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Pérdidas de energía en los paneles solares
Para optimizar la producción de los paneles solares, uno de los aspectos más investigados es la relación entre el rendimiento solar con la orientación y la inclinación. La inclinación óptima para aprovechar la máxima irradiación solar es principalmente una cuestión de geometría solar: depende de la latitud del lugar. Pero, ¿es el diseño solar sólo un problema geométrico? Si para la instalación solar convencional es así, la cuestión para la tecnología solar integrada en el edificio no consiste en maximizar la cantidad de energía: se trata de diseñar una envoltura dinámica del edificio que garantice la generación de energía renovable in situ para que el edificio sea casi nulo o tenga más energía.
Orientación: ¿la cara norte también puede ser productiva? La orientación de la superficie solar afecta a la cantidad de luz solar recibida y, por tanto, a la generación de energía. En nuestras latitudes, los elementos orientados al sur son los que más luz solar reciben y, por tanto, los que más energía solar generan a lo largo del día. Por ello, para maximizar la energía producida durante el año, la orientación de la planta debe alinearse con el sur en la medida de lo posible. Incluso una orientación entre el suroeste y el sureste garantiza un resultado interesante con pérdidas que no superan el 10%. Además, los paneles orientados al este aumentan la producción de energía por las mañanas, mientras que los orientados al oeste hacen lo mismo a última hora de la tarde. Por otro lado, para fines meramente energéticos, normalmente se debe evitar una orientación norte de los paneles. Por otro lado, las orientaciones noreste/oeste también pueden contribuir a la generación de energía. Por lo tanto, ¿es realmente conveniente limitar las instalaciones solares a las orientaciones hacia el sur?
Pérdida de eficiencia del ángulo del panel solar
Los incentivos financieros, las normas de la cartera de renovables, el descenso de los costes y las mejoras en el rendimiento de los sistemas han propiciado un aumento de las instalaciones solares fotovoltaicas (FV) ubicadas por los clientes, especialmente en estados como California. Dado que los paneles fotovoltaicos son capaces de captar más energía solar cuando apuntan directamente al sol, los instaladores pueden configurar los sistemas para optimizar la producción ajustando la orientación y la inclinación de un sistema, o utilizando mecanismos que sigan al sol mientras atraviesa el cielo.
Los instaladores suelen determinar la inclinación de un sistema -o el ángulo entre el módulo y la horizontal- para optimizar el rendimiento global o estacional. Suponiendo que un sistema tenga módulos inclinados, los instaladores suelen fijar la orientación -o la dirección- de esa inclinación para optimizar el rendimiento general o estacional. En el hemisferio norte, la forma más sencilla de maximizar el rendimiento total anual de un sistema de inclinación fija es inclinar los paneles hacia el sur. El ángulo de inclinación puede aumentar con la latitud: cuanto más se aleje del ecuador, mayor será la inclinación.
Pérdidas en la instalación solar fotovoltaica
Aunque el ángulo de inclinación desempeña un papel fundamental en la mejora de la eficiencia de los paneles solares, su impacto es menor que el de la orientación de los mismos. Por lo tanto, vamos a ver cuál es la orientación ideal para los paneles solares y cómo afecta al rendimiento.Ángulo de acimutAustralia, al estar en el hemisferio sur, experimenta el sol dirigido principalmente desde el norte. En general, en Australia, los paneles fotovoltaicos orientados al este o al oeste producen menos eficiencia que los orientados al norte. Sin embargo, si su tejado no tiene suficiente espacio orientado directamente al norte, puede intentar ajustar su ángulo acimutal hacia el oeste o el este. Por lo tanto, intenta colocar los paneles más hacia el noreste o el noroeste para obtener el máximo rendimiento.Aquí tienes una tabla que te indica cómo varía la eficiencia de los paneles con la orientación para diferentes capitales de Australia si la inclinación del tejado es de 25°.
¿El ángulo óptimo de los paneles solares difiere durante el invierno? La dirección del Sol varía con la latitud del lugar. Así, el Sol está en el punto más alto en los veranos y en el más bajo en los meses de invierno. Por eso, el ángulo óptimo de los paneles puede ser diferente en verano y en invierno. De hecho, es posible que tenga que ajustar el ángulo de los paneles solares para las cuatro estaciones. Hay dos métodos para encontrar el ángulo óptimo según la estación.Método 1: Como regla general, los paneles solares deben estar más inclinados durante los veranos y más verticales en los inviernos para maximizar la eficiencia. En otras palabras, la producción de los paneles solares puede aumentarse añadiendo aproximadamente 15° a la latitud de un lugar en verano y reduciendo aproximadamente 15° la latitud de un lugar en invierno.Método-2:Dado que el método-1 puede no ser ideal para todos los lugares, el método-2 puede dar mejores resultados. Según este método, hay que multiplicar el ángulo de inclinación por 0,9 y luego añadir 29° durante los meses de invierno.Para encontrar el ángulo óptimo por este método para los meses de verano, hay que multiplicar el ángulo de latitud por 0,9 y luego restar 23,5°. Sin embargo, para la temporada de primavera y otoño, reste 2,5° al ángulo de latitud.Aquí tiene una tabla para saber la inclinación óptima de los paneles solares por mes:
Ángulo óptimo de inclinación del panel solar
Índice de reproducción cromática (IRC): índice de clasificación que se utiliza habitualmente para representar la calidad de la reproducción de los colores de los objetos que ilumina una fuente de luz. Para un valor de CRI de 100, el valor máximo, se puede esperar que los colores de los objetos se vean como aparecerían bajo un espectro incandescente o de luz diurna de la misma temperatura de color correlacionada (CCT). Las fuentes con valores de IRC inferiores a 50 se consideran generalmente como una mala reproducción de los colores, es decir, los colores pueden parecer poco naturales.
Descarga de alta intensidad (HID) – Lámpara eléctrica que produce luz directamente a partir de un arco de descarga a alta presión. Los halogenuros metálicos, el sodio de alta presión y el vapor de mercurio son tipos de lámparas HID.
Lumen (lm) – Unidad de medida de la velocidad de producción de luz de una lámpara. La potencia luminosa de una lámpara expresa la cantidad total de luz emitida en todas las direcciones por unidad de tiempo. Los índices de potencia luminosa inicial proporcionados por los fabricantes expresan la potencia luminosa total después de 100 horas de funcionamiento.
Luminaria – Unidad de iluminación completa que consta de una o varias lámparas y de las piezas diseñadas para distribuir la luz, para colocar y proteger la(s) lámpara(s) y para conectar la(s) lámpara(s) a la fuente de alimentación. (También se denomina luminaria).