Filomena y los paneles; ¿cómo afecta la nieve y el hielo a las instalaciones fotovoltaicas?

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Desde el pasado viernes 8 de enero, aproximadamente un tercio de la superficie de España está cubierta por un tupido manto blanco. No se trata como en otras ocasiones de “cuatro copos” o unos pocos centímetros que desaparecen en un día. En esta ocasión, el temporal va a dejar varios días cubierto el país pues las temperaturas son bajas y la nieve no ha venido acompañada de lluvia. Por lo que a nosotros concierne este temporal va a tener especiales efectos en multitud de plantas fotovoltaicas que se encuentran en comunidades como Castilla La Mancha, Madrid, Aragón o Castilla León. Por lo que se plantean varias preguntas;

 

¿Cómo afecta la nieve al rendimiento?

La pregunta no es nueva por supuesto y ya existen estudios universitarios desde los años 70 del pasado siglo que abordan la cuestión. En general hay consenso en que el rendimiento se ve afectado, aunque depende mucho del ángulo de orientación de los paneles y del tipo de tecnología utilizada. Según un estudio publicado en 2013 por investigadores de la Universidad de Queens, el rendimiento anual en el sudoeste de Ontario de paneles cristalinos se reduce hasta en un 3,5% anual por causa de la nieve respecto a un escenario en la misma ubicación sin nieve.

En opinión de expertos que tratan con esta tecnología a diario como Javier Asensio, CEO de Vector Renewables, una capa de solo 3 ó 4 centímetros de nieve puede causar que un panel convencional deje de funcionar por completo. “Si a esto le añadimos un cielo nublado el rendimiento es prácticamente nulo o tendente a la irrelevancia” concluye Asensio. En opinión de Jesús Vega, especialista en fotovoltaica residencial, aunque quede parte del panel cubierto por la nieve y el resto esté limpio lo habitual es que deje de funcionar por completo.

 

¿Qué daños puede provocar la nieve a los componentes solares?

Según Jesús Vega, a priori los componentes solares están preparados para una situación común de nevada pues suelen incluir compartimentos estancos. No obstante se pueden producir problemas por varios motivos. Uno de estos es el mal calculo y diseño de las estructuras. En opinión de Vega, si al peso añadido de los paneles se le añade el efecto del viento se pueden producir roturas y torsiones en la estructura. “Es algo que hemos visto con los árboles de la ciudad de Madrid, la mezcla de peso extra y viento puede partir la madera” comenta Vega. Este mismo problema es corroborado por Javier Asensio de Vector. “Nos estamos encontrando que muchos fabricantes de estructuras ajustan tanto los costes que cuando sucede un evento excepcional de nieve o viento pueden fallar las estructuras o salir volando paneles”. Este es un problema creciente en el sector que hemos tratado en este portal  pero que se ve acrecentado estos días por el añadido de una nevada histórica. Asensio afirma que, “personalmente he visto en Reino Unido estructuras y seguidores que han volado en momentos de nevada, esto puede suceder perfectamente en España. Creemos que es necesaria una auditoría independiente de los fabricantes en los diseños de las estructuras fotovoltaicas”concluye Asensio.

En opinión de Jesús Vega, otros de los componentes que pueden fallar serían las cajas de conexión, e inversores por excesiva humedad. “En principio los inversores deben estar cubiertos y por normativa las conexiones deben tener una protección IP65. Esto debería ser suficiente, sin embargo hay instaladores y electricistas que desconocen las particularidades de la solar y a menudo se producen problemas en los cuales se filtra agua en las conexiones que se puede convertir en hielo en estos casos”. Para Vega en ubicaciones especialmente húmedas o tropicales sería recomendable una protección IP 66  incluso IP 67.

¿Qué tecnologías son más eficientes en nevadas?

La tecnología de módulos bifaciales parece estar generando consenso dentro del sector en cuanto a su eficiencia. Si al habitual incremento de rendimiento por el efecto albedo le añadimos la nieve, los paneles bifaciales parecen la elección óptima para zonas con hielo, nieve o granizo habituales. No obstante, según Asensio, la mejora del rendimiento en nieve no es muy apreciable si la superficie de exposición directa está cubierta. “En el mejor de los casos hablamos de un incremento de rendimiento del 15% en la capa posterior de los módulos con lo cual en el caso de nevada generarían algo. Aún así, si no se limpie la superficie superior seguiría siendo un rendimiento muy reducido” indica Asensio. De cualquier manera el factor nieve parece tener poco peso en la elección o no de paneles bifaciales. “La tecnología se está consolidando como mainstream y el incremento de generación en momentos de nieve con un bifacial puede ser importante en un momento puntual pero en el largo plazo es reducido. Los epecistas optan de cualquier manera por los bifaciales. La nieve no es el factor de decisión” concluye Vega.

Por otro lado las estructuras de sujeción que tengan sistemas de seguimiento pueden tener ventajas en estas condiciones. Asensio opina que en caso de nevada se puede optar por colocar los seguidores en ciertas posiciones que permitan que la nieve caiga. “Existen opciones de movimiento remoto y manual de las estructuras que pueden facilitar la caída de la nieve, aunque tengo mis dudas sobre su eficiencia”. Vega por su parte opina que, de cualquier manera un seguidor permitirá deshacerse antes de la capa de nieve por un sencillo motivo. “los propios paneles tienen una superficie deslizante que normalmente a 30º de inclinación debería permitir su caída. Si el panel se mueve es mas sencillo que ésta caiga” concluye Vega.

 

¿Y si no hago nada? Cuestiones prácticas sobre el mantenimiento.

Parece lógico concluir que limpiar la nieve acumulada es la mejor opción para recuperar el rendimiento de los paneles. No obstante, nuestros expertos tienen opiniones variadas.  Jesús Vega, de cara a una instalación residencial recomienda la limpieza de estos paneles sólo en el caso de que los paneles estén en un tejado horizontal y seguro.” Es muy peligroso limpiar un tejado inclinado, incluso para un especialista. Si contratas a un técnico para su limpieza lo normal es que el coste de pagar a esta persona no compense”. En opinión de Vega en el caso de que un particular pretenda hacerlo debe extremar las precauciones utilizando equipos específicos y usando líquidos descongelantes autorizados o incluso agua con alcohol.

En opinión de Asensio, respecto a las grandes plantas esta es una decisión sujeta a las circunstancias de cada uno. “Puede ser necesaria en caso de que la acumulación de nieve perdure en el tiempo y haga falta contratar a un equipo de mantenimiento”. Sin embargo, Asensio cree que en la mayoría de los casos no es necesario hacer nada. “Lo habitual es que en 2 ó 3 días la nieve se deslice. El rendimiento que se pierde, especialmente en un momento del año con baja generación no suele compensar un gasto extra” concluye Asensio.

¿Efectos positivos?

Sí. No parece algo intuitivo pero el dicho “año de nieves, año de bienes” también podría aplicarse a la fotovoltaica. Al ya conocido incremento de rendimiento por el albedo se le suma uno menos evidente. La superficie oscura de las células suele atraer más calor que provoca un deshielo de la superficie y genera un deslizamiento probable a 30º de inclinación, el habitual en España. Esto puede derivar en una mayor limpieza de los paneles una vez se haya deslizado la nieve. Un efecto similar a la lluvia pero más profundo. Pensemos en la nieve que se desliza del parabrisas recalentado de un coche . Este queda especialmente limpio y brillante.

 

En conclusión

Por el momento se sigue investigando el efecto de las nevadas en las nuevas tecnologías. Actualmente está en desarrollo un estudio de los Sandia National Laboratories en Estados Unidos por un periodo de tres años que permitirá evaluar el rendimiento de los paneles bifaciales en regiones con hasta 6 meses de suelos nevados. Un resumen preliminar de este estudio concluye que en los meses de invierno los módulos bifaciales generan hasta un 40% más con respecto a un módulo convencional.

No cabe duda de que la nieve tiene un peso relevante en mercados donde ésta puede permanecer hasta 4 o 5 meses en el suelo como es el caso de Estados Unidos, Canadá o el Norte de Europa. Filomena, que ha generado un considerable caos en nuestro país y se quedará unos días mas, podría no ser un fenómeno aislado y convertirse en un nuevo patrón derivado del cambio climático en opinión de algunos. En ese caso sin duda habrá que revisar una serie de parámetros de cálculo a medio y largo plazo. El tiempo dirá si Filomena fue un evento puntual o se convirtió en parte de la “nueva normalidad”.

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