Las células solares convierten la luz del sol en energía eléctrica. Para que este proceso funcione correctamente, la radiación solar debe incidir verticalmente sobre las células. De lo contrario, una gran parte de la energía se pierde por reflexión. Si su instalación fotovoltaica está correctamente orientada, puede asegurarse de que la luz sea favorable durante gran parte del año. Esto, a su vez, es un requisito previo para obtener un alto rendimiento.
Sistema fotovoltaico: optimizar la orientación y aumentar el rendimiento
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Imagen: © Wichien Tepsuttinun / Shutterstock.com
Los temas de un vistazo
- Posición de la instalación y su efecto en el rendimiento
- Orientación óptima de un sistema fotovoltaico
- Ángulo de inclinación ideal para un sistema fotovoltaico
- Cuidado con el sombreado fotovoltaico
- Consejo: simulación durante la fase de diseño
- Preguntas frecuentes sobre la orientación de los sistemas fotovoltaicos
La orientación de las placas fotovoltaicas influye mucho en el rendimiento de la instalación. La producción de electricidad se maximiza eligiendo una orientación y una inclinación que garanticen que los rayos del sol, ricos en energía, incidan verticalmente sobre las placas durante gran parte del año. Aunque las desviaciones provocan pérdidas, éstas no siempre son significativas. En la siguiente guía le explicamos cuál es la orientación óptima para su instalación fotovoltaica, la magnitud de las pérdidas con otras orientaciones y por qué también debe prestar atención al entorno.
Orientación fotovoltaica y por qué es importante
Las células solares generan la mayor cantidad de electricidad cuando la luz del sol incide sobre su superficie exactamente en vertical, ya que entonces la reflexión es baja. Los rayos de alta energía penetran en las células solares activadas, provocando el flujo de electricidad. Como la posición del sol cambia a lo largo del día y las horas de luz dependen de la época del año, en la práctica siempre se trata de encontrar un compromiso. En consecuencia, un sistema fotovoltaico siempre está orientado de forma óptima cuando genera la mayor cantidad de electricidad a lo largo de un año.
Es bueno saberlo: La ubicación también es un factor que influye en la orientación óptima de una instalación fotovoltaicaya que hay que tener en cuenta la trayectoria del sol. En los lugares septentrionales, por ejemplo, suele ser más favorable instalar los módulos en un ángulo más inclinado. En cambio, en las ubicaciones meridionales, el ángulo de inclinación de un sistema fotovoltaico debe ser algo más plano.
Los ángulos de acimut e inclinación definen la orientación del sistema fotovoltaico
En términos técnicos, utilizamos dos valores a la hora de decidir la posición de instalación de las placas fotovoltaicas. Uno de ellos es el ángulo de acimut. Éste especifica la dirección cardinal en grados, correspondiendo una orientación sur verdadera a un valor de cero grados (en el hemisferio norte). Para una orientación oeste o este, la desviación es de 90 grados, mientras que una orientación norte tiene un acimut de 180 grados.
Un segundo valor importante es la inclinación o ángulo de instalación de las placas. También se expresa en grados y es cero cuando las placas solares se colocan planos sobre el suelo. Si la instalación fotovoltaica se cuelga verticalmente en una fachada o balcón, entonces el ángulo de inclinación es de 90 grados.
Orientación cardinal óptima para su sistema fotovoltaico
Si busca la orientación óptima para su instalación fotovoltaica, el rendimiento es mayor cuando las placas están orientadas hacia el sur (cero grados). Esto se aplica en particular a los sistemas de alimentación completa y cuando hay una unidad de almacenamiento de energía además de los módulos solares. Si no tiene previsto instalar una batería de almacenamiento, pero desea consumir la mayor cantidad de electricidad posible, también puede valer la pena una orientación este-oeste. De este modo, podrá cosechar más electricidad por la mañana y por la noche, cuando el consumo suele ser mayor.
Sin embargo, es importante tener en cuenta que muchos constructores y profesionales no tienen margen de maniobra en este sentido, ya que la orientación de la instalación fotovoltaica suele regirse por las restricciones urbanísticas y la forma del tejado existente.
Pérdidas mínimas con un ángulo de inclinación óptimo
Cuando el ángulo de inclinación de una instalación fotovoltaica es favorable, una orientación diferente sólo provocará pequeñas pérdidas. Si los módulos solares se instalan con una inclinación de 30 a 35 grados, el rendimiento no disminuirá más de un cinco a un diez por ciento a lo largo de un año si están totalmente orientados al este o al oeste. Con una inclinación menor (entre el 10% y el 20%), el rendimiento disminuye sólo un 5% de media.
En otras palabras, cuanto mayor sea la inclinación de los módulos en el tejado, más importante es que estén orientados al sur si es posible. Si el ángulo de inclinación es más llano, la orientación es menos significativa.
Por lo general, no se recomienda un ángulo acimutal superior a 90 grados.
Si una instalación fotovoltaica no puede orientarse hacia el sur, el este o el oeste, debe examinarse detenidamente la rentabilidad de adquirirla, ya que el rendimiento suele ser mucho menor. A excepción de los módulos montados horizontalmente, no es raro que estos sistemas generen entre un 30 % y un 50 % menos de electricidad. En muchos casos, no merece la pena compensarlo instalando módulos en una superficie mayor.
Inclinación del tejado favorable para su instalación fotovoltaica
El ángulo de inclinación de su instalación fotovoltaica tiene una gran influencia en el rendimiento, al igual que la orientación. Con una orientación óptima hacia el sur, el ángulo debe ser de unos 20 a 50 grados. Si la orientación cambia hacia el este o el oeste, el rango favorable se reduce. Mientras que el ángulo debe estar entre 20 y 40 grados si la instalación fotovoltaica está orientada al suroeste o al sureste, se considera favorable un ángulo de inclinación de cero a 20 grados para desviaciones mayores del meridiano sur (cero grados). En estos rangos, el rendimiento no suele ser inferior en más de un cinco por ciento.
Considerar la carga de nieve y el efecto de autolimpieza
Como se ha mencionado al principio, encontrar la orientación fotovoltaica óptima siempre implica llegar a un buen compromiso. Además del rendimiento teórico, hay que tener en cuenta otros factores. Por ejemplo, la carga de nieve prevista. Si la nieve no se desliza por sí sola, puede dañar los módulos y oscurecer las células solares. Para evitarlo, la inclinación del tejado de una instalación fotovoltaica debe ser de al menos 30 grados. Lo mismo se aplica a los soportes de los colectores cuando se montan módulos en un tejado plano.
Si no se esperan grandes cantidades de nieve, una inclinación ligeramente mayor puede seguir siendo beneficiosa, ya que aumenta el efecto de autolimpieza. Esto significa que la lluvia es suficiente para eliminar la suciedad de los módulos. Esto funciona con un ángulo de inclinación de al menos doce a quince grados y, al igual que la orientación óptima del sistema fotovoltaico, contribuye a un mayor rendimiento.
Cuidado con el sombreado de los módulos fotovoltaicos
Incluso con la orientación y el ángulo de inclinación óptimos, una instalación fotovoltaica puede producir menos electricidad de la esperada. Esto suele deberse a sombras que oscurecen partes del sistema y afectan a su rendimiento, reduciendo el ahorro o los ingresos, así como la rentabilidad.
Importante: tenga en cuenta las sombras durante todo el año y no sólo en el momento del diseño. Piensa en el próximo invierno, cuando el sol apenas ascenderá por encima del horizonte. Si hay arbustos altos, árboles, edificios o incluso montañas junto a una casa, pueden proyectar largas sombras durante el día en la estación más fría y poner en peligro la eficacia de las medidas.
Nuestro consejo: simulación durante el diseño del sistema
El sombreado de las placas fotovoltaicas, la inclinación del tejado y la orientación de la instalación fotovoltaica son factores importantes. Para maximizar el rendimiento, pida a los expertos que realicen una simulación que analice detenidamente su edificio y tenga en cuenta todos estos aspectos. Tendrán en cuenta los elementos estructurales y naturales y calcularán por ordenador la orientación e inclinación óptimas de la instalación fotovoltaica. Esto es especialmente útil en sistemas de gran tamaño para nuevas construcciones y reformas. En edificios antiguos, sin embargo, hay poco margen para hacer ajustes si el tejado tiene que quedarse como está. Se trata entonces de aprovechar al máximo el espacio disponible y adaptar a él la tecnología de energía solar.
Es bueno saberlo: Incluso es posible instalar sistemas solares de seguimiento en el suelo o en un tejado plano. Disponen de soportes de colectores móviles que optimizan la orientación de los módulos solares en función de la posición del sol.
Preguntas frecuentes sobre la orientación fotovoltaica
Lo ideal es que la instalación esté orientada al sur para que el sol incida sobre los módulos en el mejor ángulo posible durante largos periodos del año. Si la inclinación es favorable (hasta 40 grados), sólo cabe esperar pequeñas pérdidas con desviaciones hacia el este o el oeste (-90 y +90 grados). Por regla general, es posible obtener entre el 80 % y el 90 % del rendimiento real.
Para generar mucha electricidad durante todo el año, los módulos deben instalarse con un ángulo de 30 a 40 grados. Si el ángulo es más llano, las desviaciones son menos significativas. Los sistemas con ángulos pronunciados generan más energía en invierno, ya que entonces el sol está más bajo en el horizonte.
Una de las razones puede ser el sombreado del sistema fotovoltaico. Si los árboles, edificios u otros objetos proyectan largas sombras, el rendimiento puede ser bajo a pesar de una buena orientación. Algo parecido ocurre cuando nieva mucho en invierno o cuando el efecto de autolimpieza no funciona y se acumulan depósitos de contaminación atmosférica en los módulos.
