¿Qué ocurre cuando una instalación fotovoltaica tiene sombras?, ¿cómo afectan las sombras en un panel fotovoltaico? Nuestro compañero José Antonio Correal, Jefe de Obra de Greening-e, nos habla sobre la importancia de los diodos Bypass para minimizar los efectos de los puntos calientes.

Antes de comenzar, y para evitar confusiones, debemos saber diferenciar entre célula y panel solar. El panel solar está compuesto por la asociación de células solares (típicamente 36, 60, 72, 144 células) asociadas en serie o paralelo. Podemos decir que, a modo coloquial, un panel fotovoltaico es una agrupación de células solares conectadas entre sí. En este blog vamos a analizar el efecto que podrucen las sombras en un panel fotovoltaico, concretamente, analizaremos qué ocurre en las células solares sombreadas y la importancia de elementos como los diodos bypass para reducir sus efectos.

Las sombras son unos de los mayores enemigos que podemos encontrarnos a la hora de instalar módulos fotovoltaicos, por lo que debemos estar muy atentos para evitarlas lo máximo posible y saber que es uno de los requisitos que debemos tener en cuenta al realizar la instalación. En algunas ocasiones, y dadas las características de las cubiertas, es inevitable evitar al 100% zonas con cierto sombreado. Al tratarse de instalaciones fotovoltaicas ubicadas en casas y/o edificios, habitualmente destinadas para el autoconsumo fotovoltaico, nos encontramos limitados en espacio y orientación, por lo que es imprescindible realizar un riguroso estudio previo como realizamos en Greening-e para garantizar que el diseño de la instalación tenga en cuenta todos estos factores.

Diodos Bypass: Influencia de las sombras en un panel fotovoltaico

En esos casos, donde el sombreado resulte inevitable, dependiendo de la forma de la sombra, del número de células o paneles que cubra, y de la distribución de éstas en el interconexionado del módulo, el efecto sobre la generación de energía eléctrica del panel solar puede variar considerablemente. La existencia de sombras sobre parte de un panel fotovoltaico produce la entrada en funcionamiento de los diodos “Bypass” de la caja de conexiones y esto provoca escalones en la curva I-V del mismo, es decir, su producción se reduce.

Cuando una célula o grupo de células se sombrea, pasa de producir electricidad a consumirla, lo que puede provocar sobrecalentamiento y hasta la destrucción de la célula (lo que se conoce como Punto Caliente o Hot Spot). En este momento en el que se produce un punto caliente es cuando entran en acción los diodos “Bypass” que hacen de puenteo de la corriente eléctrica para evitar que esto suceda. Se puede ver en la imagen siguiente un ejemplo de Hotspot en un panel solar debido, en este caso, a su baja calidad:

punto caliente en un modulo fotovoltaico

Medidas de protección para minimizar el efceto de los puntos calientes

Es decir, técnicamente hablando, cuando la suma de los voltajes positivos del resto de células asociadas en serie con la célula sombreada supera el voltaje negativo de esta en una cantidad igual al voltaje de activación del diodo Bypass, entonces el diodo bypass comienza a conducir, ofreciendo un camino alternativo para la corriente, y evitando así que la célula sombreada resulte dañada. Se puede ver en la siguiente imagen:

voltaje de activación del diodo Bypass

Los diodos de paso no evitan el sombreado de las células, ni mejoran la respuesta eléctrica en esas situaciones, sólo sirven como medida de protección para minimizar los efectos del “punto caliente” en asociaciones serie.
También es importante mencionar que si conectamos unos paneles fotovoltaicos directamente a una batería solar y se invierte la polaridad uniendo los terminales de distinto signo con la batería, los diodos de paso permitirían la circulación de la corriente inversa desde la batería al panel, originándose un cortocircuito de consecuencias desastrosas.

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