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¿Cómo afecta la inclinación a la producción con energía solar?

La inclinación es un factor fundamental a la hora de optimizar la captación de energía solar en una instalación fotovoltaica. Determinar el ángulo apropiado para la latitud donde se encuentre ubicado el sistema fotovoltaico es uno de los primeros pasos que debemos abordar con cualquier diseño fotovoltaico. 

Irradiancia en superficies inclinadas:

La radiación solar que llega a una placa solar colocada 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.

Al variar el azimut y la altura solar a lo largo del día y del año, el ángulo de inclinación óptimo en una superficie dada no es siempre constante, pues como decimos, varía a lo largo de cada hora del día y a lo largo de cada día del año. Lo vemos más claramente en la siguiente imagen donde se ha resaltado el ángulo de inclinación y el azimut:

 

Ángulos de inclinación e azimut con una placa solar

 

Por tanto, la situación ideal sería colocar las placas solares de la instalación fotovoltaica en una estructura cuya inclinación y orientación se fuera adaptando progresivamente a cada hora del día y a cada día del año para poder estar siempre perpendicular a la radiación solar incidente. Esto suele lograrse con sistemas tipo seguidor solar de uno o dos ejes, que, como su nombre ya indica, realizan un trabajo de seguimiento del punto óptimo de inclinación en cada momento.

Sin embargo, debido a que los seguidores solares tienen un mantenimiento elevado y que solamente son utilizados en grandes huertos solares sobre suelo, lo más habitual en instalaciones fotovoltaicas de conexión a red o de autoconsumo es utilizar estructura de montaje fija, con un ángulo de inclinación fijo.

Como muestra de como afecta la variación de inclinación de una placa solar en relación a la irradiancia recibida, y por tanto en la mayor o menor energía que podrá generar a partir de esa irradiancia, se muestra un ejemplo de gráfico para una instalación fotovoltaica en España en donde se ha calculado la radiación solar recibida durante un año sobre una placa solar dependiendo del azimut y del ángulo de inclinación como porcentaje respecto del máximo:

Irradiancia según inclinación de placa solar

Se puede apreciar claramente lo que hemos comentado a lo largo del artículo, como también que hay una región (resaltada en oscuro) donde la irradiancia recibida es casi idéntica aunque la inclinación no sea óptima. Es decir, ligeras desviaciones en el ángulo de inclinación y azimut no afectan casi a la irradiancia recibida.

Conclusiones:

A la vista queda que los ángulos de inclinación y azimut (desviación respecto al sur) son fundamentales a la hora de un buen diseño de sistemas fotovoltaicos, pues afectarán directamente al rendimiento y captación de energía solar de la instalación. Bien es cierto que no es necesario cumplir con una inclinación y orientación única y estricta, pues como hemos visto, ligeras desviaciones no tienen prácticamente incidencia en la captación.

Artículo elaborado por el departamento técnico de SunFields Europe: www.sfe-solar.com

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