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Ángulo de inclinación de paneles solares

por: Eliseo Sebastian
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¿Cuál es la ubicación correcta de un panel solar?

Calcular su mejor ángulo es nuestra tarea

1. Introducción

Si nos animamos a instalar nuestro panel solar fotovoltaico en casa o cualquier lugar de vida, tenemos que averiguar cuál es la mejor posición de éste para que los rayos solares impregnen con mayor fuerza a la cara frontal del panel.

La posición del sol al amanecer, al mediodía y al atardecer en las estaciones y en los hemisferios complican la instalación fija del panel solar. Hoy se trata de conversar al respecto.

Reiteramos considerar que para aprovechar más energía solar es pertinente calcular la ubicación del panel fotovoltaico  correctamente lo más perpendicular a los rayos solares.

Nos ocuparemos necesariamente de la máxima radiación directa que incide sobre un panel solar horizontal durante un día claro que es aproximadamente 1000W/m² conocido como el «pico de la irradiancia».

2. Hacia el Norte o hacia el Sur del Planeta

Por lo pronto, debemos confirmar que si el Panel Solar se está instalando en un sitio ubicado en el Hemisferio Norte de nuestro Planeta Tierra éste debe dar cara hacia el Sur del Hemisferio, mientras que otro Panel Solar ubicado en el Hemisferio Sur dicho Panel mirará siempre hacia el Norte. Punto básico.

Mejor ángulo inclinado del panel solar

3. Ángulo de inclinación del Panel

Ahora, sea en el Hemisferio Norte o en el Sur nuestro empeño se aboca a hallar un mayor impacto de los rayos solares sobre la plancha o caras del Panel o Paneles, entonces ya estamos pensando en la formación de un ángulo de inclinación conformado el Panel con la horizontal del piso donde está el Panel.

Incidencia de los rayos solares sobre la cara del Panel

El Panel Solar se deberá instalar con un Ángulo de Inclinación respecto de la horizontal en el terreno, igual al valor de la latitud en ese mismo lugar.

Debido a que el ángulo del sol cambia con las estaciones del tiempo, es posible que se desee ajustar el ángulo de montaje en el soporte o estructura que lo sostiene.

Las instalaciones varían desde casi planas en algunos techos comerciales grandes, llamados techos de pendiente baja, hasta una inclinación muy pequeña de 5 a 10 grados en algunas aplicaciones a paredes verticales que están en un ángulo de 90 grados y todo lo demás.

El ángulo de inclinación del panel puede variar de 10º, 15° a 20° para asegurar mayor impacto de la radiación y a la vez ayudar a que el agua de las lluvias se drenen fácilmente lavando los polvos o sólidos impregnados por suspensión en el aire.

Los módulos o paneles o placas mayormente están sujetadas en:

  • Estructuras fijas o en
  • Estructuras móviles que faciliten seguimiento al sol, de manera que se aproveche lo mejor posible los rayos solares con ayuda de los ángulos formados por la posición del panel y el lugar horizontal de ubicación.

4. Más sobre Latitudes

A Latitudes mayores (> 30° norte o sur) los paneles están inclinados más sobre el ángulo de Latitud para tratar de nivelar las fluctuaciones por estaciones.

Mayormente, el ángulo de inclinación coincide con la Latitud del lugar de la instalación

Normalmente, se suele tomar un ángulo mayor a 15º para asegurar su beneficio de captación de la energía del sol.

En el invierno, los módulos deben estar en el ángulo de la latitud más aproximadamente diez grados, y en verano, la latitud menos un ángulo de diez grados es ideal.

Aceptan esto como una recomendación, no como una regla fija.

4. 1. Ejemplos 

En el norte de España a 45° de latitud norte se colocará un Panel Solar mirando hacia el sur pero cuidando un ángulo de inclinación respecto de la horizontal en el terreno de 45°.

Inclinación de la Tierra

Curioso: Los que están en el Congo, sobre la línea del ecuador terrestre, cuya latitud es de 0°, colocan un Panel Solar mirando hacia el cielo, posición horizontal con respecto al terreno.

4. 2. Caso Práctico

Un Panel Solar instalado en el hemisferio sur a 55° de latitud sur se colocará mirando hacia el norte con un ángulo de inclinación respecto de la horizontal en el terreno de 55°.

Los módulos o paneles o placas mayormente están sujetadas en:

  • Estructuras fijas o en
  • Estructuras móviles que faciliten seguimiento al sol, de manera que se aproveche lo mejor posible los rayos solares con ayuda de los ángulos formados por la posición del panel y el lugar horizontal de ubicación.
Radiación solar en sus diferentes formas

Por último, si queremos instalar en el polo norte o en el polo sur, cuyas latitudes norte o sur son de 90° se debe colocar un Panel Solar verticalmente en el terreno cuidando la distancia entre Paneles.

No siempre la orientación hacia el norte es un punto fijo si no puede variar de acuerdo al tiempo de rotación del sistema solar en si.

5. Estamos en el hemisferio Sur

Entonces las orientaciones varían dependiendo de la ubicación del sitio, por la radiación solar del parte, y también de la matriz energética donde se encuentra la localidad analizada.

Los datos en Perú serán diferentes a los de Brasil o los de Bolivia. Claro que todos miran hacia el norte, pero nos aseguran que no es un punto fijo.

Es el caso de Chile que en los meses de noviembre, diciembre y enero sus paneles están orientados al oeste (270°) y noroeste (290°) para Curicó y Santiago. 

En Perú para obtener la potencia máxima, orientan el panel con un ángulo igual a latitud del lugar peruano. No obstante, de todas se orientan hacia el Ecuador.

Si en territorio peruano nos ubicamos cerca al Ecuador, entonces su Latitud es casi cero grados.

En estas áreas, el ángulo óptimo para potencia es plano con 5 a 10 grados hacia el ecuador para dejar la lluvia limpiar el panel de polvo.

También se usan los «rastreadores solares» dispositivos capaces de seguir la mirada continuamente al Sol, seguir su pista desde su naciente en el este hasta su puesta en el oeste.

La cantidad óptima de energía se recoge cuando el panel solar está inclinado en el mismo ángulo que el Ángulo de la Latitud.

6. Watts Pico

Desde un punto de vista operacional, los ingenieros dedicados a la aplicación de la energía solar han tomado como convención que, con las condiciones anteriores, el valor para la máxima irradiancia directa que puede recibir un captador es de 1000 W/m², valor conocido como «Watts Pico» o también «el pico de la radiación solar«.

7. Orientación sin brújula ni GPS

Interesados en adquirir los módulos solares fotovoltaicos e instalarlos en algún un lugar, es importante averiguar por dónde está el hemisferio Sur si estamos en Norte o dónde el Norte si estamos en el hemisferio Sur

7. 1. Lo aprendido de niño

Por donde aparece el Sol por las mañanas es el punto cardinal Este.

Aquí estiramos el brazo derecho y nos aseguramos que la mana izquierda, señalando al lado opuesto es el punto cardinal Oeste

Buscando la salida del Sol

Al estar en esta posición estaremos mirando hacia el Norte quedando finalmente atrás de nosotros (espaldas) el punto cardinal Sur con lo fácilmente solucionaríamos la posición y ubicación en este momento.

7.2 Lo captado de nuestro reino animal

Las aves tienen magnetita en el pico, tiene hierro y le sirve como brújula que percibe el campo magnético de la naturaleza donde nos encontramos. Ellas desde cualquier lugar se orientan fácilmente al nido de crianza por su simple radar natural que conlleva en su cuerpo.

Vaca mira al norte mayormente

También aprendimos de las vacas. Los científicos afirman que las vacas se orientan usando el campo magnético de la tierra. Estos animales siempre duermen colocando su cuerpo en línea pero con mirando hacia el sur. Imaginariamente, podemos decir que su cola es el norte y su cabeza el sur. Igual cuando salen a comer al campo lo primero que buscan es su norte.

7.3 Solución Práctica

Lo primero es parar un palo (estaca) en una zona llana y plana sin obstáculos.

En la punta de la sombra que el palo proyecta sobre el terreno en ese instante, se coloca una piedra o hacemos una marca.

Luego, esperaremos unos quince (15) minutos aproximadamente y vamos a volver a marcar con otra piedra en la punta de la sombra proyectada ya en este segundo momento, pasado los minutos.

Orientar sin brújula

Ahora unir con una línea los dos puntos marcados, la cual indica la dirección este-oeste. La primera marca será el oeste, y la segunda marca será el este. Así cantamos la gloria de conocer el norte y el sur, fácilmente.

8. Conclusiones

En todos los casos, el objetivo es que los rayos del sol incidan perpendicularmente sobre los paneles  fotovoltaicos lo más posible.

Se logre la mejor inclinación formando el ángulo más perfecto con el área donde estén instalados dichos paneles, en los techos o azoteas.

Si se requiere maximizar la producción de energía en los meses de verano puede posicionarse el panel con una inclinación igual al valor de Latitud menos 15 grados.

Si se desea más producción de energía en el invierno, la matriz debería tener un ángulo de inclinación 15° a más.

Es cierto que la solución es o el instrumento GPS o una brújula, el hecho es que no siempre contamos con alguno de éstos, pero sí NUNCA nos faltará un pedazo de palo y un bolígrafo  la paciencia para saber por dónde sale el sol en la mañana y por dónde se oculta, imaginándonos la trayectoria del astro rey que es lo que deseamos para orientar nuestros paneles solares fotovoltaicos.

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