el calor que desprende el sol, sobre todo en los meses de verano, cuya temperatura suele elevarse mucho. Por este motivo, es necesario dejar espacio detrás del panel solar para permitir una adecuada ventilación. Los paneles solares que están montados demasiado cerca de una superficie pueden calentarse aún más de lo normal y que afecte a su eficiencia.

Ángulo y Orientación

Otro factor externo y crucial es la orientación del panel solar y el ángulo de inclinación. Un panel solar grande mal orientado o inclinado podría tener un rendimiento inferior al de un panel más pequeño correctamente orientado e inclinado. La orientación óptima es hacia el sur geográfico en España y Portugal. Y para uso permanente, la mejor inclinación será la que corresponda con la latitud del lugar.