Paneles solares en invierno y climas fríos: ¿funcionan?

Estoy seguro de que ha visto en la televisión o en línea que los paneles solares son la nueva fuente de energía verde para su hogar. ¡Puedes usarlos para alimentar tu casa, calentar agua e incluso generar electricidad!

Pero, ¿realmente funcionan en invierno y en climas fríos?

Hay muchos factores que intervienen en la producción solar, los ahorros en las facturas de electricidad y servicios públicos, y más. Con suerte, podemos ayudar a responder algunas de estas preguntas.

La respuesta podría sorprenderte. En este artículo, nos sumergimos brevemente en cómo funcionan tecnológicamente los paneles solares y cómo el invierno o los climas fríos afectarán su rendimiento.

¡Vamos a sumergirnos!

¿Los paneles solares funcionan en climas fríos o invernales?

De hecho, las nubes, los días más cortos en invierno, la capa de nieve y el ángulo reducido del sol reducirán la capacidad de los paneles solares fotovoltaicos (PV). Pero no importa el frío que haga, siempre que algo de sol golpee el panel solar, generará electricidad. El frío aumenta la producción solar y la lluvia no es un problema.

A medida que la tecnología solar mejora y los precios siguen bajando, más personas están dispuestas a probar la energía solar. Y cada vez hay más pruebas de que los paneles solares funcionarán incluso en condiciones bajo cero. Después de profundizar más, estoy convencido de que las políticas solares estatales y locales sólidas que promueven la energía solar son más importantes que la temperatura.

Dado que nuestra primera renovación de vivienda neta cero es en la soleada Florida, no tiene que confiar en lo que digo. He desenterrado algunos resultados de investigación y opiniones científicas para usted. Entonces, primero, veamos rápidamente la ciencia detrás de los paneles solares y la temperatura.

¿Como funcionan los paneles solares?

Los paneles solares fotovoltaicos incorporan una capa de células de silicio. Cuando la luz de la radiación del sol interactúa con estas células, ponen en movimiento a los electrones y comienzan un flujo de corriente eléctrica.

En efecto, el panel solar absorbe energía del sol, no del calor o solo de la luz del sol. Cuando hace más frío, el panel solar logrará una mayor diferencia de voltaje, creando más energía.

En invierno, o en climas fríos, es poco probable que los paneles solares alcancen su máxima potencia o temperatura. Una vez que alcancen la temperatura máxima, como en verano, el rendimiento del panel solar disminuirá.

Eficiencia del panel solar en temperaturas más bajas

Existe la creencia generalizada de que los paneles solares no funcionan en invierno o en climas fríos. Pero nada podría estar más lejos de la verdad. Aunque su producción es menor cuando hace frío y está nublado, Los paneles solares son más eficientes en temperaturas más frías..

Cómo sabemos que los paneles solares funcionan en climas fríos

La energía solar es una fuente crítica de energía en lugares que la mayoría de la gente nunca hubiera imaginado. Esto, en sí mismo, ilustra su valor en áreas frías. Por ejemplo:

● a las Estación McMurdola principal investigación científica estadounidense sobre la Antártida

● En la Estación Espacial Internacional que orbita la tierra

También hay evidencia de que la industria solar está prosperando en muchos estados y países de clima frío. Esto no es sorprendente ya que los científicos, investigadores y empresas de energía solar tienen pruebas muy sólidas de que la energía solar renovable puede cubrir una gran cantidad de necesidades energéticas en los hogares en climas fríos.

Es posible que solo satisfaga las necesidades térmicas y de calefacción con energía solar en las regiones frías, o puede usar la energía solar para respaldar una bomba de calor u otros sistemas en el hogar. De cualquier manera, creo que agregará valor.

Todavía es más costoso implementar la energía solar en climas más fríos y la capacidad es menor. Pero los costos se han reducido drásticamente y continúan haciéndolo, lo que abre más oportunidades en climas fríos.

Los paneles solares funcionan bien en el clima nórdico frío

SINTEF, uno de los institutos de investigación más importantes de Europa, ha realizado numerosas experimentos para ver cómo funcionan las células solares en el gélido clima nórdico.

Lo que encontré particularmente interesante acerca de esta investigación es que fue motivada por el hecho de que, aunque la hidroelectricidad en Noruega es económica, la energía solar ahora es muy competitiva. Es por eso que necesitan saber qué tan efectivas son las células solares en el clima frío de Noruega.

Debido a que los costos de capital son fundamentales para el precio de la energía solar en Noruega, los investigadores compararon los costos de la energía solar con los costos de la electricidad de la red, que incluye la energía hidroeléctrica.

Probaron los paneles de células solares en todo tipo de condiciones y diferentes temperaturas, incluidas las formas de hielo en los paneles.

Descubrieron que el frío era una ventaja y que demasiado calor era una desventaja. Se sorprendieron de que la lluvia no causara problemas y que la lluvia ligera tuviera un efecto positivo. Esto se debe a que los rayos solares atraviesan la lluvia, como lo hacen a través de una capa de hielo. Pero el efecto de sombra con hielo y nieve puede ser perjudicial, y estas capas deben eliminarse con agua tibia.

En última instancia, la serie inicial de experimentos mostró que es económicamente viable invertir en electricidad generada por energía solar. Sin embargo, el problema es que usted mismo consumirá la electricidad y no la revenderá.

Rendimiento del panel solar en la nieve

Hace más de una década, la Oficina de Tecnologías de Energía Solar de EE. UU. (SETO) lanzó Disparo solar, para reducir los costes de las energías renovables (sin subvenciones) y mejorar su eficiencia. Ha sido un gran éxito, y el actual metas 2030 pretende convertirlo en una de las nuevas opciones de generación de energía menos costosas.

Una de las iniciativas que financia SunShot es una serie de centros de prueba regionales para tecnologías solares en diferentes regiones climáticas de los EE. UU. Se utilizan para desarrollar pautas y estándares para módulos y sistemas fotovoltaicos en diversas condiciones de campo. También proporcionan bancos de pruebas para la industria solar fotovoltaica de EE. UU. para ayudar a los fabricantes a comprender cómo funcionan las tecnologías solares en diferentes climas.

Investigadores en los centros de prueba ubicadas en climas fríos han demostrado que la energía solar es una opción para entornos hostiles, incluidas las áreas nevadas. Pero hay una advertencia. Mientras que una ligera capa de nieve soplará con el viento y la luz llegará al panel solar, la gran capa de nieve impedirá la generación de energía.

Las nevadas intensas también pueden causar problemas debido a la tensión que ejerce su peso sobre los marcos de soporte que tienen la mayoría de los paneles. Los investigadores encontraron rápidamente una forma de evitar esto y recomendaron paneles sin marcos en este entorno para que la nieve pueda deslizarse naturalmente.

Una ventaja de la nieve es que ayuda a mantener limpios los paneles, lo que los ayuda a ser más eficientes.

Energía solar para hogares de clima frío

Por último, aquí hay una opinión científica de un ingeniero, maxime mussardquien cree que vale la pena implementar tecnologías de energía solar “para ciertos usos” en climas fríos, incluidas las regiones polares.

Mussar estudió la energía solar en condiciones de frío en numerosas partes del mundo, incluidas América del Norte, Europa del Norte y Central y la Antártida. Compartió los hallazgos de su investigación en un extenso artículo, Energía solar en condiciones climáticas frías: una revisión (Elsevier, julio de 2017), publicado después del Congreso Mundial de Energía Renovable en 2017.

Mussar cree que existe un enorme potencial para el desarrollo y la sostenibilidad de la energía solar en la mayoría de las áreas de clima frío. Pero, como sabemos, dice que mientras los sistemas solares térmicos producen más energía en verano, nuestras necesidades son mayores en invierno. Esto hace que el almacenamiento estacional de energía solar sea un tema vital y que ayudará a agregar aún más valor a su hogar.

Como él dice, otros detalles menores, como la sombra constante de las montañas y los árboles, pueden minimizar o incluso anular la inversión.

Debido a que los paneles fotovoltaicos son sensibles a la temperatura y funcionan de manera más eficiente a bajas temperaturas, son ideales para áreas de clima frío. Dondequiera que estén, las casas con paneles fotovoltaicos pueden enviar el excedente de electricidad a la red en verano y recibir un pago por ello. De lo contrario, los propietarios pueden almacenar el exceso de energía en una batería y, literalmente, guardarlo para un día lluvioso.

Mussar sugiere que los colectores solares térmicos son otra opción ideal en climas fríos.

Conclusión

Algunas de las áreas más populares para la energía solar en los EE. UU. tienen nieve en invierno. Si bien el clima frío y la luz solar limitada disminuirán los niveles de producción de energía solar, esto no significa que los paneles solares no sean efectivos.

Como la mayoría de los otros dispositivos electrónicos, funcionan mejor en condiciones de frío que en el calor. Y, a juzgar por la Oficina de Eficiencia Energética y Energía Renovable, su investigación y la investigación de otros garantizarán que los paneles solares funcionen aún mejor en el futuro.

Si vives en un clima frío, los paneles solares serán una inversión que reducirá tu consumo de energía durante todo el año. Incluso si el sistema solar funciona con una eficiencia reducida en invierno, seguramente se beneficiará en general.

¡Estoy convencido!

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