Potencia nominal: ¿qué significa?

El auge de las energías renovables como alternativa a la red eléctrica ha colocado a los paneles solares como la alternativa más viable y sostenible, que permite obtener energía limpia, renovable y gratuita al aprovechar un recurso inagotable: el sol. Optar por ellos es hacerlo también por la transición energética y la reducción de nuestro impacto ambiental, y supone dar un paso decidido hacia el consumo energético responsable.

Sin embargo, es posible que nos surjan dudas al hablar de paneles solares, especialmente cuando se manejan términos que nos resultan extraños o desconocidos al hablar de sus especificaciones técnicas. Por ejemplo, ¿qué significa potencia nominal? ¿Se diferencia en algo de la potencia real de un panel solar? En este artículo, ahondaremos en el término potencia nominal y le explicaremos todo lo que necesita saber para entender cómo funcionan sus paneles solares.

¿Qué significa potencia nominal?

En primer lugar, necesitamos entender este concepto. La potencia nominal es la cantidad de energía que puede generar un panel en condiciones idóneas, también denominadas condiciones estándar de prueba o STC (las siglas en inglés para Standard Test Conditions). Esta es una unidad de referencia, que nos permite comparar entre sí diferentes paneles solares de las mismas características. La potencia nominal se expresa en vatios (W).

La siguiente pregunta que podemos plantearnos es cuáles son esas condiciones estándar de prueba o idóneas. Estas contemplan:

• Una temperatura de las células solares de 25ºC. 
• Una irradiación solar de 1.000 W/ m².
• Unas condiciones atmosféricas de 1,5 Am de masa de aire.

Como hemos indicado, bajo estas condiciones idóneas un panel de, por ejemplo, 200W, producirá exactamente esa cantidad de energía. Cualquier cambio en ellas afectará, por tanto, a la cantidad de energía que estos sean capaces de producir. 

Potencia nominal: fórmula

Una vez sabemos qué significa potencia nominal, es el momento de saber calcularla. Debemos comenzar precisando que no existe, como tal, una fórmula específica para calcular la potencia nominal de un panel solar; se trata únicamente de medir la cantidad de energía que este es capaz de producir bajo las condiciones antes mencionadas.

Sin embargo, sí que podemos utilizar una fórmula para relacionar la potencia nominal de un panel solar con la corriente y el voltaje en condiciones estándar o STC. Esta sería así:

En esta fórmula, Vmp sería el voltaje en el punto de máxima potencia del panel e Imp correspondería a la corriente en el punto de máxima potencia. Podemos obtener ambos valores durante las pruebas realizadas bajo las condiciones de prueba estándar. 

Condiciones que influyen en la potencia nominal de un panel solar

Hemos apuntado anteriormente que hay muchas condiciones que pueden afectar al rendimiento de un panel solar, haciendo que su capacidad de generar energía disminuya y, por tanto, no se ajusten a la potencia nominal indicada en sus especificaciones técnicas. Los veremos más en detalle a continuación.

Irradiancia solar real

Uno de los aspectos más importantes a considerar es la cantidad de sol real (también llamada irradiancia solar) que recibe un panel. Si esta es menor que la contemplada en las condiciones estándar de prueba (que, recordemos, es de 1.000 W/ m²), la potencia del panel disminuirá de forma proporcional. Si, en cambio, es mayor, su potencia aumentará y superará a la nominal hasta que otros factores comiencen a limitarla.

La irradiancia solar depende de muchos factores, tales como:

• La latitud geográfica. Cuanto más cerca nos encontremos del ecuador, mayor será la irradiancia solar que recibamos, debido a la incidencia directa del sol durante todo el año.
• La hora del día. El movimiento del sol y, por tanto, el ángulo en el que inciden sus rayos, afecta también a la irradiancia solar; esta será mayor durante las horas centrales del día.
• La estación del año. La inclinación del eje terrestre hace que se den variaciones en la irradiancia solar a lo largo del año. En verano, cuando el sol está más alto en el cielo, esta es mayor. En cambio, en invierno, cuando el sol está más bajo, esta disminuye notablemente.

Temperatura de las células solares

La eficiencia de las células solares disminuye conforme su temperatura aumenta. Se calcula que, de forma aproximada, por cada grado de temperatura que aumente por encima de los 25ºC, la eficiencia del panel disminuye entre un 0,3 y un 0,5%. 

Este dato resulta de especial importancia en las zonas con climas cálidos, como es el caso de España. En estos casos, es recomendable escoger cuidadosamente paneles solares con un coeficiente de temperatura bajo, que ayudará a que sean más eficientes incluso en temperaturas elevadas. 

Incidencia de sombras

La incidencia de sombras sobre el panel reducirá de forma significativa su rendimiento; de hecho, es crucial tratar de evitarlas, ya que una sombra proyectada en un extremo del panel puede afectar al rendimiento de todo el módulo.

Ángulo de inclinación

El ángulo de inclinación tiene una influencia capital en su eficiencia: un panel solar colocado en el ángulo incorrecto verá su potencia nominal reducida notablemente. Para el caso de España, se recomienda que los paneles solares se coloquen en un ángulo entre los 30º y los 40º.

Potencia nominal vs. potencia real

Como acabamos de ver, hay muchos factores que pueden afectar a la producción de energía de un panel solar, por lo que su potencia nominal no siempre será la misma que su potencia real. Para calcular la potencia real de un panel solar, se utiliza la siguiente fórmula:

En esta fórmula, el factor de desempeño se calcula teniendo en cuenta los diferentes factores que afectan al rendimiento del panel solar, y que acabamos de mencionar en el apartado anterior: irradiancia solar, temperatura de las células del panel, etc. 

La importancia de la potencia nominal 

Ahora que ya sabemos qué significa potencia nominal en un panel solar, cómo calcularla y qué factores le afectan, es necesario entender su importancia. Cuando deseamos instalar un sistema fotovoltaico, necesitamos conocer tanto la potencia nominal como la real de nuestros paneles solares para poder dimensionarlo correctamente; es decir, para asegurarnos de que será capaz de responder a nuestras necesidades de energía. 

La potencia nominal será la base sobre la que calculemos el número de paneles solares que necesitaremos para suplir el consumo energético de nuestro hogar. Sin embargo, debemos calcular también la potencia real de los paneles que deseamos instalar, de acuerdo a la irradiancia solar y las temperaturas de la zona en la que nos encontremos. Esto nos permitirá asegurarnos de que el sistema que estamos instalando es de la potencia y tamaño correctos, evitando costes innecesarios. Actualmente, existen herramientas muy útiles para ayudarnos a determinar el rendimiento del sistema fotovoltaico que deseamos instalar, como el software PVGIS. Únicamente tenemos que suministrarle los datos que nos solicita y se encargará de realizar los cálculos por nosotros para ofrecernos cifras de rendimiento proyectadas y sugerencias de mejora de la eficiencia de este.

Conocer la potencia nominal y real de nuestro sistema es también importante a la hora de monitorear su funcionamiento, ya que nos permitirá ver con facilidad las disminuciones inusuales en el rendimiento de este, que podrían indicar un fallo en alguno de sus componentes.