El Sol es la pieza clave de nuestra instalación fotovoltaica

Podemos instalar los mejores paneles solares, cableado e inversor, que si no hemos tenido en cuenta el movimiento relativo de la Tierra respecto al emplazamiento donde se ubica la instalación, poca energía eléctrica vamos a producir.

Sabemos que durante los meses de invierno la irradiación es más baja (el Sol está pocas horas en lo alto y «vuela a baja altura» entre el amanecer y el ocaso); mientras que en verano la irradiación será alta (muchas horas de Sol y situado prácticamente en el zenit a mediodía).

Este comportamiento viene determinado por los diferentes movimientos de la Tierra alrededor del Sol como podemos ver resumido en la imagen (fuente
Wikipedia
). 

Los principales movimientos son los de rotación y traslación. Pero existen otros, echadle un vistazo a la siguiente entrada en Wikipedia para una descripción completa.

Movimiento de traslación de la Tierra en torno al Sol: su comprensión es clave para el correcto diseño de una instalación fotovoltaica.

Las cartas solares nos ayudan a diseñar nuestra instalación fotovoltaica

A efectos de cálculo de nuestra instalación fotovoltaica, podremos modelar el comportamiento de la Tierra con respecto al Sol gracias a las denominadas cartas solares

En la imagen inferior vemos una carta solar generada a través de una herramienta proporcionada por la «University of Oregon». Las cartas solares se generan para un punto concreto de la Tierra (por lo tanto no habrá 2 cartas solares idénticas).

La carta solar de la imagen corresponde a un punto en Mallorca. Además, esta carta solar en concreto representa la trayectoria del Sol sobre el horizonte entre los meses de diciembre y junio.

Carta solar utilizada para entender la posición del Sol en el diseño de una instalación fotovoltaica

¿Cómo interpretamos una carta solar?

En el eje horizontal tenemos el llamado «solar azimuth», esto básicamente es el ángulo al que se encuentra el Sol respecto del sur. En la gráfica, el 180º representa el sur puro (en otras ocasiones el sur puro se puede representar como 0º, donde los valores a este y oeste del sur puro se representarían como -xº y +xº, respectivamente).

El 21 de junio, el Sol sale por el nordeste (a unos 60º) en torno a las 5AM UTC y se pone por el noroeste (a unos 300º) en torno a las 7PM UTC. Es el día con más horas de Sol de todo el año, eso es equivalente a decir que es el día con más irradiación. Como ya sabéis, corresponde al solsticio de verano.

El 21 de diciembre, el Sol sale por el sureste (a unos 120º) en torno a las 7AM UTC y se pone por el suroeste (a unos 240º) en torno a las 5PM UTC. Es el día con menos horas de Sol de todo el año, corresponde al solsticio de invierno.

¿Y en el eje vertical? Pues tenemos la elevación del Sol con respecto al horizonte, por ejemplo, el 21 de junio a las 12PM UTC el Sol se encuentra elevado unos 75º sobre la horizontal. Mientras que a esa misma hora del 20 de abril, se encuentra a unos 62º.

Correcto posicionamiento de los paneles

En resumen, este movimiento marca la orientación e inclinación óptimas de nuestros paneles solares.

Para maximizar la captación solar, deberíamos asegurar que el panel siempre está «mirando» al Sol, de tal forma que la incidencia de los rayos solares sea lo más perpendicular posible.

Esto se podría conseguir manualmente (aunque la persona que tuviera que hacerlo se cansaría bastante…) o bien de forma automática (mediante seguidores solares a 1 y 2 ejes). Pero si no podemos orientar el panel directamente al Sol en todo momento, no os preocupéis, no es el fin del mundo, los paneles se pueden fijar en una posición asegurando un buen rendimiento anual de la instalación.

En el artículo dedicado al Dimensionamiento de nuestra instalación fotovoltaica vemos algunos cálculos considerando una superficie inmóvil colocada con una determinada inclinación y azimuth.

Luces y sombras

Las sombras producidas por diferentes objetos sobre nuestras placas solares son una de los grandes enemigos del buen rendimiento de nuestra instalación.

Estos sombreados, que pueden ser totales o parciales, deben ser tenidos en cuenta a la hora de calcular nuestra instalación fotovoltaica.

Pero te hablaremos de ello en un próximo artículo.

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