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El impacto del otoño y el invierno en los sistemas fotovoltaicos suele subestimarse. Factores como la caída de hojas, excrementos de aves, polvo, baja altura solar, acumulación de nieve y variaciones de temperatura no solo afectan la eficiencia de los módulos, sino que también pueden generar riesgos de seguridad. Si no se gestionan adecuadamente, estos problemas aumentarán los costes de operación y mantenimiento y acortarán la vida útil de los módulos. Este artículo resume seis problemas comunes de los módulos FV durante el otoño y el invierno y propone medidas de protección para que los proyectos puedan anticiparse a ellos en las fases de diseño y operación.
Sombra de hojas caídas
Con la llegada del otoño, las hojas caídas se convierten en una de las amenazas más comunes para los módulos fotovoltaicos. Los techos o plantas en suelo rodeados de árboles son especialmente propensos a la acumulación de hojas secas en la superficie de los módulos. Incluso una cobertura parcial de unas pocas celdas puede provocar una distribución desigual de la corriente y aumentar el riesgo de puntos calientes. Con los fenómenos meteorológicos extremos asociados al cambio climático, el problema de la sombra por hojas caídas se ha vuelto especialmente notorio en muchas ciudades y zonas industriales de Europa.
La medida de protección más directa es la limpieza periódica para garantizar que la superficie de los módulos permanezca libre de obstrucciones. En los proyectos rodeados de árboles, puede considerarse la poda de algunas ramas, lo que no solo reduce la caída de hojas sobre el sistema FV, sino que también favorece el crecimiento saludable de los árboles en los próximos años. Además, en la fase de diseño del sistema, un ángulo de inclinación adecuado de los módulos y la incorporación de canales de drenaje pueden reducir la permanencia de hojas a largo plazo, disminuyendo así el riesgo de sombreados desde el origen.
Contaminación por excrementos de aves y polvo
El polvo puede reflejar, dispersar y absorber la radiación solar, reduciendo así la transmitancia de los módulos fotovoltaicos y el rendimiento global del sistema. La acumulación desigual de polvo también provoca una irradiación irregular, lo que disminuye aún más la eficiencia de los módulos. En otoño e invierno, la mayor humedad del aire favorece que los contaminantes se adhieran con más facilidad y permanezcan durante más tiempo en la superficie, mientras que la reducción de lluvias limita la limpieza natural, dificultando su eliminación. Además, el otoño coincide con la migración y concentración de algunas aves, lo que incrementa su actividad en los alrededores de tejados urbanos y rurales, aumentando el riesgo de suciedad. Si no se limpia con regularidad, estos depósitos reducen la transmisión de luz, disminuyen la producción de energía e incluso pueden provocar puntos calientes locales.
Para reducir riesgos, se recomienda realizar limpiezas periódicas. Lo ideal es utilizar agua a baja presión para enjuagar o cepillos de cerdas suaves para frotar delicadamente. Debe evitarse el uso de agua fría bajo luz solar intensa, ya que puede provocar microfisuras en el vidrio debido al choque térmico. En proyectos con alta incidencia de suciedad, puede instalarse una red ecológica anti-aves en los bordes de los módulos, evitando que las aves aniden debajo y reduciendo la acumulación de residuos. En plantas fotovoltaicas de gran escala, también pueden emplearse equipos de limpieza automática o sistemas sencillos de cepillo con agua para minimizar las pérdidas de generación causadas por el polvo.
Baja irradiación solar por ángulo bajo
Durante el otoño y el invierno, la altura del sol en el cielo disminuye notablemente y las horas de luz se acortan, lo que reduce la cantidad de radiación que reciben los módulos fotovoltaicos y afecta a la eficiencia de generación. Este efecto es especialmente marcado en las regiones de latitudes altas. En entornos urbanos, las sombras proyectadas por edificios, árboles u otros obstáculos se amplifican con un ángulo solar bajo, reduciendo aún más la producción del sistema.
En la fase inicial de un proyecto, se recomienda instalar el sistema FV en lugares lo menos expuestos posible a edificios, postes eléctricos o árboles cercanos. Asimismo, es importante optimizar el ángulo de inclinación de los módulos según la latitud local, para disminuir el impacto de las sombras estacionales. En instalaciones ya construidas, donde el espacio es limitado o existen obstrucciones, puede optarse por microinversores u optimizadores de potencia para reducir los efectos del sombreado parcial. Cuando las condiciones lo permiten, la incorporación de estructuras de seguimiento solar de un eje o de dos ejes también puede mejorar la producción global bajo condiciones de baja irradiación solar.
Acumulación de nieve
En invierno, la nieve puede permanecer durante largos periodos sobre la superficie de los módulos fotovoltaicos. Esto no solo interrumpe la producción de energía, sino que también aumenta la carga estructural en los soportes y techos debido al peso adicional. En regiones con abundantes nevadas, como Alemania o Polonia, este riesgo es especialmente alto. Incluso en zonas con nevadas poco frecuentes, una tormenta intensa puede causar paradas temporales. Más grave aún es la lluvia helada o aguanieve, que puede formar una capa dura de hielo sobre los módulos, bloqueando la radiación solar e incrementando la presión estructural.
En la fase de diseño, se recomienda priorizar sistemas de montaje con mayor capacidad de carga y considerar el uso de módulos de doble vidrio para mejorar la resistencia a la intemperie y la fiabilidad estructural. En proyectos ya construidos, se debe establecer un plan de operación y mantenimiento para invierno, que contemple la limpieza manual inmediata tras fuertes nevadas, o aprovechar la inclinación de los módulos y el deslizamiento natural de la nieve para reducir el tiempo de acumulación. En zonas con nevadas frecuentes, también puede considerarse la instalación de sistemas sencillos de calefacción o dispositivos auxiliares de deshielo para evitar interrupciones prolongadas de la producción. En caso de formación de hielo, debe evitarse golpear con objetos duros o raspar con herramientas metálicas; se recomienda utilizar agua templada para facilitar el deshielo o esperar al deshielo natural, a fin de no dañar la superficie de vidrio.
Bajas temperaturas y dilatación/contracción térmica
En otoño e invierno, las marcadas diferencias de temperatura entre el día y la noche hacen que los módulos fotovoltaicos experimenten frecuentes ciclos de dilatación y contracción en condiciones de frío, lo que genera tensiones adicionales en los marcos, las capas de encapsulación y el vidrio. Especialmente al amanecer, la superficie de los módulos suele presentar escarcha o una fina capa de hielo que, al fundirse rápidamente con la salida del sol, provoca ciclos repetidos de congelación y deshielo. Este entorno acelera el envejecimiento del encapsulante, puede inducir microfisuras o filtraciones de agua y, en consecuencia, afectar a la fiabilidad a largo plazo.
Para reducir estos riesgos, además de realizar inspecciones regulares que permitan detectar a tiempo grietas o filtraciones, pueden aplicarse medidas de mantenimiento adicionales. Entre ellas se incluyen el sellado secundario de marcos y juntas para evitar la propagación de microfisuras; la mejora de la ventilación en la parte posterior de los módulos para reducir la acumulación de diferencias térmicas y suavizar los cambios de temperatura; y, en algunos proyectos, el uso de recubrimientos hidrófobos o anti-hielo que disminuyen la adherencia de la escarcha y reducen la presión de los ciclos de congelación y deshielo sobre el vidrio y la encapsulación. Estas medidas permiten ralentizar de manera eficaz el envejecimiento derivado de la dilatación térmica y asegurar un funcionamiento estable del sistema también en la temporada de otoño e invierno.
Riesgos eléctricos y de puntos calientes
En otoño e invierno, los distintos problemas que enfrentan los módulos fotovoltaicos —ya sea la acumulación de hojas, excrementos de aves, nieve o la dilatación/contracción térmica provocada por las variaciones de temperatura diurnas y nocturnas— se manifiestan principalmente en el plano eléctrico. La sombra parcial o la contaminación de las celdas provoca una distribución desigual de la corriente, lo que puede generar el efecto de puntos calientes. A largo plazo, esto no solo reduce la eficiencia de generación y acorta la vida útil de los módulos, sino que también puede derivar en riesgos de seguridad más graves, como la carbonización del backsheet, el desprendimiento de las cintas de soldadura o incluso el agrietamiento del vidrio.
Para reducir estos riesgos, en la fase de diseño es fundamental configurar adecuadamente los diodos de derivación, de modo que ante una sombra parcial la corriente se desvíe rápidamente y se evite el sobrecalentamiento localizado. En los sistemas ya en operación, la instalación de dispositivos de monitorización inteligente o microinversores permite detectar y localizar anomalías de corriente en tiempo real, garantizando una respuesta oportuna. Además, la limpieza y el mantenimiento regulares para reducir las sombras causadas por hojas, excrementos de aves o nieve también ayudan a disminuir eficazmente el riesgo de puntos calientes y a prolongar la vida útil de los módulos.
Los retos medioambientales del otoño e invierno son inevitables, pero con un diseño adecuado y un mantenimiento rutinario, los riesgos pueden mantenerse dentro de un nivel aceptable. Para las empresas, esto no solo se relaciona con la eficiencia del sistema, sino también con la fiabilidad a largo plazo y el retorno de la inversión.
Maysun Solar lleva años consolidando su presencia en el mercado europeo, ofreciendo a socios mayoristas y distribuidores una amplia gama de módulos y un suministro estable, abarcando tecnologías como IBC, TOPCon y HJT. Podemos proporcionar soluciones fotovoltaicas adaptadas a diferentes necesidades de proyecto, ayudando a mantener un rendimiento estable y costes controlados frente a los desafíos del otoño e invierno, como la nieve, las bajas temperaturas y las sombras.
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