Mar 05,2025
Tener conocimientos básicos sobre términos eléctricos como voltaje (V), corriente (I) y potencia (P) marca una gran diferencia cuando se trata de aprovechar al máximo los paneles solares. La potencia proviene esencialmente de multiplicar el voltaje, que actúa como una presión eléctrica, por la corriente, que es la velocidad del flujo eléctrico, por lo tanto P es igual a V multiplicado por I. Estos tres factores influyen realmente en la eficacia con la que un sistema solar transforma la luz solar en electricidad utilizable. Por ejemplo, pensemos en los problemas de sombra. Cuando partes del panel quedan a la sombra o hay grandes fluctuaciones de temperatura, el voltaje cae por debajo del nivel necesario y de repente el inversor deja de funcionar correctamente. Esto significa que al final del día se obtiene menos electricidad. Investigaciones del NREL muestran claramente el gran impacto que tiene cuando el voltaje y la corriente no se gestionan adecuadamente. Por tanto, conocer estos fundamentos no es solo teoría; esto influye directamente en si propietarios y empresas pueden beneficiarse realmente de sus inversiones en energía solar.
La elección entre cable de alivio y cable sólido es muy importante al configurar sistemas fotovoltaicos. El cable de alivio está compuesto por muchos hilos pequeños trenzados entre sí, lo que le otorga una flexibilidad considerablemente mejor en comparación con el cable sólido, fabricado a partir de un único conductor continuo. Esto marca toda la diferencia durante la instalación, especialmente en lugares donde los cables sufren movimientos frecuentes o vibraciones. Los instaladores solares suelen preferir el cable de alivio para uso exterior, ya que resiste mejor los efectos adversos de los cambios climáticos y el estrés físico. De hecho, una importante empresa solar reportó tener muchos menos problemas con las conexiones en sus sistemas al usar cable de alivio, incluso durante tormentas de invierno y olas de calor en verano. Para la mayoría de las instalaciones FV, la combinación de flexibilidad y durabilidad hace que el cable de alivio sea simplemente la opción más inteligente en general.
Cuando se trata de sistemas fotovoltaicos, los conductores de cobre y los de aluminio recubierto de cobre (CCA) ofrecen características diferentes, principalmente en términos de su capacidad para conducir electricidad y su costo. El cobre es prácticamente el estándar de oro en conductividad y además dura más, lo que significa que se pierde menos corriente en el trayecto y todo el sistema funciona mejor en general. Pero admitámoslo, el cobre simplemente cuesta más que los cables CCA. Ahora bien, el CCA también tiene su lugar porque es más económico, aunque con una desventaja. Estos cables presentan una resistencia más alta y suelen perder más voltaje, especialmente cuando se instalan en distancias largas. Para personas que trabajan con presupuestos ajustados o que manejan recorridos de cable más cortos, el CCA aún podría funcionar bien. Algunas pruebas han mostrado que el cobre supera claramente al CCA cuando se analizan el ahorro energético y la durabilidad del sistema, incluso aunque venga con un precio más elevado.
Cuando los paneles solares se conectan en serie, se unen uno tras otro en una línea recta, lo que incrementa el voltaje total producido. Esto funciona porque conectamos el lado positivo de un panel al lado negativo del siguiente. El resultado es un voltaje más alto sin cambiar el nivel de corriente, por lo que esta configuración tiene sentido cuando necesitamos más voltaje para una buena conversión de energía. Pero hay un inconveniente que vale la pena mencionar acerca de los problemas de sombra en configuraciones en serie. Si incluso un panel queda sombreado, toda la cadena sufre una pérdida de rendimiento. Para combatir este problema, los instaladores suelen agregar diodos de bypass que permiten que la electricidad salte los paneles sombreados en lugar de quedar completamente bloqueada. Investigaciones indican que el cableado en serie sí eleva eficazmente el voltaje del sistema, lo que conduce a mejores resultados, especialmente en instalaciones grandes donde los paneles generalmente están fuera de las sombras. Por ejemplo, muchas cubiertas comerciales se benefician de esta configuración, ya que su diseño tiende a evitar problemas de sombreado intenso.
Al configurar un cableado en paralelo para paneles solares, básicamente lo que sucede es que conectamos todos los extremos positivos juntos en un mismo cable y todos los negativos en otro. Esto ayuda a equilibrar las cargas eléctricamente y hace que todo el sistema sea más resistente a los problemas causados por la sombra. En comparación con el cableado en serie, donde todos los valores se suman, en un sistema en paralelo se mantiene el mismo nivel de voltaje, pero se suman las corrientes. La gran ventaja aparece cuando algunos paneles quedan sombreados mientras otros no. Con una configuración en paralelo, esos paneles sin sombra siguen funcionando a su máxima potencia sin verse afectados por sus vecinos sombreados. Por ejemplo, en instalaciones urbanas, donde árboles o edificios proyectan sombras durante el día. Hemos visto instalaciones reales en entornos urbanos donde el cambio a un cableado en paralelo aumentó notablemente la producción de energía durante estos períodos complejos de sombreado. Tiene sentido por qué muchos instaladores prefieren este enfoque en ubicaciones desafiantes.
Cuando los paneles solares combinan configuraciones de cableado en serie y en paralelo, suelen funcionar mejor, ya que obtienen las ventajas de ambos métodos. Estas configuraciones híbridas aumentan efectivamente los niveles de voltaje mientras controlan el flujo de corriente, lo que significa que el sistema recolecta energía de manera más eficiente en general. Funcionan especialmente bien en situaciones donde la luz solar no es uniforme en distintas áreas o cuando los paneles deben disponerse en formas complejas alrededor de edificios. La forma en que estos sistemas equilibran el voltaje y la corriente les permite alcanzar lo que llamamos el punto óptimo del inversor para obtener la máxima producción de energía durante todo el día. Pruebas en condiciones reales muestran que estos sistemas mixtos pueden captar una cantidad notablemente mayor de electricidad en comparación con configuraciones estándar, especialmente útiles para propiedades que enfrentan condiciones cambiantes de luz o zonas sombreadas de vez en cuando. Para los propietarios que buscan optimizar costos, este tipo de configuración suele dar resultados más rápidamente, ya que aprovecha mejor la luz solar disponible.
La forma en que la temperatura afecta los cables y la cantidad de electricidad que producen los sistemas fotovoltaicos es muy importante a la hora de intentar obtener el máximo provecho de las instalaciones solares. Cuando afuera hace más calor, las pequeñas celdas solares en realidad funcionan con menor eficiencia porque hay más resistencia acumulándose en los cables que conectan todos los componentes. Por tanto, incluso si el sol brilla intensamente, podríamos observar una producción de energía eléctrica menor a la esperada. Por eso, muchos instaladores ahora analizan materiales que soporten mejor el calor, como el cable de aluminio recubierto de cobre, que conduce la electricidad eficientemente manteniéndose más fresco bajo esfuerzo. Una investigación del Instituto Fraunhofer ISE también revela algo interesante: cada vez que la temperatura supera los 25 grados Celsius, los paneles solares pierden aproximadamente medio por ciento de eficiencia por grado. Mantener estos paneles a su temperatura óptima de funcionamiento no solo es una buena teoría, sino que también marca una diferencia real en el rendimiento que las personas obtienen de su inversión en energía renovable.
El aislamiento que resiste los daños causados por los rayos UV es realmente importante para mantener los sistemas fotovoltaicos funcionando correctamente durante más tiempo. Sin una protección adecuada, los cables se dañan con la exposición prolongada al sol, lo que hace que todo el sistema comience a degradarse más rápido de lo esperado. La mayoría de las normas del sector exigen que los materiales sean capaces de soportar las condiciones climáticas extremas al aire libre, como días muy calurosos, noches frías y una exposición constante al sol, sin deteriorarse. Los expertos del NREL realizaron pruebas con distintos materiales y descubrieron que aquellos resistentes a los UV duran considerablemente más que los convencionales. Los sistemas construidos con estos materiales de mayor calidad continúan funcionando de manera consistente durante todo su ciclo de vida, en lugar de disminuir repentinamente su rendimiento después de unos años.
Seguir buenas prácticas al instalar sistemas fotovoltaicos es muy importante para mantener la seguridad y obtener el máximo rendimiento de los mismos. Técnicas adecuadas de puesta a tierra, el uso del tipo correcto de cables aislados y el cumplimiento de los estándares NEC son todos elementos que contribuyen a que las instalaciones funcionen bien a largo plazo. Cuando estos pasos se realizan correctamente, ayudan a evitar situaciones peligrosas y permiten que los paneles solares sigan produciendo electricidad de manera eficiente durante años en lugar de meses. La mayoría de los profesionales del sector dirán a cualquiera que pregunte que no cumplir con los requisitos normativos con frecuencia conduce a problemas en el futuro, incluyendo riesgos de incendio y pérdida de eficiencia energética. Investigaciones de grupos como SEIA respaldan este enfoque, mostrando que las instalaciones solares que siguen los procedimientos estándar tienden a tener un mejor desempeño y causan menos inconvenientes tanto para propietarios de viviendas como para empresas.
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