Aprovechar la radiación solar para generar la mayor cantidad de energía posible y satisfacer así la demanda de la empresa, no depende únicamente del tamaño de la cubierta o superficie disponible ni de la potencia de los paneles. Hay dos factores que deben conocerse siempre y que son fundamentales para maximizar el rendimiento energético de un proyecto de autoconsumo solar: la orientación y la inclinación de los módulos fotovoltaicos.
Orientación
La orientación ideal de los paneles solares en España es hacia el sur. De hecho, esa suele ser la mejor opción en el hemisferio norte, por la sencilla razón de que, en el ecuador, la irradiación solar es más intensa.
Con esta orientación, especialmente en proyectos de autoconsumo industrial con picos de demanda de energía en las horas de mayor radiación solar (mediodía), los paneles solares son capaces de producir más kWh y de reducir más la factura eléctrica en esas horas al estar encarados hacia el sol justo cuando éste está ofreciendo su máximo de radiación. Esta orientación sur hace que la producción solar de la instalación tenga un alto nivel de rendimiento al coincidir con las horas principales de actividad de la industria. Si en verano la demanda energética aumenta en esas mismas horas por la necesidad de refrigeración, esta opción cobra aún mayor fuerza.
Sin embargo, en caso de no poder orientar los paneles hacia esa dirección, las opciones de hacerlo al este y oeste no son para nada negativas. De hecho, por lo general, esas dos alternativas justifican holgadamente la inversión en autoconsumo solar gracias a que España es un país con unos niveles de radiación solar muy buenos, con cerca de 1.700 kWh/m2 al año.
Una alternativa para maximizar el beneficio de las diferentes orientaciones es el uso de seguidores solares, muy comunes en proyectos fotovoltaicos a grande y mediana escala. Estos mecanismos miden cuál es la dirección perpendicular exacta entre la radiación y el panel solar, y lo orientan de manera que el ángulo entre ambos ejes sea de 90º para maximizar la captación del módulo en todo momento. No obstante, su elevado coste hace que no sean una solución común en proyectos de autoconsumo.
Sabiendo que el Sol sale del este y se pone en el oeste, podemos tener una idea de la orientación ideal para nuestro proyecto considerando cuándo se da nuestro máximo consumo energético, siempre que no contemos con almacenamiento energético. En una industria que, por ejemplo, opera a máximo rendimiento después del mediodía, una orientación de los paneles hacia el oeste será importante para poder aprovechar la luz de la tarde.
De este modo, podemos partir de que una industria que consume la energía durante todas las horas generalmente consideradas laborables siempre podrá considerar que la orientación sur es la más favorable, aunque también pueden serlo este u oeste. Para ello, claro, hay que partir conociendo la orientación de la propia cubierta de la empresa.
La segunda opción mayoritaria es la de la configuración este/oeste. En este tipo de proyectos, la mitad de los paneles se orientan hacia el oeste y la otra mitad, hacia el este, de modo que se busque que el proyecto aproveche al máximo las horas de la mañana y de la tarde y tenga una distribución de la producción más holgada, aunque sin estar orientado hacia el sur no podrá maximizar su producción en horas del mediodía.
Esta configuración cuenta con ventajas muy importantes.
- Permite un mayor número de paneles solares en la cubierta, por tanto, una mayor producción energética por metro cuadrado, algo muy importante cuando la superficie disponible es pequeña.
- Evita el sombreado entre paneles o parte de él, especialmente entre filas.
- La producción energética se distribuye en más horas del día, comenzando a producir más temprano y finalizando más tarde que en el caso de paneles orientados, únicamente, hacia el sur.
- Menor contrapeso necesario. Dado que los paneles se “apoyan” unos en otros, con esta configuración se necesita mucho menos contrapeso para sujetarlos al tejado.
Otro de los factores importantes para considerar qué orientación es la mejor, es el efecto de las sombras y la climatología de la zona. En el caso del primero, inclinaciones muy elevadas (más de 40º) pueden repercutir en un efecto de sombras muy negativo ya sea por la mañana o por la tarde, lo que restará eficiencia a la producción energética de los paneles que reciban esa sombra.
En el segundo caso, para regiones muy frías que suelen estar nevadas en invierno puede ser aconsejable la instalación de los paneles en tejados con pendientes elevadas para que la nieve se deslice y no dificulte al panel la captación de radiación solar.
Inclinación
Una vez conocidas las orientaciones ideales, toca analizar otro factor clave en la producción energética de los paneles, su inclinación. En España, por lo general, solemos encontrar la mejor opción en ángulos de 35º o cercanos, tanto por debajo como por arriba.
No obstante, la inclinación ideal depende de la latitud del lugar donde se instalan los paneles y de la época del año en la que se necesitará producir más energía.
Cuanto más se inclina un panel de manera perpendicular a la radiación solar, como se mencionó anteriormente, mayor será su capacidad de producción. Por tanto, se necesita conocer la altura del Sol al mediodía durante todo el año y, para ello, es útil evaluar dos días en concreto, el solsticio de verano y el de invierno que son, respectivamente, los días que más y que menos horas de luz tenemos.
Aun así, los paneles solares no necesariamente deben tener una inclinación concreta para poder trabajar bien. Incluso estando completamente planos pueden producir suficiente electricidad como para que el proyecto sea energéticamente viable. No obstante, si la inclinación es menor de 15º, la limpieza de los paneles deberá ser más frecuente ya que los residuos que se depositen en su estructura pueden no caer tan fácilmente como en inclinaciones mayores.
Conclusiones
Las opciones analizadas no son obligatoriamente iguales para todos los proyectos. Aunque en términos generales, la orientación sur y un grado de inclinación de entre 30º y 40º acostumbra a garantizar un buen rendimiento, es imprescindible evaluar las condiciones climáticas de la zona, la orientación natural e inclinación de la cubierta, así como el perfil de consumo de la empresa o industria, en aras de decidir si la opción este/oeste es más rentable que la orientación únicamente sur o sur + otro punto cardinal.
En función de ello, se podrá diseñar y/o escoger un sistema fotovoltaico que garantice satisfacer la mayor demanda energética posible, logrando un mayor ahorro y un retorno de la inversión más temprano.
Lo que sí es seguro es que, por suerte, España es un país con unas condiciones solares envidiables. Por ello, independientemente de la opción de orientación e inclinación, el autoconsumo energético mediante energía solar fotovoltaica es una oportunidad de ahorro y de mejora de índices de sostenibilidad que cada vez más industrias están aprovechando.
Por Andrés Muñoz, CEO de INFOENERGÉTICA