Una limitación que debe ser fundamental para cuantificar el número máximo de paneles a instalar en un determinado emplazamiento es la sombra que puedan proyectarse entre ellos.
Esto es especialmente importante en instalaciones fotovoltaicas donde el sombreado parcial o total de un solo panel puede reducir drásticamente el rendimiento del conjunto.
Tanto el Código Técnico de la Edificación como los Pliegos de Condiciones Técnicas del IDAE especifican que la distancia, d, medida sobre la horizontal, entre una fila de captadores y un obstáculo de altura h, que pueda producir sombras sobre la instalación, deberá garantizar un mínimo de 4 horas de sol en torno al mediodía del solsticio de invierno.
Esta distancia d será superior al valor obtenido por la expresión:
d = h/ tan (61°– latitud)
Asimismo, la separación entre la parte posterior de una fila y el comienzo de la siguiente no será inferior a h-k, siendo en este caso h la diferencia de alturas entre la parte alta de una fila y la parte baja de la posterior, efectuándose todas las medidas con relación al plano que contiene las bases de los módulos.
Para determinar la dimensión a considerar en el cálculo de la proyección se debe distinguir entre instalaciones de solar térmica y fotovoltaica. Los paneles de solar térmica siempre adoptan una posición definida, generalmente presentando una disposición longitudinal. Sin embargo, los módulos fotovoltaicos pueden instalarse indistintamente de forma horizontal o longitudinal sin que ello afecte al funcionamiento y rendimiento de los mismos. Al ser la mayoría de los paneles solares fotovoltaicos de sección rectangular, es importante determinar si la disposición de los módulos será horizontal o longitudinal para estimar la distancia entre filas.
Un criterio más detallado para estimar la distancia mínima entre filas es considerar el ángulo de la altura solar el día del solsticio de invierno (hο). La altura solar durante ese día se estimará en función de la latitud del emplazamiento:
hο_ (90º – latitud_lugar) – 23,5º
A partir del diagrama y por resolución trigonométrica se obtendrá la distancia que se debe respetar para evitar problemas de proyección mutua de proyección entre filas.
Donde:
- d = distancia entre el comienzo de sus filas consecutivas.
- l = longitud del panel.
- h = proyección vertical del panel.
- d1 =proyección horizontal del panel.
- hο = altura solar en el solsticio de invierno en el emplazamiento considerado.
- β = ángulo de inclinación del panel.
Ejemplo:
- Un edificio de viviendas ubicado en Toledo dispone de una cubierta plana con unas dimensiones de 10 metros de largo por 15 de ancho.
- La comunidad de vecinos estudia instalar módulos fotovoltaicos para venta a red y encarga un estudio de viabilidad a una consultoría energética.
- La consultora selecciona un módulo de la marca ATERSA modelo A-222 de 222 W de potencia pico.
- Las dimensiones de este panel son: 1.645 metros de longitud y 1 metro de anchura.
- En función de estas medidas, se representarán las dos posibilidades de colocar un panel: tumbado o dispuesto longitudinalmente.
- La inclinación de los soportes será de 30º, que es la óptima para venta a red a lo largo de todo el año.
- El criterio será respetar la sombra más desfavorable el día más corto del año. Es muy importante que ninguna fila proyecte sombras sobre las siguientes porque afecta muy negativamente al rendimiento de los paneles.
- Calcular la potencia pico máxima que se puede instalar en dicha cubierta considerando que la fachada de 15 metros sea perpendicular al Sur (azimut 0º).
- Se respetará un pasillo de 1 metro de anchura en el lateral.
Cálculo:
- 1.- Cálculo de la altura solar en el solsticio de invierno.
La latitud de Toledo es 39,9º.
hο = (90º – 39,9º ) – 23,5º = 26,6º - 2.- Se considerará la situacion:
Módulos fotovoltaicos dispuestos longitudinalmente.
La distancia mínima entre filas será: ?
Longitud del módulo = 1,65 metros
- 3.- El número de filas que pondrán colocarse en la terraza será:
Número de filas = anchura / distancia mínima = 10 metros / 3,07 metros = 3,25 filas - 4.- El número de módulos en cada fila será:
Número de módulos = (longitud de la fachada– pasillos) / anchura del panel = (15 metros – 2 metros) / 1 metro =13 paneles
Se instalarán 3 filas con 13 paneles cada una; esto supone un total de 39 paneles.
Ppico = n x Pη = 39 x 220W = 8580W
Donde:
n = número de paneles.
Pη = potencia nominal del módulo.
