Irradiación solar: cómo funciona y por qué es el motor fundamental de tu instalación fotovoltaica

Si tienes placas solares, o estás pensando en instalarlas, seguro que alguna vez has oído hablar de términos como irradiancia e irradiación solar. Entender qué significan estos términos así como la diferencia entre ellos es importante para comprender, de una manera más profunda, por qué la irradiación es el motor absoluto de la tecnología solar y por qué en nuestro país somos potencia en cuanto a generación de energía fotovoltaica se refiere.

En Vector Solar llevamos más de una década diseñando instalaciones fotovoltaicas en Andalucía, y si hay algo que repetimos a nuestros clientes es esto: cuanto mejor entiendes cómo se comporta el sol, mejor entiendes tu factura de la luz. Así que en este artículo vamos a desgranar estos conceptos para que tengas todas las herramientas para sacar el máximo partido a tu instalación, entiendas lo que pasa con tu generación de energía y lo que ocurre en meses tan luminosos como agosto.

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Energía que alimenta la vida y la tecnología: la radiación solar

La radiación solar es, en términos generales, toda la energía que el Sol emite y que llega hasta la superficie terrestre en forma de luz y calor. Es el concepto «paraguas» que engloba otros términos más precisos (necesarios sobre todo a la hora de diseñar una instalación fotovoltaica) como irradiancia o irradiación, que veremos a lo largo de este artículo.

La radiación solar es absolutamente fundamental para la vida en la Tierra; el Sol emite energía en forma de ondas electromagnéticas y llega a nuestro planeta como rayos de sol visibles, calor y luz ultravioleta. Estos rayos son un auténtico regalo, ya que permiten a las plantas realizar procesos vitales como la fotosíntesis y a los humanos y animales nos concede la posibilidad de mejorar nuestro sistema inmune, sintetizar correctamente la vitamina D en el organismo y mejorar nuestro bienestar general.

Además, a nivel tecnológico y gracias al ingenio humano, la sociedad ha aprendido a aprovechar estos rayos que nos llegan cada día para producir energía aprovechable mediante la tecnología fotovoltaica. La radiación solar, en términos generales, es el combustible absoluto de esta tecnología, y su mayor o menor aprovechamiento por nuestra parte dependerá de factores variables como la ubicación geográfica, el clima y el propio diseño de la instalación.

Tipos de radiación solar

La radiación solar tiene una doble clasificación, dependiendo de cómo llega a la superficie de la Tierra y según el tipo de rayos que la componen. Si atendemos a la primera de estas diferenciaciones, podemos encontrar:

• Radiación solar directa. Es el tipo de radiación solar que llega directa a nuestro planeta, sin dispersión o desviación en su trayectoria; es la habitual en días despejados, y sin duda la más intensa y aprovechable por nuestros paneles solares.
• Radiación solar difusa. Es aquella que, a diferencia de la radiación solar directa, llega hasta nosotros dispersa y con menor intensidad. Es la habitual en días nublados y, aunque es perfectamente aprovechable por nuestros paneles, es menos eficiente ya que la energía llega en menor cantidad.
• Radiación solar reflejada o albedo. Es aquel tipo de radiación que nos llega una vez ha incidido previamente en el suelo, el agua o cualquier otra superficie, en forma de ‘rebote’. Hay superficies con un nivel de albedo especialmente alto, como por ejemplo la nieve. Tecnologías cada vez más avanzadas como los paneles solares bifaciales nos permiten aprovechar, también, este tipo de energía.

Por su parte y si nos referimos a los tipos de rayos solares que nos llegan desde el Sol a la Tierra, podemos dividir la clasificación básicamente entre rayos infrarrojos (IR) y ultravioletas (UV) (invisibles para nuestros ojos y con importantes efectos sobre nuestra salud y sobre los materiales; los rayos ultravioletas UVA y UVB, por ejemplo, son los responsables de las quemaduras solares y la degradación de objetos expuestos al Sol) y los rayos visibles o VI. Estos últimos son los que nos permiten a los humanos percibir el espectro visible y son los aprovechables con tecnología fotovoltaica para generar energía.

Veamos ahora los conceptos más importantes bajo el paraguas de la radiación solar y cómo afectan a nuestra instalación.

Irradiancia: la fuerza del sol en un instante concreto

La irradiancia es una magnitud de potencia instantánea. Responde al aquí y ahora, algo así como ¿con qué fuerza están llegando los rayos del sol ahora mismo?. Se mide en vatios por metro cuadrado (W/m²) y varía constantemente a lo largo del día: es baja al amanecer, sube hasta un máximo alrededor del mediodía solar y vuelve a bajar al atardecer, dibujando una curva en forma de campana.

El valor de referencia para la irradiancia solar es 1.000 W/m², un parámetro que probablemente has visto en las fichas técnicas de los paneles y que no es casualidad: es el estándar internacional (conocido como STC, Standard Test Conditions) con el que los fabricantes miden y comparan la potencia nominal de cualquier módulo solar. Como ya hemos comentado en otras ocasiones, es fundamental entender la importancia de este estándar, ya que es la única manera de comparar de forma fiable unos y otros componentes o una y otra instalación en condiciones de igualdad; estas condiciones incluyen métricas muy importantes como, por ejemplo, la temperatura.

¿Cómo varía la irradiancia a lo largo del día?

Piensa en un día despejado de verano:

• Al amanecer y al atardecer, la irradiancia es baja porque la luz atraviesa más atmósfera y llega con menos fuerza.
• En torno al mediodía solar, alcanza su punto máximo, acercándose o incluso superando puntualmente esos 1.000 W/m² en zonas de alta insolación como Andalucía.
• En días nublados, la curva se vuelve mucho más irregular, con picos y caídas bruscas según pasan las nubes.

La irradiancia es, por tanto, una ‘fotografía’ del momento, la potencia de la radiación electromagnética del sol sobre una unidad de área superficial en un instante determinado. Muy útil para saber cuánta potencia está entregando tu instalación justo ahora, pero insuficiente si quieres saber cuánta energía vas a generar a lo largo de todo un día o en un estudio más amplio o estacional que implique entender la rentabilidad de una instalación de manera más amplia.

Para la medición de la irradiancia solar se utilizan instrumentos específicos como piranómetros y pirheliómetros, los cuales miden y registran estas ‘fotografías’ del momento en vatios por metro cuadrado.

Irradiación solar: la energía que de verdad se traduce en kWh

Aquí es donde entra la magnitud que realmente le interesa a tu bolsillo: la irradiación. Mientras que la irradiancia mide potencia instantánea, la irradiación mide energía acumulada a lo largo de un periodo de tiempo (una hora, un día, un mes, un año). Se expresa en vatios-hora por metro cuadrado (Wh/m²) o, más habitualmente, en kWh/m².

Dicho de otro modo: la irradiancia te dice cuánto brilla el sol ahora; la irradiación te aporta mediciones más amplias y relevantes, con datos sobre la energía generada en un periodo de tiempo mayor. Y esta es, precisamente, la magnitud que se usa para calcular cuánta electricidad vas a producir y cuánto vas a ahorrar en tu factura.

De la irradiación a las Horas Sol Pico (HSP)

Para simplificar los cálculos, en el sector solemos traducir la irradiación diaria a un concepto muy práctico: las Horas Sol Pico (HSP). Una HSP equivale a la energía que recibiría una superficie si estuviera expuesta durante una hora a una irradiancia constante de 1.000 W/m². Si sumamos el total de hora solar pico de un día, en conjunto, obtendríamos como resultado la irradiación total de ese día.

Por ejemplo, si un día concreto tu tejado recibe una irradiación de 7 kWh/m², eso equivale a 7 HSP, aunque en la práctica esas horas de sol útil se hayan repartido a lo largo de 12 o 13 horas de luz, con más intensidad al mediodía y menos al principio y al final del día. Las HSP son uno de los datos fundamentales que se utilizan para dimensionar tu sistema y estimar tu producción anual.

Qué influye en la irradiación solar

Existen diversos factores que influyen en que la irradiación solar sea más o menos elevada, y que también hacen precisamente de España un lugar privilegiado para la generación de energía solar, sobre todo en Andalucía.

Y es que uno de los factores más importantes para maximizar la irradiación solar es la ubicación geográfica: cuánto más cerca nos encontremos del ecuador, mayor será la irradiación, y menor conforme más nos acerquemos a los polos. Es por ello que en España recibimos mayor irradiación que en otros países de Europa, y concretamente en Andalucía obtenemos igualmente más energía que en otras comunidades más al norte de nuestro país. De hecho, una planificación correcta de cualquier instalación fotovoltaica buscará colocar los paneles preferiblemente hacia el Sur en el hemisferio Norte, y hacia el Norte en el hemisferio Sur, siempre buscando esta división central de nuestro planeta.

Igualmente, las condiciones climáticas y atmosféricas serán claves: es lógico pensar que en lugares con nubosidad habitual la irradiación será menor que en zonas de cielos habitualmente despejados, así como el nivel de contaminación influirá igualmente en la dispersión general de la radiación solar. De nuevo, ganamos en Andalucía.

Por último, otro de los factores que influyen en la mayor o menor irradiación solar es, por supuesto, la estación del año en que nos encontremos. El solsticio de verano en junio marca el momento de más horas de sol al día, mientras que el solsticio de invierno, en diciembre, marca el momento donde las noches son más largas. La irradiación solar, por tanto, será mayor en días de verano que en días de invierno.

	Irradiancia	Irradiación
Qué mide	Potencia instantánea	Energía acumulada
Unidad de medida	W/m²	Wh/m² o kWh/m²
A qué responde	¿Cuánta energía nos llega ahora?	¿Cuánta energía ha llegado en este día/mes/año?
Para qué se usa	Conocer el desempeño de una instalación en un momento determinado, monitorización en tiempo real	Calcular la producción y ahorro esperado a lo largo del tiempo, comprender la rentabilidad y eficiencia de un sistema
Variación	Al minuto	A lo largo de un periodo determinado

España, el verano, la irradiación solar y nuestro bolsillo

Como hemos comentado, España es uno de los países con mayor irradiación solar de Europa, con una media aproximada de 2.500 horas de sol al año. Andalucía por su parte es la comunidad autónoma que más partido le saca a esa ventaja, con más de 3.000 horas de sol anuales. Granada, en concreto, ronda las 3.228 horas de sol al año y una HSP media anual cercana a las 6 horas equivalentes, cifras que la sitúan entre las provincias con mayor potencial fotovoltaico de todo el país.

Esta media anual de horas de sol al año implica además variabilidad a lo largo del año: durante los meses centrales del verano (junio, julio y, muy especialmente, agosto) la irradiación diaria puede llegar a duplicar (o incluso triplicar en algunas zonas del país) la que se registra en pleno invierno. Los días son más largos, el sol incide de forma más perpendicular sobre la superficie terrestre y el cielo suele estar más despejado que en otras épocas del año. Es, literalmente, el momento en el que tu instalación fotovoltaica tiene más «materia prima» disponible para trabajar.

Qué implica la mayor irradiación solar del verano para tu instalación

Si tienes autoconsumo fotovoltaico, una irradiación solar tan alta como la de los meses de verano puede traducirse en:

Uno de los mejores momentos para comprobar si tu instalación está rindiendo lo que debería, analizando la producción y valorando también la irradiancia en momentos concretos del día.

Picos de producción más altos y sostenidos durante más horas al día.

Mayor excedente de energía, especialmente si tu consumo baja porque estás de vacaciones.

Una oportunidad de oro para maximizar el autoconsumo, si ajustas tus hábitos a las horas centrales del día y gestionas correctamente tus excedentes.

El efecto contraintuitivo del calor: cuando ‘más sol’ no es ‘más producción‘

Sin embargo, los meses de verano tienen una importante contrapartida: el calor. Es lógico pensar que, si agosto trae más horas de sol y temperaturas más altas, la producción debería dispararse sin límite. Pero el calor no juega precisamente a favor de tus paneles.

Las células fotovoltaicas están diseñadas y probadas en fábrica (las anteriormente mencionadas condiciones STC). a una temperatura de referencia de 25 °C. A partir de ahí, cada fabricante indica un coeficiente de temperatura, que suele moverse entre el -0,3 % y el -0,5 % de potencia por cada grado que el panel supera con respecto a esos 25 °C.

Esto significa que, aunque agosto te regale muchísima más irradiación que otros meses como enero, una parte de esa ganancia se compensa con la pérdida de eficiencia por el calor acumulado en los propios paneles. La buena noticia es que, en la inmensa mayoría de los casos, el balance sigue siendo claramente positivo: el aumento de irradiación es tan grande que compensa con creces esa pérdida térmica, y en los meses de verano como agosto podemos disfrutar también de una importante producción.

Además de la temperatura, en estos momentos del año se suma otro factor importante: la acumulación de polvo y suciedad en los paneles durante el verano, cuando las lluvias escasean y no hay ese «lavado» natural que sí ocurre en otras estaciones. No nos cansamos de decirlo: un panel limpio es un panel eficiente. Un panel sucio pierde captación de luz por un bloqueo físico, así que revisar su estado en estas fechas es una recomendación que hacemos con frecuencia a nuestros clientes.

Cómo aprovechar al máximo la irradiación solar de agosto

Con toda esta energía disponible, tiene sentido sacarle el máximo partido. Algunas recomendaciones prácticas son:

1. Revisa la limpieza de tus paneles: Si notas que la producción no acompaña a la cantidad de horas de sol que estás teniendo, la suciedad acumulada puede ser la causa. Una revisión visual o una limpieza profesional puede marcar la diferencia, sobre todo en estos meses. En este artículo os dejamos información más completa sobre el mantenimiento de las placas solares durante el verano.

2. Desplaza tu consumo hacia las horas centrales del día: Poner la lavadora, cargar el coche eléctrico o usar electrodomésticos de alto consumo entre las 12:00 y las 17:00 (hora en la que la irradiancia suele ser más alta) te permite aprovechar directamente la energía que están produciendo tus paneles en ese mismo momento, en lugar de generar excedentes que el mercado remunera a un precio menor que el que pagas por consumirla.

3. Revisa tu batería física y la gestión de tus excedentes: Con tanta energía disponible durante el día, agosto es un mes perfecto para comprobar si tu sistema de almacenamiento está configurado para aprovechar al máximo tu consumo durante la tarde-noche.

4. Aprovecha para hacer un chequeo general de la instalación: El verano es sin duda uno de los mejores momentos del año para detectar si algo no está funcionando como debería: una sombra inesperada, suciedad o una ligera degradación de algún panel se hacen mucho más evidentes cuando el potencial de generación es alto.

Como hemos visto, la irradiancia te permite conocer cuánta potencia está entregando el sol en un instante mientras que la irradiación te dice cuánta energía se ha acumulado a lo largo del tiempo, y es precisamente esta última la que determina cuánto vas a producir y cuánto vas a ahorrar. Un correcto dimensionamiento de tu instalación y un aprovechamiento real de las condiciones que nos aporta cada estación del año será clave para determinar el retorno de tu inversión y el tiempo necesario para amortizar tu instalación fotovoltaica.

Entender estos conceptos te ayuda por tanto a leer mejor los datos de tu inversor, a planificar tu consumo con más criterio y a detectar antes cualquier anomalía en tu instalación mientras maximizas tu ahorro.

Si quieres saber si tu sistema está aprovechando al máximo el potencial del verano y el de todo el año, en Vector Solar estamos encantados de revisarlo contigo. Y si aún no tienes tu instalación, pídenos tu estudio gratis y sin compromiso y empieza a ahorrar desde el primer día. ¿Hablamos?