Comparación experimental de rendimiento entre subcampos fijos y de un solo eje en una planta fotovoltaica a gran escala al aire libre

Por qué importa este estudio solar

A medida que más países recurren al sol para alimentar hogares y ciudades, surge una pregunta básica y crucial: ¿cómo debemos disponer los paneles solares en el mundo real para exprimir al máximo la electricidad? Este estudio aborda esa cuestión en una gran planta solar en el desierto de Argelia, comparando paneles fijos con paneles que siguen el sol lentamente. Los resultados ayudan a orientar el diseño de mejores parques solares en regiones cálidas y soleadas donde cada porcentaje extra de energía cuenta.

Una central en el desierto como laboratorio real

La investigación se llevó a cabo en una planta solar de 1,1 megavatios cerca de Ghardaïa, en el borde del Sáhara. Aquí, la luz solar es intensa pero las condiciones son duras: en verano las temperaturas del aire pueden acercarse a los 50 °C, los vientos arrastran finas arenas y la humedad varía desde tardes muy secas hasta mañanas húmedas. En esta planta, el equipo se centró en cuatro subcampos de aproximadamente 100 kilovatios cada uno, todos inclinados a 30 grados y orientados al sur. Dos subcampos usaban paneles de silicio monocristalino y dos de silicio policristalino. Para cada material, un subcampo estaba montado en estructuras fijas y el otro en seguidores de un solo eje que giran este‑oeste para seguir al sol.

Observando el sol y los paneles a lo largo de las estaciones

En lugar de basarse solo en simulaciones, los investigadores midieron lo que realmente ocurría en el campo. Durante cuatro días de 2016—uno en invierno, primavera, verano y otoño—registraron la potencia de cada subcampo cada cuatro minutos desde el amanecer hasta el ocaso. Al mismo tiempo, una estación meteorológica en la azotea de la sala de control registró brillo solar, temperatura del aire, temperatura de los paneles, velocidad del viento y humedad. El equipo también evaluó un modelo matemático bien conocido de radiación solar sobre superficies inclinadas, comprobando si podía predecir con precisión la energía solar incidente usando datos geográficos y atmosféricos locales. Las predicciones del modelo coincidieron estrechamente con las mediciones, especialmente en verano y otoño, lo que confirma que puede estimar de forma fiable la radiación disponible en esta región cuando no hay sensores dedicados.

Paneles fijos frente a paneles con seguimiento solar

Las curvas de potencia revelaron cómo se comportan las distintas configuraciones a lo largo de un día típico. En una brillante jornada de primavera, el campo fijo de monocristalino alcanzó brevemente la potencia máxima más alta—alrededor de 96 kilovatios—ligeramente por encima de su homólogo con seguimiento, porque las condiciones al mediodía favorecieron su orientación exacta. Pero al observar el día completo en lugar del único instante de mayor potencia, la historia cambió. En las cuatro estaciones, los sistemas con seguimiento produjeron mayor potencia media y más energía diaria total que los sistemas fijos. En verano, el subcampo monocristalino de un solo eje entregó aproximadamente un 19% más de potencia media que su contraparte fija, y el campo policristalino con seguimiento ganó alrededor de un 21% sobre su gemelo fijo. La energía diaria siguió el mismo patrón: en el día de prueba de julio, los campos con seguimiento alcanzaron unos 788 y 715 kilovatios‑hora, superando claramente a los fijos, que se mantuvieron por debajo de 640 y 560 kilovatios‑hora.

Cómo el tiempo meteorológico condiciona el rendimiento solar

Como cada lectura estaba vinculada a datos meteorológicos, el estudio pudo analizar cómo la naturaleza ayuda o dificulta la planta. Una mayor radiación natural aumentó la potencia, y los campos con seguimiento captaron más al mantener sus caras mejor alineadas con el sol a lo largo del día, sobre todo por la mañana y al final de la tarde. Las temperaturas, que suelen preocupar a los diseñadores solares, se mantuvieron lo suficiente dentro del rango preferido por los paneles como para que las pérdidas de eficiencia fueran modestas; en el día más caluroso de verano, las altas temperaturas y la intensa radiación coincidieron con las mayores ganancias de potencia para los sistemas de seguimiento. El viento resultó ser un aliado discreto: las brisas enfriaron los paneles y a veces eliminaron el polvo, ayudando al rendimiento, mientras que la alta humedad y las nubes en invierno y otoño redujeron la producción al atenuar la luz y permitir la condensación de humedad sobre las superficies de los paneles.

Poniendo números a la ventaja del seguimiento

Para dejar clara la comparación, los investigadores calcularon un “porcentaje de aumento” que muestra cuánto más potencia media produjeron los campos con seguimiento en comparación con los fijos del mismo tipo de panel. Incluso en los días de prueba menos favorables de invierno y otoño, el seguimiento de un solo eje aumentó la producción de monocristalino en torno al 3–9% y la de policristalino en aproximadamente un 12%. En las pruebas más soleadas de primavera y verano, las ganancias alcanzaron cerca del 10–19% para paneles monocristalinos y del 20–21% para los policristalinos. En conjunto, el campo con seguimiento policristalino mostró ganancias porcentuales algo mayores, mientras que el campo con seguimiento monocristalino entregó la mayor energía diaria absoluta.

Qué significa esto para futuras plantas solares

Para quienes piensan en el futuro de la energía limpia, la conclusión es sencilla: en desiertos calurosos y soleados como el sur de Argelia, montar paneles solares en seguidores simples este‑oeste puede aumentar notablemente la electricidad producida con la misma capacidad instalada. El estudio muestra que estos seguidores no solo suavizan la producción a lo largo del día, sino que también responden bien a los patrones meteorológicos locales, aprovechando mejor el fuerte sol estival y los vientos refrescantes. Los autores concluyen que el seguimiento de un solo eje—especialmente con paneles policristalinos robustos—ofrece una opción atractiva para grandes parques solares en climas saharianos, y que los modelos fiables de radiación pueden ayudar a diseñar tales sistemas incluso donde las mediciones detalladas son escasas.

Cita: Abderraouf, B., Lakhdar, L.M., Abdelkader, B. et al. Experimental performance comparison of fixed and single-axis subfields in a large-scale outdoor photovoltaic power plant. Sci Rep 16, 12293 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-41570-8

Palabras clave: seguimiento solar, planta fotovoltaica, energía solar en el desierto, paneles monocristalinos y policristalinos, modelado de irradiancia solar