La superficie total del módulo requerida sería de 333,3 pies2.

Posición del Sol y Ventana Solar

Al planificar el diseño y la instalación de un sistema fotovoltaico, una consideración importante es la posición del sol y el ángulo de la radiación solar con las coordenadas de latitud y longitud de los paneles solares. Dos ángulos son importantes:

• Azimut solar: la proyección horizontal del sol en relación con la ubicación de los paneles solares.

• Altitud solar: la elevación del sol sobre el horizonte.

En una brújula estándar, el norte es 0° (o 360°), el este es 90°, el sur es 180° y el oeste es 270°. Algunos programas de cálculo solar utilizan el sur en lugar del norte porque los cálculos son más simples en relación con la posición del sol. Si el sur es la referencia cero, los ángulos de azimut solar al oeste del sur tendrán ángulos negativos (hacia el oeste es -90°), y el este del sur se representa como un ángulo positivo (hacia el este es +90°). El ángulo de altitud solar es de 0° cuando el sol está en el horizonte y es de 90° si el sol está directamente encima. Dependiendo de la hora del día y la estación, el rango de latitud está definido por el ángulo y la posición del sol.

Una forma sencilla de observar la posición del sol en una latitud y un día del año específicos es utilizar un diagrama de posición del sol, que es una representación gráfica de la altitud y los ángulos de acimut del sol. Los diagramas de posición del sol se pueden utilizar para determinar la posición del sol en cualquier latitud durante cualquier época del año. Los diagramas de trayectoria solar ayudan a evaluar los efectos de la sombra en los paneles fotovoltaicos y otros tipos de colectores solares. Estas cartas consideran las trayectorias del sol en los solsticios y en los equinoccios. En los equinoccios, la altitud solar es de 90° al mediodía solar en todos los puntos a lo largo del ecuador. Los solsticios definen los ángulos de altitud solar mínimo y máximo y el rango de trayectoria solar durante un año.

La ventana solar representa el rango de trayectorias solares entre los solsticios de invierno y verano a una altitud específica. Los paneles fotovoltaicos deben estar inclinados hacia la ventana solar para obtener la máxima captación de energía solar. Los recorridos del sol son más largos en verano y más cortos en invierno. La altitud máxima de los recorridos solares variará 47° entre los solsticios de invierno y verano.

Inspeccionando el sitio

Antes de diseñar el sistema fotovoltaico, se debe recopilar información sobre la superficie fotovoltaica, las condiciones climáticas locales y cualquier otro problema que pueda afectar la instalación. El nivel de detalle depende del tamaño y tipo del sistema a instalar. Los proyectos fotovoltaicos más grandes requerirán más detalles que los proyectos fotovoltaicos pequeños. La evaluación del sitio generalmente incluye lo siguiente:

• Cómo afectan las horas del día a las sombras de los paneles fotovoltaicos

• Cómo cambian las estaciones el color de los paneles fotovoltaicos

• La ubicación óptima de la matriz

• Posición de los demás componentes necesarios para el sistema fotovoltaico.

• La interfaz con el sistema eléctrico existente

Realizar un análisis de sombreado

El análisis de sombreado es un proceso de cuantificación del impacto del sombreado en la producción solar. Muchas obstrucciones pueden causar sombra:

• Árboles

• Chimeneas

• Antenas

• Edificios

• Líneas eléctricas

• Otras partes del conjunto

La sombra también puede deberse a la acumulación de escombros en la superficie, que puede ser más grave en determinadas regiones del mundo. El conjunto fotovoltaico no debe estar a la sombra durante al menos 6 horas durante el mediodía para producir la máxima cantidad de energía. Es preferible que no haya sombra durante el horario de 9 a. m. y 3 p. m. porque la mayoría de los fotones se absorben durante estas horas. Si esto no se puede lograr, entonces se deben eliminar las obstrucciones que causan la sombra o se debe montar el sistema fotovoltaico en otro lugar.

Los gráficos de trayectoria solar ayudan a realizar evaluaciones de sombreado. Los ángulos de altitud y acimut de un objeto sombreado se pueden medir desde la ubicación del conjunto y trazar en un gráfico de posición del sol para una latitud específica. El análisis de sombreado puede ayudarle a estimar la reducción de la radiación solar recibida durante los momentos de sombra del día para ayudar a dimensionar adecuadamente la energía fotovoltaica para proporcionar suficiente energía con el sombreado.

Se han desarrollado muchas herramientas de software para ayudar a simplificar el análisis de sombreado. Las herramientas automatizadas se basan en mapas de trayectoria solar y la ventana solar en las coordenadas de ubicación. Algunas herramientas y software útiles de evaluación de sombreado incluyen Solar Pathfinder™: www.solarpathfinder.com y Solmetric SunEye™: www.solmetric.com.

En algunos sistemas fotovoltaicos más grandes, una fila de módulos puede dar sombra a otra si las filas están muy juntas. Un sombreado de varias pulgadas puede cerrar otra fila del conjunto fotovoltaico si no se ha creado suficiente espacio entre las filas. Una regla que se usa a menudo es dejar un espacio tres veces la altura de la parte superior de la obstrucción frente al conjunto. Por ejemplo, si la altura del conjunto es de dos pies, la distancia mínima de separación debe ser de seis pies, ya que la altura está a dos pies por encima del frente de la siguiente fila.

Conclusión

En esta publicación, revisamos algunos aspectos de cómo se puede seleccionar la mejor ubicación para un sistema fotovoltaico. Examinamos cómo calcular el área del panel según los requisitos de energía y las especificaciones del fabricante. También analizamos la posición del sol, la ventana solar y la importancia de realizar un análisis de sombreado en un sistema fotovoltaico.