En un sistema fotovoltaico es necesario calcular la distancia mínima entre paneles solares u otros obstáculos debido a que las sombras son muy perjudiciales para su rendimiento energético.
Por norma general, debemos siempre instalar nuestros paneles fotovoltaicos en un sitio donde sepamos con seguridad de que no se proyectarán sombras de otros objetos. En el caso de que tengamos obstáculos alrededor, como por ejemplo un árbol o edificio, y no dispongamos de espacio suficiente para colocar el módulo, en ese caso debemos hacer un cálculo aproximado. Aquí se verá un método simplificado para saber a qué distancia debemos de colocar los paneles solares para que los obstáculos no proyecten sombras sobre ellos.
¿Por qué debe haber una distancia mínima entre paneles solares?
Las sombras, además de ser perjudiciales en el rendimiento energético, tienen otros efectos perniciosos que pueden dañar irreversiblemente al panel solar, incluso destruirlo por completo. Una sombra minúscula, que aparentemente no debería tener ningún efecto importante sobre un panel, puede llegar a anularlo por completo, incluso sin sombrearlo completamente. Además, en algunas células fotovoltaicas dentro del panel pueden desarrollar el problema de punto caliente dando lugar a la destrucción del mismo.
Interrupción de circulación de corriente
En un panel fotovoltaico, por construcción, las células están conectadas en serie una de tras de otra formando una cadena. Eso significa, como ya hemos explicado en el módulo anterior, el voltaje del panel irá aumentando con cada una de las células y al final se llegará a los extremos de conexión (ver línea blanca punteada). Con una pequeña sombra proyectándose en un extremo del panel, se interrumpe la circulación de corriente por varias células quedando algunas columnas de celdas completamente anuladas que ya no producirán energía en el panel hasta que se retire la sombra.
Los fabricantes que son conscientes del efecto que producen las sombras en los paneles, incorporan dentro de los mismos diodos de bypass. Dicho diodo se encarga de “puentear” la corriente del panel hacia las cadenas de celdas que no se vean afectadas por las sombras. El diodo bypass es importante porque sin él todo el panel quedaría anulado por una minúscula sombra. Es por ello, que los fabricantes suelen incorporar en los paneles de tamaño mediano-grande, un par de diodos o incluso más dependiendo del número de cadenas que tenga, para proteger el panel contra sombras parciales.
Como es sabido, a medida que se pone el sol en el horizonte, las sombras de los objetos se van pronunciando cada vez más. Por tal motivo, las sombras en el panel se van extendiendo hasta el punto que terminan por cubrirlo todo y anulándolo completamente. La sombra no tiene que ser total, dada la construcción del panel con que sea parcial y corte el paso de la irradiación solar es suficiente para que quede inutilizado. Por estos motivos, antes de hacer la instalación solar es importante hacer un correcto cálculo de sombras sobre los paneles por mínima que esta sea.
Formación de puntos calientes
Si se realiza una fotografía térmica o infrarroja a un panel que suele ser víctima de sombras que inciden sobre ella, se observará en la distribución de temperaturas puntos calientes estando próximos a la sombras con valores que pueden alcanzar hasta más de 100°C.
El motivo del aumento excesivo de dicha temperatura en las celdas dentro del panel reside en que, cuando se anula el paso de la corriente por una sombra, las celdas dejan de comportare como generadores de electricidad y pasan a comportarse como resistencias, sucediendo que toda a corriente que llega del resto de las cadenas se consuma en un “punto caliente” justo antes de la sombra. Como resultado se produce una resistencia que incrementa su temperatura, y aumenta tanto que puede llegar a destruir el panel, degradando y estropeando todo el módulo fotovoltaico.
Método más usado para calcular la distancia entre paneles solares
El método de cálculo más simple para evitar que las sombras incidan sobre los paneles, está basado en una ecuación cuyo objetivo determinar a qué distancia se tiene colocar el módulo fotovoltaico del obstáculo. El obstáculo puede ser un objeto discreto, como una chimenea o una cornisa de altura “h”, o una fila de módulos fotovoltaicos que se tienen uno delante de otro (el obstáculo sería el módulo que tenemos precediendo a nuestra fila).
Siempre se caracteriza al obstáculo por su altura “h” respecto a la horizontal donde está el módulo, y el objetivo es calcular la distancia “d” (en metros) a la que debemos colocar el módulo para que el obstáculo no produzca sombras sobre el módulo fotovoltaico.
Fórmula distancia entre paneles solares
La distancia en metros a colocar el panel respecto del obstáculo u otro panel solar se determina con la siguiente formula:
- h → Altura respecto al nivel horizontal donde se va a colocar el panel
- k → Constante que depende de la inclinación del panel y la latitud
Con la ayuda de Google Maps, o el mapa fotovoltaico que presentamos en otro de nuestros módulos, determinar la latitud de la zona geográfica donde vive. Luego, con la ayuda de una cinta métrica determine la altura que tendrá sus paneles solares cuando ya estén inclinados (o de otros obstáculos en nuestro techo o jardín). Con este simple cálculo, se puede determinar la distancia mínima necesaria entre sus paneles solares.
¿Cómo se calcula k?
- l → Latitud de la zona geográfica donde se ubica la instalación
Otra manera de calcular k, es utilizando un gráfico. Cómo la fórmula anterior depende solo de la latitud del planeta, entonces pueden graficarse todos los valores y buscar el que necesitamos mirando en qué punto la abscisa de Latitud (l) cae en la curva y luego horizontalmente encontraremos el valor de la constante (k) necesitamos para calcular d.
Ejemplo de cálculo distancia entre paneles
Si desea averiguar una aproximación rápida de la distancia mínima necesaria entre placas solares, le recomendamos que utilice nuestra Calculadora Solar Online. Aquí le mostraremos una demostración rápida con un ejemplo de instalación ubicada en Madrid, España.
1) Como primer paso, averigüe la latitud geográfica de su ubicación con la ayuda de este mapa. Recuerde ese dato para la Calculadora Solar.
2) La página de la Calculadora tiene varias secciones destinadas a calcular un componente diferente de la instalación fotovoltaica. Deberá, en este caso, dirigirse a la 5° sección dedicada a calcular la distancia entre paneles solares:
3) En la lista desplegable del formulario, seleccione la latitud inmediata superior a la de su ubicación. Si la latitud de Madrid es 40,4 aproximadamente, entonces seleccione 40,5.
4) Como lo indica la figura, deberá medir la altura de su panel solar desde el extremo superior perpendicular hacia el suelo. Escriba ese valor en el formulario como se indica.
5) Le devolverá la distancia mínima entre el obstáculo y panel solar.
Descargar PDF gratis: Cálculo de distancia mínima entre paneles solares u otros obstáculos
| Formato: | |
| Peso: | 749 Kb |
| Páginas: | 6 |
| Descargar: | Aquí 📁 |
También te podría interesar…
