Análisis de los efectos de la elevación en la potencia y la eficiencia de módulos fotovoltaicos montados en el suelo

Por qué la altura del panel importa más de lo que podría parecer

Los paneles solares se han convertido en una imagen familiar en tejados y en terrenos abiertos. Pero más allá del número de paneles que instalamos o de su inclinación, una decisión de diseño menos visible puede cambiar de forma notable la electricidad que producen: la altura a la que se sitúan sobre el suelo. Este estudio explora una pregunta sencilla con grandes consecuencias prácticas para viviendas, explotaciones agrícolas y plantas solares: ¿qué altura de montaje ofrece a los módulos solares montados en el suelo el mejor equilibrio entre refrigeración y radiación solar, y cuánta energía adicional puede aportar esa elección a largo plazo?

Probando tres configuraciones simples en condiciones reales

Los investigadores realizaron un experimento al aire libre en el campus de una universidad en Hungría utilizando tres módulos solares idénticos montados sobre una superficie de hormigón. La única diferencia entre ellos fue la altura de su borde inferior respecto al suelo: 0,7 metros, 1,1 metros o 1,6 metros. Los tres apuntaban al sur con la misma inclinación de 45 grados para asegurar una exposición solar equivalente. En un día otoñal despejado, desde media mañana hasta finales de la tarde, los instrumentos registraron de forma continua los niveles de radiación, la temperatura del aire, la velocidad del viento, las temperaturas de los paneles y la salida eléctrica —tensión, corriente, potencia y eficiencia— de cada módulo.

Cómo el aire y la luz reflejada del suelo alteran el comportamiento del panel

La altura sobre el suelo modifica dos influencias clave en un panel. Primero, el flujo de aire: a medida que el viento se desplaza por debajo y alrededor del panel, arrastra calor, enfriando las celdas solares y ayudando a que funcionen con mayor eficiencia. Demasiado poco aire y las celdas se sobrecalientan; demasiado turbulento y la refrigeración resulta menos efectiva. Segundo, la luz reflejada por el suelo, conocida como albedo: el hormigón claro refleja luz adicional hacia el panel, lo que puede aumentar la captación energética pero también añade calor. Al comparar las tres alturas bajo las mismas condiciones meteorológicas, el equipo pudo observar cómo estos pequeños efectos de microclima se manifestaban a lo largo del día.

El punto óptimo: gana una altura intermedia

Los resultados fueron claros. El módulo montado a 1,1 metros se mantuvo sistemáticamente más fresco y produjo más potencia que los situados más bajos o más altos. Su temperatura de célula fue aproximadamente 4–5 °C inferior a la del panel a 0,7 metros y 7–9 °C inferior a la del panel a 1,6 metros. Dado que las celdas solares pierden voltaje al calentarse, esta ventaja térmica se tradujo en un mejor rendimiento eléctrico. En promedio, el módulo a 1,1 metros entregó alrededor de 31,6 vatios de potencia con una eficiencia del 6,67%, frente a 25,3 vatios y 5,36% a 0,7 metros y solo 19,7 vatios y 4,29% a 1,6 metros. En los momentos de máxima irradiación, el panel a 1,1 metros llegó a unos 39 vatios, varios vatios por encima de sus vecinos.

Comprobando que las diferencias son reales

Para asegurar que estas ganancias no se debían únicamente a fluctuaciones aleatorias de la radiación o del tiempo, los autores aplicaron técnicas estadísticas estándar. Un tipo de análisis llamado ANOVA, seguido de una prueba comparativa más detallada, mostró que las diferencias en potencia y eficiencia entre las tres alturas eran demasiado grandes para explicarlas por el azar. En otras palabras, la altura fue un factor de diseño real y medible. Las comprobaciones de incertidumbre en los instrumentos indicaron que las lecturas de potencia y eficiencia eran precisas, con errores de alrededor de solo un por ciento. En conjunto, los datos respaldan la idea de que una elevación intermedia ofrece la mejor combinación entre un flujo de aire estable y una luz reflejada por el hormigón que resulta útil pero no excesiva.

Facturas de energía, beneficios climáticos y decisiones de diseño sencillas

Aunque el experimento utilizó un panel relativamente pequeño, los hallazgos se escalan a sistemas de mayor tamaño. Usando fórmulas económicas estándar, los investigadores estiman que un sistema montado en el suelo diseñado en estas líneas puede generar electricidad por aproximadamente 0,084 USD por kilovatio-hora durante una vida útil de 25 años, evitando además cerca de 580 kilogramos de dióxido de carbono frente a la electricidad de la red. Para propietarios, agricultores o planificadores de parques solares, esto sugiere que elegir cuidadosamente la altura de montaje —alrededor de 1,1 metros en condiciones similares a las del estudio— ofrece una forma de bajo coste de extraer más energía y fiabilidad de la tecnología existente. Es un recordatorio de que, en el impulso hacia la energía limpia, los pequeños detalles de ingeniería pueden sumar silenciosamente ganancias significativas tanto para el bolsillo como para el clima.

Cita: Altaye, A.T., Farkas, I. & Víg, P. Analysis of effects of elevation on the power output and efficiency of ground-mounted photovoltaic modules. Sci Rep 16, 6311 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-37413-1

Palabras clave: paneles solares, sistemas fotovoltaicos, altura de montaje, eficiencia energética, diseño de energías renovables