Un grupo de investigadores liderado por la Universidad de Ciencia y Tecnología de China ha investigado la influencia del espaciado entre filas de módulos solares en la temperatura y la eficiencia de un sistema fotovoltaico, y ha descubierto que un espaciado excesivo entre filas no desempeña un papel significativo en el enfriamiento de los paneles mediante convección térmica ni en el aumento del rendimiento energético.

Shi también explicó que la investigación demostró que un mayor espaciamiento entre filas no lograba el efecto de enfriamiento esperado en las pruebas al aire libre. «Por lo tanto, en aplicaciones prácticas, solo es necesario asegurar que no haya sombra entre las filas adyacentes de paneles fotovoltaicos, y el posible efecto de enfriamiento que podría producir un espaciamiento excesivo entre filas no se busca durante la instalación».

Los científicos realizaron sus experimentos en un conjunto fotovoltaico compuesto por 30 módulos dispuestos horizontalmente en 3 columnas y 10 filas. La distancia mínima entre filas fue de 0,98 m, lo que, según indicaron, garantizó que no hubiera interferencia entre los componentes del conjunto fotovoltaico entre las 09:00 y las 15:00 del solsticio de invierno en el hemisferio norte.

“Para optimizar el aprovechamiento del terreno, la distancia entre filas debe ser mínima”, señalaron. “Las normas IEC 62548–1:2023 e IEC TS 62738–2018 estipulan una distancia mínima entre filas para evitar sombras entre filas adyacentes de paneles fotovoltaicos”. Las mediciones se realizaron mediante una estación meteorológica, termopares y un medidor de potencia desde el 10 de junio de 2023 hasta el 5 de septiembre de 2023. “Durante el periodo de monitorización, la distancia entre filas se ajustó con frecuencia para evitar las variaciones estacionales de la temperatura exterior y la velocidad del viento”.

La serie de experimentos demostró que, contrariamente a las expectativas iniciales, aumentar la distancia entre filas no incrementó el efecto de la transferencia de calor por convección. Este efecto fue beneficioso únicamente cuando la irradiancia era inferior a 400 W/m², mientras que por encima de este umbral el efecto fue insignificante.

El análisis también demostró que la producción del sistema fotovoltaico podría aumentar hasta un 3,9 % al incrementar la distancia entre filas a 1,5 veces el umbral mínimo, con una disminución de la temperatura superficial de 1,86 °C y un aumento del 3,53 % en la producción fotovoltaica y eléctrica cuando la velocidad del viento aumentaba de 0 a 2,4 m/s.
Los científicos concluyeron que se debe evitar un espaciamiento bruto mayor, ya que sus efectos limitados no compensan la mayor tasa de uso del suelo. En cambio, insistieron en considerar factores como la irradiancia directa y la velocidad del viento para mejorar el rendimiento del sistema.

«Los resultados experimentales a gran escala obtenidos en exteriores en este estudio sirven de referencia para el diseño de centrales fotovoltaicas», explicó Shi. «El error relativo promedio del modelo de predicción de temperatura en este estudio es de tan solo el 5,4 %, mientras que el del modelo anterior es de casi el 20 %. Gracias al modelo de este estudio, se puede cuantificar con mayor precisión la influencia de las condiciones ambientales y los parámetros de instalación en la energía fotovoltaica».

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