1. Factores clave que influyen en el rendimiento bajo condiciones de baja irradiación
En la operación diaria de un sistema fotovoltaico, la generación de energía no se limita a las horas del mediodía con máxima irradiación solar. Al amanecer, al atardecer, en días nublados o durante el invierno, las condiciones de baja irradiación representan una parte significativa del tiempo de funcionamiento anual. Esto es especialmente relevante en el norte de Italia, zonas montañosas o regiones con días cortos en invierno, donde el perfil de generación se ve notablemente afectado. Por lo tanto, la capacidad real del módulo para generar energía en condiciones de poca luz determina directamente el rendimiento global del sistema y el retorno de la inversión.
Los factores que afectan el rendimiento de los módulos fotovoltaicos en condiciones de baja irradiación se agrupan en tres áreas principales:
En primer lugar, el diseño estructural de las células. Los módulos tradicionales tienen rejillas metálicas en el lado frontal, lo que bloquea parte de la luz incidente y reduce la eficiencia de absorción. En cambio, los módulos IBC (Interdigitated Back Contact) reubican todos los electrodos en la parte trasera, eliminando las obstrucciones en la cara frontal y mejorando la captación de luz en condiciones de baja irradiación.
En segundo lugar, la capacidad de respuesta del módulo a distintos espectros y niveles bajos de luz. En rangos de irradiancia de 200 a 600 W/m², las diferencias de rendimiento entre tecnologías se vuelven más evidentes. Los módulos con mejor respuesta en baja irradiación no solo pueden iniciar la generación con menos luz, sino que también mantienen una salida de potencia más estable, ampliando así el tiempo diario de producción.
En tercer lugar, la adaptabilidad ambiental. Las condiciones de baja luz suelen ir acompañadas de temperaturas frías y una mayor proporción de luz difusa. En estos casos, el coeficiente de temperatura y el tipo de encapsulado del módulo se vuelven especialmente relevantes. Cuanto menor es el coeficiente de temperatura, mejor conserva la potencia el módulo en temperaturas bajas. Por ejemplo, los módulos IBC tienen un coeficiente de -0,29 %/°C, mejor que el de la mayoría de productos convencionales. Además, en entornos nublados o con sombra parcial, los módulos con buena capacidad de absorción de luz difusa ofrecen una mayor estabilidad en la generación de energía.
El rendimiento en condiciones de poca luz no es un parámetro técnico aislado, sino el resultado combinado del diseño estructural, la respuesta espectral y la adaptación ambiental. También es un indicador clave para evaluar si un módulo fotovoltaico puede mantener una producción estable en condiciones climáticas variables a lo largo del año.
2. ¿Cómo logran los módulos IBC una alta eficiencia en condiciones de baja irradiación?
En entornos con poca luz, la capacidad de un módulo para generar energía de forma eficiente depende tanto de su habilidad para captar la luz limitada como de la rapidez con la que responde eléctricamente. En este aspecto, los módulos IBC presentan claras ventajas estructurales: su diseño sin obstrucciones metálicas en la parte frontal permite una mayor superficie de captación de luz, lo cual es especialmente beneficioso en momentos con baja intensidad de radiación, ángulos de incidencia inclinados o alta proporción de luz difusa.
Además de esta apertura estructural, los módulos IBC muestran una mayor capacidad de respuesta espectral, lo que les permite iniciar la generación de corriente más rápidamente bajo bajos niveles de luz, reduciendo así el "umbral de arranque" de generación. En condiciones típicas de 200 W/m² de irradiancia, estos módulos pueden mantener más del 85 % de su potencia nominal, mientras que otros tipos de módulos muestran una respuesta notablemente más débil. Esta diferencia de rendimiento permite a los IBC extender el tiempo efectivo de generación durante el amanecer, el atardecer y los días nublados, elevando así la curva de producción diaria del sistema.
La temperatura es otro factor clave en la generación con poca luz. La baja irradiación suele venir acompañada de temperaturas frías. Gracias a su mejor coeficiente de temperatura, de -0,29 %/°C, los módulos IBC sufren menos pérdidas de potencia cuando baja la temperatura, lo que les permite seguir generando más energía en condiciones frías, especialmente en invierno o a primeras y últimas horas del día.
Además, los módulos IBC suelen combinar materiales con una lámina trasera altamente reflectante y vidrio frontal de alta transmisividad, lo que mejora su capacidad para captar luz difusa en entornos nublados o con sombra parcial. Incluso con luz indirecta, son capaces de convertir eficazmente la radiación en energía, reduciendo las fluctuaciones de producción causadas por la inestabilidad ambiental. Esta estabilidad resulta especialmente importante en cubiertas complejas, con ángulos no óptimos o con obstáculos frecuentes, como suele ocurrir en instalaciones comerciales.
En resumen, el excelente rendimiento de los módulos IBC en condiciones de baja irradiación es el resultado de una integración sistémica entre diseño estructural optimizado, materiales bien seleccionados y mecanismos de respuesta eficientes, y no puede explicarse únicamente por su índice de eficiencia en condiciones estándar.
3. Diferencias en la salida de potencia de los módulos bajo baja irradiación
En condiciones de baja irradiación, las diferencias reales entre tecnologías de módulos fotovoltaicos son mucho más evidentes que en condiciones de prueba estándar. Aunque los módulos IBC, TOPCon y PERC presentan eficiencias similares bajo irradiancia normal, en el rango de 200 a 600 W/m² se observan notables variaciones en velocidad de respuesta, estabilidad de salida y adaptación espectral.
Los módulos PERC, debido a las rejillas metálicas en la parte frontal y a un espectro de absorción más limitado, normalmente requieren que la irradiancia supere los 300 W/m² para alcanzar una producción estable. Como resultado, su eficiencia disminuye significativamente durante las primeras y últimas horas del día o en jornadas nubladas.
Los módulos HJT, con una estructura pasivada mejorada, ofrecen una respuesta más sólida que las tecnologías tradicionales en condiciones de poca luz. No obstante, bajo irradiancia extremadamente baja o temperaturas frías, todavía pueden experimentar un retraso en el arranque y pequeñas fluctuaciones de potencia durante las fases iniciales.
Los módulos TOPCon han mejorado su rendimiento bajo poca luz mediante la optimización de la pasivación frontal y la vida útil de los portadores de carga. Aun así, en condiciones de irradiancia muy baja o frío extremo, también pueden mostrar cierto retraso en la respuesta, con oscilaciones leves en la potencia durante el arranque en algunos productos.
Gracias a su diseño frontal sin obstrucciones, mejor respuesta espectral y rutas de corriente optimizadas, los módulos IBC destacan en entornos de baja irradiación. Diversas pruebas de campo han demostrado que, en estas condiciones:
- presentan una potencia claramente más alta,
- inician antes la generación,
- y ofrecen una curva de producción más estable en horas límite del día.
Esto es especialmente relevante en cubiertas con sombreado frecuente o en las horas próximas al amanecer y al atardecer, donde los módulos IBC logran prolongar de forma significativa el tiempo efectivo de generación.
Cabe señalar que en plantas fotovoltaicas centralizadas en suelo, donde los beneficios de la ganancia bifacial son relevantes, los módulos TOPCon siguen teniendo ventaja gracias a su alta bifacialidad. Sin embargo, cuando se trata de aplicaciones distribuidas donde lo esencial es la respuesta del lado frontal en condiciones de baja irradiación, los módulos IBC ofrecen un rendimiento más estable y predecible gracias a su diseño optimizado.
4. Escenarios ideales para el uso de módulos IBC en condiciones de baja irradiación
Aunque el buen rendimiento de los módulos IBC bajo baja irradiación es evidente en los datos técnicos, su verdadero valor radica en su adaptabilidad al entorno de aplicación. En proyectos con alta proporción de horas con poca luz o condiciones complejas, las ventajas estructurales de los módulos IBC se traducen en una ganancia real de generación. En particular, frente a tecnologías como TOPCon y PERC, los IBC ofrecen una respuesta más rápida y estable cuando la irradiancia es baja.
Comparado con los módulos TOPCon, el diseño sin obstrucciones frontales de los IBC permite un arranque más temprano y una salida más constante bajo luz tenue. En relación con los HJT, si bien estos últimos tienen un gran comportamiento en bajas temperaturas, los IBC ofrecen una respuesta espectral más amplia, lo que permite una generación más prolongada en entornos cambiantes.
Los escenarios donde los módulos IBC destacan especialmente incluyen:
- Cubiertas distribuidas con sombreado frecuente, como edificios comerciales urbanos con poca separación entre estructuras o rodeados de árboles.
- Regiones con días cortos en invierno y alta proporción de generación en el amanecer y atardecer, como el norte de Italia o zonas alpinas.
- Proyectos con altos requisitos estéticos y estructurales, como fachadas BIPV o marquesinas solares.
- Usuarios industriales con cargas pronunciadas en primeras y últimas horas del día, como fábricas que operan en turnos de mañana y noche.
Según datos reales de proyectos en funcionamiento, en zonas donde el promedio de horas solares en invierno no supera las 3 horas al día, los módulos IBC pueden generar entre un 3 % y un 5 % más energía al año en comparación con módulos PERC de igual potencia. Aunque esta diferencia puede parecer menor en un solo día, su acumulación en el tiempo conlleva un mayor retorno del sistema, especialmente en proyectos con precios elevados de electricidad o con esquemas de venta de energía definidos, donde esto se traduce en un flujo de caja más estable.
Conclusión
En un contexto donde las tecnologías de módulos tienden a homogeneizarse, el verdadero rendimiento del sistema ya no depende únicamente de la eficiencia máxima declarada en laboratorio, sino de su capacidad para adaptarse a las condiciones reales del entorno. Entre estos factores, el comportamiento bajo baja irradiación se ha convertido en un indicador clave del rendimiento operativo de un módulo.
Gracias a su diseño frontal abierto, su fuerte respuesta espectral y su excelente adaptabilidad térmica, los módulos IBC ofrecen una ventaja continua de generación incluso bajo condiciones de iluminación no ideales. Para cubiertas distribuidas, proyectos con demandas energéticas pronunciadas en la mañana o la tarde, o instalaciones con altos requisitos estéticos, los módulos IBC no representan un costo adicional, sino una garantía de rentabilidad estable.
El verdadero valor de un módulo de alto rendimiento no está en su producción máxima durante los días soleados, sino en su capacidad para generar energía de manera constante incluso en situaciones de poca luz o sombra, aprovechando al máximo cada rayo disponible.
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Referencias:
IEA PVPS – International Energy Agency Photovoltaic Power Systems Programme
Task 13: Performance and Reliability of Photovoltaic Systems https://iea-pvps.org/research-tasks/performance-and-reliability/
DNV Energy Systems – PV Module Reliability Scorecard 2023 https://www.dnv.com
TÜV Rheinland – Comparative Testing of Solar Modules Under Low Light Conditions https://www.tuv.com/world/en/comparative-testing-of-solar-modules-under-low-light-conditions.html
NREL – National Renewable Energy Laboratory
Spectral Response and Temperature Coefficient Studies for Silicon Solar Technologies https://www.nrel.gov
Fraunhofer ISE – Photovoltaics Report 2024 https://www.ise.fraunhofer.de
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