Autoconsumo

Orientación Óptima de un Sistema Solar


¿Cúal es la orientación óptima de un sistema Solar?

A la hora de diseñar y construir un sistema solar la primera cuestión que se plantea es la de establecer cuál es la mejor orientación e inclinación que han de tener las placas solares.

Placas_orientacion

La creencia común es que la orientación sur con una elevación próxima a la latitud es lo óptimo para maximizar la producción energética.

Perdidas_Por_Desorientacion

Y si bien eso es cierto para un único módulo no tiene por que se la mejor opción de cara a maximizar la producción energética de un emplazamiento.

Domo_Solar

Nuestra casa, por estar ubicada dónde está, y disponer de una superficie dada, recibe una cantidad de energía al año que es susceptible de ser transformada parcialmente en electricidad.  Para definir cuál es la orientación óptima de un sistema solar en función de la ubicación y de la superficie dada, teniendo en cuentaque nuestra prioridad es maximizar la cantidad de energía que podemos transformar en electricidad para una superficie dada, entonces quizás la orientación óptima no sea la ideal, esto es, mirando al sur.

Tejado_Dos_Aguas

Supongamos que nuestra casa dispone de 100 metros cuadrados de tejado a dos aguas, las cuales miran a este y oeste con apenas 10 grados de inclinación.  Sobre dicho tejado deseamos instalar una instalación solar FV de autoconsumo que genere la mayor cantidad de energía posible.

Nuestro dimensionado inicial deberá de determinar orientación, inclinación y número de módulos que cabe para cada una de las opciones.

Podríamos considerar dos alternativas:

a) una orientación e inclinación óptimas desde un punto de vista de eficiencia por módulo. Sur 30º para Valencia

ind2003-5-01

b) una superposición en ambas de las aguas, lo que reduce el rendimiento por placa, pero permite instalar más potencia de generación

p2004-13-03

En el supuesto a), hay que evitar que las placas de una fila sombreen las de la fila posterior.  Por lo tanto, no se puede usar toda la superficie para colocar placas, si no solo una parte.

Separacion_Placas

Si el ratio de uso del suelo es dos veces la superficie de placas instaladas.  Significa que para 100 metros cuadrados, se podrían instalar 50 metros cuadrados de placas.

Una placa norma de 250 Wp suele medir 1,7 x 1 metro, por lo que 250Wp ocupan 1,7 metros cuadrados.  Por lo tanto en 50 metros cuadrados podremos instalar 29 módulos solares. lo que implica que s podrá montar una planta de 7.250 Wp.

Si el potencial de esta planta es de 1.400 horas, la producción energética esperada será de 10.150 kWh al año.

Supongamos que decidimos montar una superposición en ambas aguas.  En este caso, podríamos decir que  el ratio de uso del suelo es 1.  Por lo que se podrías montar 100 metros cuadrados de placas, lo que permite instalar 58 módulos, que equivalen a una potencia de 14.500 Wp.

La producción normalizada para un sistema superpuesto en la misma ubicación que el anterior es de 1.050 horas equivalentes.  Lo que implica que un sistema de 14,5 kW produciría15.225 kWh al año.  Esta cantidad es un 50% superior a la energía generada con el criterio de eficiencia.

Así que obviamente, si lo que queremos es maximizar la energía que podemos autoproducir, tiene sentido hacer un balance entre la potencia instalada y la energía que esta podrá generar.

Desde un punto de vista económico, antiguamente cuando el material fotovoltaico era extremadamente caro no tenía sentido maximizar la potencia FV y por lo tanto los inversionistas optaban por realizar diseños basados en la eficiencia energética.  Pero con los costes actuales del material y la tipología de instalaciones, el diseño de instalaciones basadas en criterio de potencia y energía absoluta para un emplazamiento tienen sentido y viabilidad económica.

Como nota curiosa, cabe destacar que si dividimos la energía del sistema óptimo entre la potencia del sistema superpuesto obtendremos las horas equivalentes teóricas a las que tendría que funcionar el sistema superpuesto para generar la misma cantidad de energía.  10.150 kWh dividido entre 14,5 kW arroja como resultado 700 horas. Esto supone trabajar a un 50% del rendimiento sobre las instalaciones óptimas.  Lo que equivale a instalaciones montadas con orientación norte e importantes inclinaciones solares, como se puede observar en las imágenes anteriores.

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