Los estudios indican que los paneles fotovoltaicos pueden elevar la temperatura ambiental, y este efecto se intensifica especialmente en entornos urbanos, donde los incrementos pueden alcanzar hasta los 9,4 °C. Esto pone de manifiesto que, a pesar de los beneficios de las tecnologías renovables, su impacto en el entorno aún no se comprende completamente y sigue siendo un tema de debate.
Tres investigadores de la Universidad de Kyushu, Japón, publicaron un estudio de simulación en el que observaron que la construcción de energía fotovoltaica incrementó en una zona la temperatura media de la superficie terrestre en 2,85 °C. Este efecto de calentamiento fue más pronunciado en los meses más cálidos, con un promedio de incremento de 3,6 °C, y más bajo en invierno, con un promedio de incremento de 2,3 °C.
Los mayores aumentos se registraron en las zonas urbanas, donde se observó un incremento de 9,44 °C en el período de 10 años, y los incrementos menos pronunciados se observaron en las zonas montañosas, a mayor altitud, donde el impacto de la construcción de sistemas fotovoltaicos fue menor.
El estudio analizó el impacto de las instalaciones fotovoltaicas en una cuenca hidrográfica en un período de tiempo desde 2013 a 2023, para comprender las tendencias en los cambios de la temperatura de la superficie terrestre.
Desde una perspectiva estacional, el efecto de aumento promedio de la temperatura terrestre es más pronunciado (+3,35 °C) en los meses más cálidos (primavera y verano) y más moderado (+2,5 °C) en los meses más fríos (otoño e invierno).
Asimismo, se observó que la distancia del sistema fotovoltaico a un curso de agua y una cobertura vegetal circundante también influye en los cambios de la temperatura ambiental.
«La construcción de energía fotovoltaica afecta no solo al entorno térmico, sino también al ecosistema local, incluida la capacidad de almacenamiento de agua del suelo, el riesgo de inundaciones y la distribución de microorganismos», dice el estudio.
Los investigadores proponen «mejorar la precisión de los modelos de simulación y realizar análisis en otras cuencas hidrográficas. Al analizar diferentes cuencas, los resultados se pueden utilizar para análisis comparativos para cuantificar objetivamente el impacto de la energía fotovoltaica en el entorno térmico».
Otro estudio liderado por una investigadora de la Universidad de Munich, Alemania, analizó el impacto de las fachadas fotovoltaicas en el microclima térmico urbano, considerando que de por sí las ciudades sufren de lo que se llama «isla de calor urbana», que mantiene en su interior un ambiente de calor más elevado que a su alrededor, lo que suele afectar más a la salud de sus habitantes.
El análisis encontró que los resultados muestran «un efecto de calentamiento diurno de la fotovoltaica en la temperatura radiante media de hasta +5,47 K en verano y +6,72 K en invierno». Un equivalente a +5,47 °C en verano y +6,72 °C en invierno.
«Durante la noche, no se identifica ningún aumento en ambas métricas; por lo tanto, la recuperación nocturna, un elemento clave para la salud humana», no se ve afectada, añade.
Un factor importante para mitigar los efectos de las fachadas fotovoltaicas es la cantidad de luz o radiación solar que reflejan las superficies de los edificios y el pavimento. Al ser construidos con productos de menor albedo [proporción de radiación que cualquier superficie refleja respecto a la radiación que incide sobre la misma] se reduce el efecto del calentamiento.
«Las fachadas fotovoltaicas provocan sistemáticamente un calentamiento del microclima térmico circundante en verano y reducen el confort térmico exterior», concluye el estudio.
En 2024, en España, la capacidad de fotovoltaica fue de «32 043 MW» (32 GW), y la producción alcanzó los «44 520 GWh», según Red Eléctrica (REE), al informar la capacidad instalada total a finales de año y la energía eléctrica total generada por esa tecnología durante los 12 meses.
Esto significa el 24.9 % del total de potencia instalada en España al 31 de enero de 2025.
Las olas de calor empeoran la situación
En un sistema fotovoltaico convencional, solo alrededor del 20 % de la radiación solar se convierte en energía eléctrica, mientras que el resto se desperdicia en forma de energía térmica y durante las olas de calor extremo, ese resto puede tener efectos perjudiciales.
Se conoce que «la eficiencia eléctrica del sistema fotovoltaico es inversamente proporcional a la temperatura de la célula, lo que significa que cuanto mayor sea la temperatura de las células solares, menor será la eficiencia eléctrica del sistema».
El calor afecta principalmente a los módulos solares. «A medida que aumenta la temperatura, los electrones en los materiales semiconductores de los módulos van ascendiendo de nivel, lo que disminuye la energía que pueden transportar», analizó el Foro de coches eléctricos.
Por cada grado Celsius de aumento en la temperatura de la célula a partir de los 25 ºC, los módulos cristalinos sufren una pérdida de aproximadamente el 0,4 % de su potencia nominal.
En zonas calurosas de España donde las temperaturas pueden alcanzar los 43 °C en días soleados de verano, las temperaturas de célula pueden llegar a unos 63 °C o incluso más, lo que implica pérdidas de potencia superiores al 18 % debido únicamente al calor.
«Los paneles solares actuales enfrentan problemas de sobrecalentamiento que afectan su durabilidad y reducen su eficiencia. Además, las baterías convencionales, utilizadas para almacenar energía, dependen de materiales poco sostenibles y costosos», según el Periódico de la Energía.
El enfriamiento de la superficie operativa de los sistemas fotovoltaicos solares podría ser un factor crucial para mejorar la eficiencia FV, sostiene otra investigación.
Según los autores, un adecuado sistema de enfriamiento no solo incrementa la eficiencia eléctrica, sino que también reduce la tasa de degradación de las celdas solares con el tiempo, lo que prolonga la vida útil de los módulos. Además, el calor excedente eliminado puede aprovecharse para aplicaciones domésticas, comerciales o industriales. Los investigadores analizaron diversas tecnologías de enfriamiento para mitigar los efectos negativos del calor elevado.
Entre las tecnologías de enfriamiento revisadas se incluyen sistemas híbridos solares fotovoltaicos/térmicos, como los enfriados por rociado de agua, circulación de agua forzada, o disipadores de calor. También se consideran innovaciones en los materiales que componen los paneles, enfriamiento por inmersión en agua, y el uso de recubrimientos transparentes o enfriamiento termoeléctrico.
Son muchos los factores que hay que evaluar en una instalación fotovoltaica, los efectos en el entorno pueden ser muy importantes.
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