¿Por qué los paneles solares de 1/3 corte generan más energía que los paneles de medio corte en ambientes de alta temperatura?

Tabla de contenidos:

1. Introducción
2. Comparación de rendimiento entre paneles solares de 1/3 corte y medio corte en ambientes de alta temperatura
3. Conclusión

Introducción:

En el ámbito de la energía solar fotovoltaica, la eficiencia y estabilidad de los módulos son factores cruciales que determinan la cantidad de electricidad generada. Con los avances tecnológicos, el diseño de los módulos fotovoltaicos ha sido optimizado continuamente. Los paneles solares de 1/3 corte y medio corte, debido a sus diferentes características de corriente y voltaje, muestran diferencias significativas en su rendimiento en entornos de alta temperatura. Este artículo explorará por qué los paneles solares de 1/3 corte generan más energía que los de medio corte en tales condiciones.

Los módulos fotovoltaicos convierten la energía solar en energía eléctrica mediante el efecto fotoeléctrico. En este proceso, la corriente en el módulo afecta su temperatura de funcionamiento. Cuanto mayor sea la corriente, mayores serán las pérdidas por resistencia, lo que provoca un aumento más significativo en la temperatura de funcionamiento del módulo. Además, la temperatura de funcionamiento del módulo afecta sus pérdidas de potencia. Generalmente, cuanto mayor es la temperatura de funcionamiento de un módulo fotovoltaico, mayores son sus pérdidas de potencia. Por lo tanto, la corriente del módulo tiene un impacto significativo en su salida de potencia, y una corriente más alta conduce a mayores pérdidas de potencia.

Comparación de Rendimiento entre Paneles Solares de 1/3 Corte y Medio Corte en Ambientes de Alta Temperatura

1. Características de Corriente y Voltaje:

• Paneles Solares de 1/3 Corte: Estos paneles tienen una corriente más baja y un voltaje más alto. Por ejemplo, el panel Twisun Pro (TOPCon) de 1/3 corte con una potencia de salida de 430W tiene una corriente de 9.96A y un voltaje de 43.2V.
• Paneles Solares de Medio Corte: Estos paneles tienen una corriente más alta y un voltaje más bajo. Por ejemplo, otros paneles TOPCon de medio corte en el mercado con una potencia de salida de 430W tienen una corriente de 13.49A y un voltaje de 31.88V.

2. Pérdidas por Resistencia:

Una mayor corriente resulta en una mayor pérdida de calor debido a la resistencia. La pérdida por resistencia Pres se puede calcular usando la fórmula Pres = I² × R.

Suponiendo que la resistencia R sea la misma para ambos tipos de paneles, la corriente en los paneles cortados a la mitad (13.49A) es mayor que en los paneles cortados en 1/3 (9.96A), lo que lleva a una mayor pérdida por resistencia.

Cálculo de Pérdida por Resistencia:

• Panel Cortado en 1/3:
• Corriente I = 9.96A
• Pérdida por Resistencia Pres = I² × R = 9.96² × R = 99.2R
• Panel Cortado a la Mitad:
• Corriente I = 13.49A
• Pérdida por Resistencia Pres = I² × R = 13.49² × R = 181.98R

La pérdida por resistencia en los paneles cortados a la mitad es aproximadamente 1.83 veces mayor que en los paneles cortados en 1/3.

3. Aumento de Temperatura:

El aumento de temperatura es proporcional a la pérdida por resistencia. Si se asumen las mismas condiciones, el aumento de temperatura en los paneles cortados a la mitad será 1.83 veces el de los paneles cortados en 1/3.

Debido a la mayor corriente en los paneles cortados a la mitad, la pérdida por resistencia es mayor, lo que resulta en un aumento más significativo de la temperatura.

Suponiendo una temperatura ambiente de 30°C y una temperatura operativa de 60°C para los paneles cortados en 1/3:

• Panel Cortado en 1/3:
• Aumento de temperatura = 60°C - 30°C = 30°C
• Panel Cortado a la Mitad:
• Aumento de temperatura = 30°C × 1.83 = 54.9°C
• Temperatura operativa = 30°C + 54.9°C = 84.9°C

Por lo tanto, en un ambiente de 30°C, la temperatura operativa de un panel cortado a la mitad sería aproximadamente 84.9°C, lo que es 24.9°C más alta que la de un panel cortado en 1/3.

4. Pérdida de Potencia:

Suponiendo un coeficiente de temperatura de potencia de -0.29%/°C para los paneles solares TOPCon:

Porcentaje de Pérdida de Potencia:

• Panel Cortado en 1/3:
• Porcentaje de pérdida de potencia = -0.29%/°C × 30°C = -8.7%
• Panel Cortado a la Mitad:
• Porcentaje de pérdida de potencia = -0.29%/°C × 54.9°C = -15.92%

Con una potencia nominal de 430W:

• Panel Cortado en 1/3:Pérdida de potencia = 430W × (-8.7%) = -37.41W
• Panel Cortado a la Mitad:Pérdida de potencia = 430W × (-15.92%) = -68.456W

El panel cortado a la mitad pierde aproximadamente 31.046W más potencia que el panel cortado en 1/3.

Diferencia en Porcentaje de Pérdida de Potencia:

• Diferencia porcentual = (68.456W - 37.41W) / 430W × 100% = 7.22%

Debido a la mayor corriente (13.49A) en los paneles cortados a la mitad, lo que lleva a un mayor aumento de temperatura (54.9°C), experimentan una mayor pérdida de potencia. Según los cálculos, los paneles solares cortados a la mitad pierden aproximadamente 31.046W más potencia que los paneles cortados en 1/3, lo que equivale a una pérdida de potencia adicional del 7.22%.

5. Pérdida Anual de Generación de Energía:

Suponiendo un sistema fotovoltaico TOPCon de 10kW con una duración promedio de luz solar de 4 horas/día, eficiencia del sistema del 85% y 365 días/año:

La pérdida de energía adicional para los paneles cortados a la mitad en comparación con los paneles cortados en 1/3 es de 31.046 vatios.

Cálculo de Pérdida Anual de Generación de Energía:

Pérdida anual de generación de energía = 31.046W × 4 horas/día × 365 días × 0.001 kWh/W = 45.33 kWh

La pérdida anual de aproximadamente 45.33 kilovatios-hora (kWh) de generación de electricidad es equivalente a la energía consumida por un hogar típico usando un microondas diariamente durante todo un año.

Conclusión

En conclusión, los paneles solares de 1/3 corte muestran ventajas significativas sobre los paneles de medio corte en entornos de alta temperatura. Esto se debe principalmente a su menor corriente, lo que resulta en una reducción de las pérdidas por resistencia y del aumento de temperatura. Por el contrario, los paneles de medio corte, con su mayor corriente, experimentan mayores pérdidas por resistencia y un aumento de temperatura más elevado, lo que incrementa las pérdidas de potencia y, en última instancia, impacta en la eficiencia general de generación de electricidad. En aplicaciones prácticas, especialmente en condiciones de alta temperatura, optar por paneles solares de 1/3 corte puede mejorar significativamente la generación total de electricidad y la estabilidad del sistema. Por lo tanto, para sistemas fotovoltaicos que operan en condiciones de alta temperatura, los paneles solares de 1/3 corte son, sin duda, la opción más ideal.

Cabe destacar que Twisun Pro de Maysun Solar es un rendimiento sobresaliente entre los paneles de 1/3 corte. Twisun Pro cuenta con excelentes características con una corriente baja de 10A, lo que demuestra un rendimiento excepcional en la generación de electricidad incluso en entornos de alta temperatura, minimizando al máximo las pérdidas térmicas de potencia. Además, la baja corriente ayuda a mitigar riesgos potenciales como los peligros de incendio debido a un aumento excesivo de temperatura. Elegir Twisun Pro garantiza que su sistema fotovoltaico opere de manera eficiente y confiable bajo diversas condiciones climáticas. Esta elección no solo mejora la eficiencia general de generación de electricidad, sino que también proporciona una mayor fiabilidad y seguridad a largo plazo para su sistema energético.

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