La inclinación y dirección de los paneles solares fotovoltaicos es un parámetro de gran importancia, pues esto influye directamente en la cantidad de luz solar que se aprovecha durante el día, y por lo tanto, en la cantidad de energía eléctrica que se genera. Debido a esto y a que el aprovechamiento del recurso solar se debe hacer de una forma adecuada para lograr la mayor eficiencia en los módulos fotovoltaicos, en este blog hablaremos sobre la importancia del estudio e implementación tanto de los ángulos solares como de la inclinación y orientación de los sistemas solares.
La posición del sol en cielo, desde cualquier ubicación en la tierra puede ser ubicada usando los
ángulos solares. Sin embargo, para describir estos ángulos es necesario conocer los siguientes
conceptos importantes:
Latitud (φ): Mide el ángulo entre cualquier punto y el ecuador. Las líneas de latitud son círculos
paralelos al ecuador en la superficie de la Tierra.
Longitud (L): Es la distancia entre un punto cualquiera y el Meridiano de Greenwich, medida
sobre el paralelo que pasa por dicho punto.
Ángulos Solares
Altitud Solar (αs): La altitud solar es el ángulo formado por los rayos solares dirigidos al centro de la bóveda celeste
y el plano horizontal; se mide a partir del plano del horizonte hacia al zenit de 0° a 90°.
Ángulo Cenital (θz): El ángulo entre la vertical y la línea al sol, es decir, el ángulo de incidencia de la radiación del haz en una superficie horizontal. El ángulo de elevación más el ángulo cenital forma un ángulo de 90 grados.
Ángulo Azimutal (ϒ): Es el ángulo que forma el sol y el Norte, medido en sentido de rotación de las agujas de un reloj
alrededor del horizonte del observador. El ángulo de acimut es la dirección de la brújula que
señala de donde proviene la luz del sol. El ángulo de acimut varía durante todo el día. Además,
este ángulo varía con la latitud y la época del año.
Ángulo Horario (ω): El ángulo horario convierte la hora solar local (LST) en el número de grados que el sol se mueve
a través del cielo. Por definición, el ángulo horario es 0° al mediodía solar. Dado que la Tierra gira
15° por hora, cada hora del mediodía solar corresponde a un movimiento angular del sol en el
cielo de 15°. Por la mañana el ángulo horario es negativo, por la tarde el ángulo horario es
positivo.
Ángulo de Incidencia (θ): Este ángulo depende de la posición del sol en relación con una determinada posición de la
superficie terrestre en un determinado momento del año.
Un panel solar fotovoltaico puede ocupar cualquier posición sobre la superficie terrestre, lo que
hace que el ángulo de incidencia cambie notablemente. Algunos factores que hacen cambiar este
ángulo son: La declinación, la latitud geográfica, inclinación, orientación (arquitectura) y el ángulo
horario.
La radiación solar que llega a las placas solares colocadas perpendicularmente a la dirección de
propagación de la radiación solar, será siempre mayor que si esa misma placa se coloca con un
ángulo diferente a ese óptimo perpendicular a la radiación.
Orientación e inclinación de los paneles solares fotovoltaicos
La radiación solar en una superficie perpendicular a la dirección de propagación de la radiación
solar es siempre mayor que si la misma superficie la colocamos en cualquier otra posición. Al
variar el azimut y la altura solar a lo largo del día y del año, lógicamente el ángulo de incidencia
de radiación óptimo no es siempre constante. La única situación donde eso ocurriría sería con un
sistema que varíe la inclinación y orientación constantemente, como lo hace un seguidor solar.
Para considerar si una determinada superficie ya existente (un tejado, techo, superficie, etc.) es apta para su
uso solar, es necesario conocer la radiación solar incidente sobre dicha superficie. La orientación e inclinación de los paneles fotovoltaicos depende de la latitud del lugar en el que nos
encontramos. La orientación óptima de los paneles podrá ser sur o norte (siempre apuntando hacia el ecuador) y la inclinación óptima
dependerá de la latitud del lugar, de la época del año en que se quiere utilizar.
Referencias Bibliográficas:
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https://wiki.ead.pucv.cl/images/c/ca/Clase_Heliod%C3%B3n_Magister_N%C3%A1utico_y_Mar%C3
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https://www.photopills.com/es/articulos/entendiendo-el-azimut-la-elevacion.
R. G. Cordero, «Sun Fields,» [En línea]. Available: https://www.sfesolar.com/noticias/articulos/como-varia-la-captacion-de-energia-solar-en-superficies-inclinadas/.
J. A. A. Lorenzo, «Sun Fields,» [En línea]. Available: https://www.sfesolar.com/noticias/articulos/energia-fotovoltaica-radiacion-geometria-recorrido-optico-irradianciay-hsp
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