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Cómo calcular la inclinación de un panel solar

Cómo calcular la inclinación de un panel solar

¿Quiere realizar la instalación de un sistema solar fotovoltaico eficiente, pero todavía tiene dudas y se siente inseguro acerca de qué tipo de instalación necesitaría o de su orientación y grado de inclinación óptimo?

Si esta pregunta le suena, no se preocupe porque a continuación encontrará toda la información necesaria acerca de la instalación como: la importancia de la ubicación según la estación del año, o cómo conocer la inclinación correcta para los paneles (ángulo de inclinación) así como su orientación óptima (ángulo acimutal).

Lo que necesita para conocer cuál es la ubicación e inclinación idóneas para su instalación es un mapa de latitudes del país, así como una sencilla fórmula matemática, no le costará aprender a calcular la inclinación correcta en su ciudad, sea invierno o verano. Además, lo logrará de una forma eficiente y eficaz, y ahorrándose una gran cantidad de tiempo.

¿Cuál es la dirección en la que deben orientarse los paneles?

Uno de los primeros pasos a realizar cuando se está diseñando la futura instalación fotovoltaica, es cuál será la ubicación de los paneles solares en el tejado. Para ello, es crucial que sepa cuál es el mejor lugar para ellas, es decir, conocer en qué parte de dicho tejado hay mayor radiación solar durante las horas diurnas con la finalidad de poder elaborar y conseguir la mayor energía solar posible.

Para que los paneles solares consigan una mayor efectividad los rayos solares deben incidir sobre ellas de una manera perpendicular a la superficie, será el NORTE la orientación más adecuada. Colombia, tiene una posición geográfica muy buena debido a su proximidad a la línea del Ecuador, la orientación de las placas solares no es una gran preocupación, debido a que la posición del sol es vertical y poco inclinada. Otro aspecto de vital importancia a la hora de diseñar su instalación, es que las placas solares no tengan sobras de cualquier otro elemento, ya que esto haría que su capacidad de producción se viera afectada. Sin embargo, respecto a la orientación, el sol sale por el Este y se pone por el Oeste y recorre el cielo hacia el Sur. Es por eso que la mejor orientación para maximizar la producción es el NORTE, porque es la orientación que más horas de luz recibe. Orientaciones Sudeste y Suroeste también son adecuadas.

Si las placas solares se giran en un ángulo superior a los 45º hacia el norte, la producción de energía solar disminuirá en mayor medida. Así pues, si lo orientamos directamente al este y al oeste podría llegar a alcanzar un 30% de caída de la producción. Esto es porque al estar ubicados en esas direcciones, los paneles no recibirán una luz solar perpendicular y además está sería muy débil durante el transcurso del día y, aun produciendo energía fotovoltaica, la cantidad de producción que realizaría su instalación sería menor que si los paneles directamente orientados hacia el norte.

Posición del Sol

¿Cuántos grados hay que inclinar los paneles para la obtención de la máxima producción de energía?

Ahora que sabe que la mejor orientación es hacia el norte, debe encontrar la inclinación óptima.

¿Cuántos grados hay que inclinar los paneles para la obtención de la máxima producción de energía?

Una vez aclarada cuál es la mejor orientación para la instalación de las placas, el siguiente factor imprescindible que debe tener en cuenta es cual deberá ser la inclinación óptima.

Para elegir cuál será la mejor inclinación en su instalación para sus paneles solaresse deben cumplir con dos necesidades básicas: la necesidad de que sea estéticamente agradable junto con la clara necesidad de producción de energía y que de un resultado duradero.

Es imprescindible tener en cuenta que la instalación estará condicionada a la propia inclinación y pendiente del tejado de la casa para encontrar el compromiso de las dos necesidades anteriormente descritas. Como consecuencia de esto, saber cuál es el ángulo óptimo de producción le permitirá escoger la mejor opción para la instalación. Por otro lado, esta guía le será de gran utilidad en el periodo de diseño de la estructura puesto que le proporcionará la inclinación óptima de la estructura, teniendo en cuenta el plano horizontal según sus diversos deseos: una estructura para un toldo con paneles fotovoltaicos, un sistema fotovoltaico construido en el suelo o una plaza de estacionamiento cubierto totalmente innovadora con una serie de paneles conectados en paralelo o en serie.

En AutoSolar somos expertos en conseguir la mejor y más óptima inclinación, ya que siempre tenemos en cuenta dos factores esenciales como comentábamos anteriormente:

1. La época del año en la cual se necesita mayor energía.

2. El lugar geográfico o latitud en la cual se querrá instalar el panel o los paneles.

¿Afecta la latitud a la inclinación?

Como se ha indicado anteriormente, si el panel solar fotovoltaico se inclina en mayor medida de forma perpendicular a los rayos solares, mayor electricidad será la que se produzca dicho módulo fotovoltaico.

Si se pretende conseguir la máxima producción del campo fotovoltaico debe hacerse hincapié en la energía que se produce cuando el sol se sitúa en su máxima altura en el horizonte, es decir, durante las horas del mediodía. Para ello, se tiene que conocer la altura máxima y mínima del Sol durante las horas del mediodía a lo largo de todo el año para poder conocer así, los grados de inclinación que deberán tener los paneles solares. De esta manera, será útil el análisis de dos días concretos.

Como se sabe, hay un día al año en el que se cuenta con mayor horas de luz y otro, en el que por todo lo contrario, se dispone de menos horas de luz. Esto es conocido respectivamente como el solsticio de verano y el solsticio de invierno.

En cuanto al solsticio de verano, es el día del año en el que se cuenta con mayores horas de luz solar. Este día, el Sol alcanza su máxima altura anual durante las horas del mediodía, y aproximadamente tiene lugar el 21 o 22 de junio. Por el contrario, durante el solsticio de invierno (2 al 23 de septiembre) dispondremos de menores horas de luz solar, estando el Sol al mediodía en su mínima altura durante todo el año. Es relevante tener en cuenta, que esto varía según en el lugar geográfico donde se encuentre, la altura del Sol variará en su máximo y mínimo nivel durante las horas del mediodía. La latitud de nuestro país se encuentra entre unos 4º al sur y un poco más de 79º al oeste. Es fundamental conocer la altura solar y por ello, hay que prestar atención a los solsticios de verano e invierno para saber en qué latitud se debe instalar el sistema solar fotovoltaico. Por ejemplo, si estuviésemos en Bogotá, la latitud será de unos 4º.

Cálculo de la Altura máxima del Sol al mediodía

Para calcular la altura máxima del sol durante las horas del mediodía tendremos que restar 23º (ángulo de inclinación aproximado de la Tierra) a la latitud que se haya determinado con anterioridad. Con ello, la última operación matemática tendrá un resultado de 90.

Para verlo más claro, continuamos con el caso de Bogotá, dónde tendremos el pico del Sol a 80º. Por lo tanto, el cálculo se realiza de la siguiente manera: 90-(4-23). Por tanto, los módulos solares fotovoltaicos tendrán que estar en esta ciudad orientados hacia el norte para conseguir el rendimiento energético máximo durante el solsticio de verano e inclinados en un ángulo de 10º (90-80).

De esta manera, será al mediodía cuando los módulos solares fotovoltaicos se encuentren correctamente y perpendicularmente a los rayos solares. Por otra parte, es relevante también calcular la altura solar a mediodía durante el solsticio de invierno, es decir, en el día del año que menos horas de sol se dan. Para este cálculo, se tiene que sumar los 23º anteriormente mencionados en lugar de restarlos. Así pues, la operación matemática para la ciudad de Bogotá sería 90-(4+23) = 63º. En conclusión, para conseguir el mayor rendimiento posible durante el solsticio de invierno y que a mediodía los módulos solares fotovoltaicos estén perfectamente perpendiculares a los rayos solares, en la ciudad de Bogotá, dichos paneles solares fotovoltaicos tendrán que estar orientados hacia el norte e inclinados en un ángulo de 63º (90-27).

De todos los cálculos obtenidos anteriormente será posible extraer una elevada inclinación de los paneles solares fotovoltaicos con respecto al suelo y se conseguirá una mayor producción energética durante los meses de invierno. En caso contrario, una ligera inclinación de los módulos ofrecerá una mayor producción energética en los meses de verano.

¿Qué inclinación se debe escoger para el sistema en Bogotá?

Para responder a esta pregunta, podemos continuar con el ejemplo anterior: si nos encontramos en la ciudad de Bogotá y únicamente necesitamos la energía durante los meses invierno, lo más adecuado será optar por una inclinación que se encuentre entre los 51,5º y 63º (como 57º). No obstante, si sólo necesitáramos la energía durante los meses de verano, lo más idóneo será contar con una inclinación para los módulos solares que esté entre los 17º y 28,5º (como 23º). Otra posibilidad para este caso, sería si los consumos energéticos tuvieran lugar la mayor parte durante el periodo invernal, en este caso, lo ideal, sería optar por una inclinación que se encuentre entre los 40º y 63º (cómo 51,5º). Si se diera el caso contrario, y nuestra vivienda tuviera mayor demanda energética durante los meses de verano, lo más adecuado será disponer de una inclinación para los módulos solares fotovoltaicos que se sitúe entre los 17º y los 40º (como 28,5º). Por último, puede darse un último caso,en el que las necesidades energéticas en la citada ciudad sean de manera constante durante todos los meses del año. Para este supuesto, la mejor solución ideal, es disponer de una orientación con un nivel medio para los módulos solares fotovoltaicos (siempre con orientación norte) como podrían ser los 40º.

Si está pensando en optar por la energía solar fotovoltaica y necesita asesoramiento personalizado, no dude en contactar con nuestro equipo de técnicos, le realizarán un presupuesto a medida de sus consumos energéticos totalmente personalizado y sin compromiso alguno. Pueden contactarnos mediante el correo [email protected] o bien, a través de los números de teléfono disponibles en nuestra sección de contacto.

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