El objetivo principal es conseguir que los panales estén lo más perpendiculares al Sol y que reciban el máximo de radiación a lo largo del año, considerando que la mayoría de las instalaciones de las placas son fijas y van a ir en nuestros tejados o solares y no siguen el movimiento del Sol (En algunos huertos solares se montan motores y sistemas hidráulicos que hacen que el panel vaya girando siguiendo la orientación del Sol como hacen los girasoles, pero en nuestras casas no compensa la inversión para instalar estos sistemas).
España y su ubicación en el planeta
España está al norte de la línea del Ecuador (Trópico de Cáncer) que es una referencia tomada con respecto a la trayectoria que sigue la Tierra con el Sol, ya que en realidad y al estar la Tierra inclinada, el plano de inclinación y la línea equinoccial o Ecuador no coincide con el de traslación alrededor del Sol, esto dificulta la orientación de las placas solares, ya que si tanto en su giro sobre sí misma y alrededor del Sol no existiese esta inclinación de la Tierra, sería muy fácil la ubicación de los paneles solares, puesto que la radiación del Sol sería muy fácil de calcular ya que el grado de inclinación sería siempre igual. En este dibujo podemos ver cómo es realmente que el Sol irradia sobre la Tierra:
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Lo que sí tenemos claro es que el Sol va a girar siempre mirando al sur desde cualquier punto que estemos y lo miremos en España. Esa es la primera premisa para la orientación: los paneles solares siempre orientadas hacia el Sur.
Si desconoces la orientación de tu vivienda, y no tienes una brújula a tu alcance (La mayoría de los teléfonos móviles suelen traer una app de brújula y si no te la puedes descargar), la mejor solución es Google Maps. En primer lugar, busca tu propiedad, y una vez localizada, usa la brújula de la esquina inferior derecha para encontrar el sur, luego compara con tu tejado.
Mi tejado está orientado hacia el Norte
Si tu tejado mira al Norte no te recomendamos que montes paneles solares, ten cuidado con empresas o instaladores que te digan que se pueden montar sin problemas y que el rendimiento será aceptable, esto no es real. El coste en soportes será cuantioso, quedará horroroso y será peligroso. Te tocará mirar otras alternativas a la energía solar que te serán más rentables e igual de ecológicas.
Mi tejado está orientado al Oeste o Este
Si tu tejado mira al Este o al Oeste tendrás pérdidas de producción de energía de hasta un 20% con respecto a un tejado con orientación Sur en la capacidad diaria de producción, aún así posiblemente siga siendo rentable poner placas solares. Pero ¡¡ojo!!, si por ejemplo tu tejado está orientado hacia el Oeste y tu mayor consumo energético es a las 5 de la tarde y pasas toda la mañana y mediodía fuera de casa, tendrás más energía con esa orientación que si estuviesen las placas mirando al Sur, ya que a esa hora tus placas generarían un 55% de energía con respecto a un 15% que lo harán si están orientadas hacia el Sur. Con esto lo que queremos decir es que es conveniente que pidas un estudio sin compromiso para ver si es viable la instalación.
Declinación Solar
Es importante saber aunque solo sea por cultura general, que la distancia de la Tierra con respecto al Sol (Movimiento de traslación) no determinan por si solo cuando nuestros paneles solares generarán más energía como pudiera parecer, lo que realmente influye de forma determinante es el movimiento de nutación que es la inclinación del eje vertical de la Tierra sobre sí misma que hace que la superficie del planeta tenga más o menos exposición al Sol, que duren más o menos las horas del día o se den las estaciones del año (Por eso en los países de la línea equinoccial el clima es casi siempre igual durante todo el año sin importar la distancia de la Tierra con respecto al Sol en su movimiento de traslación), y que son la base de las cartas solares. El movimiento de traslación influye en el sentido de que dependiendo de la posición de la Tierra con respecto al Sol hará que este de en un hemisferio u otro.
El plano ecuatorial (Latitud 0 alrededor de toda la Tierra) y la eclíptica (Es la línea curva que va haciendo el Sol visto desde la Tierra) no coinciden, están desfasados en un ángulo que se llama oblicuidad de la eclíptica y que es de 23,45º como media. Este cambia debido al movimiento de nutación y se llama Declinación solar.
Sabiendo esto, el ángulo que nos interesa es el que tenemos que hacer para inclinar nuestra cabeza desde donde estamos hasta donde se encuentra el Sol. Al amanecer o anochecer tenemos cero grados, y a lo largo del día tendré que girar la cabeza hacía arriba y hacia un lado para seguir al Sol.
Las cartas solares
Al mediodía (12:00 horas reales) el Sol en Ecuador estaría a 90º sobre nuestra cabeza. España no está en el Ecuador por lo que tendremos que localizar la latitud exacta del lugar donde nos encontramos que se la restamos a los 90º y sumamos la inclinación de todos los días y horas del año del Sol. De esta manera se elabora la carta solar que será nuestro referente para ubicar los paneles solares como profesionales si deseamos optimizar al máximo el rendimiento. Estas cartas solares están ya registradas y se pueden consultar libremente.
Ángulo Acimut
Si yo miro al Sol justo a las 12:00 (Hora real), tendré al Sol justo delante, eso es un ángulo acimut de 0º, si por ejemplo son las 10:00 Am y tengo que girar 30º al Este para tener al Sol de frente, en ese momento de la mañana el ángulo de Acimut es de -30º. Si en la tarde tengo que girar 25º al Oeste, el ángulo Acimut será de 25º positivos.
Si ya sabemos tanto la elevación (Carta solar) como el ángulo acimut del Sol para cualquier hora del día y de cualquier lugar del mundo, si nuestros paneles fueran giratorios (Seguidor solar), bastaría con programarlos para que según la guía de la carta solar vaya girando a cada hora del día perpendicular al Sol, y la orientación Este-Oeste sería siempre la misma calculando el ángulo acimut. De esta forma aprovechamos todas las horas de Sol al máximo posible. Pero no será nuestro caso, ya que montaremos los paneles sobre una estructura fija.
¿Cuál es entonces la posición óptima para ubicar las placas solares?
Partimos de que solo un tiempo limitado vamos a tener nuestras placas solares orientadas para su mayor rendimiento, el resto del día la irradiación será inclinada ya que las placas están fijas. La posición óptima va a depender del uso que vayamos a hacer, si hablamos de colectores solares de agua caliente, lo que nos interesará será calentar la casa al amanecer que es cuando nos levantamos, en ese caso interesa más orientar los colectores unos grados hacia el Este (obviamente mirando al Sur) para aprovechar al máximo la energía solar esas horas de la mañana, sacrificando el resto del día. O quizás y según los hábitos de los habitantes de la vivienda, sea preferible hacerlo al revés y orientarlos al Oeste. Si estamos montando fotovoltaicas lo que nos interesa es generar el máximo al día, o en su defecto, las horas de Sol que más estemos en casa.
En España el IDAE (Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía) nos sugiere que para el invierno la mejor elevación de las placas solares es la latitud más 10 grados y en verano la latitud del lugar menos 20º. Si se trata de placas que van a estar fijas todo el año como suelen la mayoría de las instalaciones, lo recomendable es la latitud menos 10º.
Entonces ya sabemos que lo que nos interesa es tener claros los dos ángulos que intervienen:
El ángulo de inclinación de los módulos.
El ángulo de acimut.
El ángulo de inclinación en España asumimos como recomendable el que recomienda el IDAE: latitud – 10º. Aunque en la mayoría de los casos se instala siguiendo la inclinación del tejado sacrificando algo de radiación para no perjudicar gravemente la estética de la vivienda, la pérdida de radiación se compensa dimensionando en algo más la potencia necesaria.
Para hacer más cálculos más profesionales se utiliza esta fórmula:
El ángulo de inclinación (b)
La latitud del lugar (L).
De esta forma, para una instalación ubicada en Madrid (Latitud 40,40) el ángulo de inclinación óptima sería:
b = 3,7 + 0,69 x 40,40 = 31º
Si el ángulo está formado entre el sur geográfico y el oeste, el valor será positivo, sin embargo, si el ángulo está formado entre el sur geográfico y el este, el valor será negativo.
Lo ideal es que el ángulo de acimut esté comprendido entre -15º y +15º dependiendo de si orientamos con respecto a Este u Oeste, lo cual no supone una pérdida de radiación solar considerable.
Teniendo en cuenta el cálculo de estos dos ángulos, se podrá optimizar la instalación solar para que produzca la mayor cantidad de energía posible.
Te recomendamos que leas todos los posts de nuestro blog, si lo haces, es muy posible que consigamos nuestro objetivo de que estés apto para poder hacerte tu mismo la instalación de los paneles solares en tu casa o negocio.
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