CURSO DE INSTALACIONES FOTOVOLTAICAS

PRACTICA 5.1 PANELES SOLARES

CONCEPTOS TEÓRICOS

Bastidores 

Una parte fundamental de una instalación fotovoltaica y a la que se le suele prestar poca atención es la de los bastidores de sujeción. Son dos los aspectos importantes a tener en cuenta: la correcta orientación y la sujeción en si misma. En cuanto al segundo aspecto, hay que pensar que habrá situaciones en las que los paneles se van a colocar en tejados, y en el caso que se les tenga que dar una inclinación extra a la propia que tenga el tejado, los paneles se van a convertir en una especie de "vela de barco" que ante grandes rachas de viento podrían presentar un evidente peligro. De igual modo, ante grandes rachas de viento, los paneles que están situados en superficies planos (terrazas, huertos solares...), también se pueden comportar como una vela y si la sujeción no es la adecuada, los daños que se pueden producir en la estructura y la instalación podrían ser importantes.

Por otra parte, conviene comprar materiales de primera calidad fabricados específicamente para este cometido. En este campo, existe una gran variedad de elementos estructurales que poseen además una terminología propia. A modo de ejemplo se presentan aquí los documentos elaborados por la empresa que suministró al IES Pedro Cerrada el equipamiento completo para realizar una instalación solar fotovoltaica aislada . En ellos se pueden ver con todo detalle todos los elementos que componen la instalación, así como una completa leyenda con la nomenclatura técnica que describe a todos esos elementos y su ubicación concreta en la estructura.

Estructura del IES Pedro Cerrada. Documento 1.

Estructura del IES Pedro Cerrada. Documento 2.

Esta estructura tiene la característica de ser regulable su inclinación. De este modo se pueden orientar las placas pensando en diversos supuestos. Cuando se trata de instalaciones experimentales como la que nos ocupa, se recomienda adquirir este tipo de bastidores ya que permiten hacer muchas más pruebas.


Componentes de los paneles solares

Un panel solar no es más que un conjunto de células solares como las que hemos estudiado en la práctica 4, dispuestas normalmente en serie para conseguir el voltaje deseado para ese panel. Si atendemos al de la siguiente fotografía, observamos que es una matriz de 9x4 células, lo que hace un total de 36. Suponiendo que cada célula ofrezca una tensión de 0,55V (estos valores siempre se dan para las mejores condiciones de radiación), tendríamos que la placa puede ofrecer 21V.


Además de las células, los demás componentes que son necesarios en un panel para que tenga la forma final que conocemos, son los siguientes:


Conexionado de los paneles 

Tal y como se ha estudiado en la práctica 4 con las células, los paneles se pueden conectar entre sí del mismo modo:


Orientación de los paneles 

La orientación de los paneles es un punto clave a la hora de diseñar la instalación. Lo ideal sería un sistema de seguimiento automático del Sol (seguidor solar) que mantuviera a los paneles siempre en posición perpendicular al Sol. Pero estos sistemas resultan caros además de delicados, ya que su estructura mecánica y de distribución de los paneles los hace más sensibles al viento, por lo que el riesgo de avería es muy alto.

Por lo tanto, el escenario más habitual es colocar los paneles en una posición estática, calculando previamente cuál es el mejor grado de inclinación en función de la situación geográfica de la instalación, y del uso que se le va a dar a la misma.

Existe también la posibilidad, como se ha visto en el primer punto de este tema hablando de los bastidores, de modificar la inclinación según la época del año, y en ese caso lo más habitual es usar dos posiciones, la de verano y la de invierno. En la mayoría de los casos no es operativo andar cambiando la inclinación muy a menudo. Y realmente el caso más habitual es que los paneles queden fijos.

Los parámetros que es necesario conocer a la hora de calcular la orientación de los paneles, son los siguientes:


Inclinación de los paneles

Una vez conocidos los parámetros anteriores y las correspondientes fórmulas, ya estamos en disposición de determinar la inclinación óptima de los paneles. Sabemos que la situación más favorable es darles una inclinación tal que estén perpendiculares al Sol del mediodía. La fórmula que determina eso es la siguiente:


Pero el problema es que ese valor de inclinación sale para un momento concreto del año. Entonces, lo que se debe determinar es qué momento del año es mejor favorecer. Dependiendo del tipo de consumo previsto para la instalación, será mejor favorecer unos momentos u otros del año. Para facilitar la elección, se han establecido unos criterios que de manera aproximada dan respuesta a este problema.

Criterios de selección de la orientación



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