¿Por qué es importante la inclinación de los paneles solares?

Las instalaciones fotovoltaicas, bien sean de autoconsumo como de generación para venta de electricidad deben diseñarse cuidadosamente atendiendo a muchos factores para que aporten su máximo rendimiento. Es por ello que los ingenieros y técnicos que se dedican a las instalaciones solares deben realizar muchos cálculos y evaluar muy bien el lugar donde se colocarán los módulos fotovoltaicos. Hoy, vamos a prestar una atención muy especial a la importancia de la inclinación de los paneles solares. ¿Por qué es tan importante?

¿Cuál es la inclinación adecuada para las placas solares?

Para obtener el máximo rendimiento de un panel solar en cualquier lugar del mundo, debe ser colocado de modo que siempre esté perpendicular a los rayos del sol. Esto es muy difícil de conseguir por el simple hecho de que el sol se mueve en nuestro horizonte de forma regular. Durante el día se desplaza de este a oeste y durante el año varía su ubicación o elevación sobre la línea del horizonte.

Por ello, para conseguir la mejor inclinación de los paneles solares en cada momento, deberíamos utilizar seguidores solares, que se muevan con el sol y estén encarando los paneles solares siempre de forma perpendiculares a los rayos del sol.

Sin embargo, esto no es viable en muchas instalaciones, sobre todo las de autoconsumo doméstico y las industriales de pequeño tamaño. En cambio, en grandes plantas dedicadas a la generación para la venta, el coste adicional que supone la instalación de seguidores solares se compensa al mejorar la eficiencia global de todo el huerto solar. Aunque el diseño de toda la instalación es rigurosamente calculado para asegurar la rentabilidad de la planta.

Como vemos en la imagen anterior, el ángulo en que los rayos inciden sobre la superficie del panel solar, afecta directamente a la cantidad de electricidad que se genera. Es por eso que, como premisa, podemos decir que la inclinación de los paneles solares en una instalación de autoconsumo bien diseñada debe potenciar a generación en la estación de mayor consumo, o en su caso, llegar a un compromiso entre generación y consumo anual.

Dificultades para una correcta inclinación de los paneles fotovoltaicos

La teoría sobre la inclinación de los paneles solares es fácil de entender o comprender. Sin embargo, en muchas ocasiones y, sobre todo, en las instalaciones domésticas es muy difícil llegar a ese óptimo. Por ello, el técnico de instalaciones fotovoltaicas debe saber aplicar la teoría en un diseño que mejore en lo posible la generación eléctrica.

En las viviendas, especialmente en las que tienen el tejado inclinado, la dificultad para conseguir la inclinación adecuada de las placas solares se acentúa. Por ejemplo, supongamos que el tejado tiene una inclinación de 25° sobre la horizontal y, según cálculos realizados por el ingeniero que ha diseñado la instalación, la ideal es de 33°. Bien, la diferencia entre 33° y 25° es lo que debe aportar la estructura fotovoltaica.

Sin embargo, fabricar e instalar esa estructura solar es difícil y conlleva muchas dificultades para fijarla y que esté completamente segura frente a vientos y otros agentes meteorológicos. Es por ello, que, durante el diseño, se evalúan varias posibilidades; utilizar una estructura con el ángulo adecuado para optimizar la generación eléctrica, o utilizar una instalación coplanar compensando las perdidas con la adición de algún panel adicional.

Aun así, debemos tener en cuenta que la inclinación ideal de las placas solares en un determinado día del año, no lo es en el día correspondiente en la estación opuesta. Es decir, si calculamos la inclinación ideal de los paneles solares en mayo, no será adecuada en el mes de noviembre.

Por ello, se hace aún más importante el trabajo del técnico el realizar los cálculos. Y, sobre todo, es muy importante disponer de la información correcta del consumo de la vivienda o industria, para conocer cuando es mayor el consumo durante el día, y a lo largo de todo el año. De esta forma, al diseñar la instalación se intentará buscar la inclinación adecuada para fomentar la generación en las horas de mayor consumo y en la estación de mayor consumo.

Efectos de una inadecuada inclinación de las placas solares

En las siguientes gráficas de la monitorización fotovoltaica de una instalación podemos observar que la inclinación no se calculó adecuadamente o no se dispuso de la información correcta en cuanto al consumo. De modo que, la generación de energía en verano es mucho mayor que en invierno. Como vemos, en julio se consiguen picos superiores a los 4 kW, mientras que, en invierno, la instalación de autoconsumo apenas supera los 3 kW.

En esta instalación debería haberse elegido una inclinación mayor de las placas solares, de modo que se compensará mejor que en invierno el sol está más bajo sobre el horizonte. De esa forma, se potencia un poco más la generación eléctrica en invierno cuando hay menos horas de sol, en detrimento del verano. Ya que a la postre, al tener más horas con luz solar durante la estación estival, la pérdida que se produce por una inclinación excesiva, se compensa, en cierta manera, por las horas extra de luz.

Al comparar las curvas verdes en ambas gráficas, que corresponden con la generación fotovoltaica, comprobamos que en verano empieza la generación un poco antes de las 8 de la mañana y termina acercándose a las 9 de la noche. En cambio, el periodo de generación durante el invierno se centra entre las 8 y media y las 5 de la tarde. Que corresponden con las 9 de la mañana y las 6 de la tarde en el horario de verano.

Así, en veranos tenemos más de 12 horas de iluminación natural, mientras que en invierno apenas tenemos 9 horas de sol aprovechable. Esto se comprueba en las gráficas, puesto que la que corresponde al estío es más ancha y aplanada, mientras que la otra es más estrecha y pronunciada. Todo ello a pesar de tener un pico casi un 25 % menor.

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