Distancia entre Paneles Solares: ¿Cómo calcularla?

Cuanto mayor sea el ángulo de inclinación del panel, mayor deberá ser la distancia entre paneles para evitar el sombreado. En latitudes más altas, el sol está más bajo en el horizonte, lo que hace aumentar la longitud de las sombras. Por otro lado, las sombras son mayores durante las mañanas y tardes. Por último, hay que evitar obstáculos del entorno que generen sombras en los paneles.

Si una parte del panel está sombreada, se reduce la eficiencia general del panel solar, algo que afecta a todo el sistema de paneles si están conectados en serie. Al haber una zona sombreada del panel, el resto del panel puede trabajar más intensamente para compensarlo, lo que puede dañar el panel.

Las sombras afectan de forma grave al rendimiento de las placas solares. No solo provocarán una menor generación de energía y, en consecuencia, la necesidad de más tiempo para amortizar la inversión, sino que también puede dañar tanto los paneles solares como otros elementos tan sensibles como las baterías solares.

¿Qué factores pueden afectar a la distancia entre paneles solares para evitar sombras?

Ángulo de inclinación

Los paneles solares suelen montarse en un ángulo específico según la latitud de la ubicación para capturar la máxima radiación solar posible durante el año. Cuanto mayor sea este ángulo, mayor deberá ser la distancia entre los paneles para evitar el sombreado.

Latitud del lugar

En latitudes más altas, el sol está más bajo en el horizonte, especialmente en invierno, lo que puede aumentar la longitud de las sombras. Por lo que se aconseja contactar con una empresa solar especializada que indicará la mayor distancia de las sombras y se podrá, de este modo, evitarlas todo el año.

Hora del día

A medida que el sol se mueve en el cielo, el ángulo de las sombras cambia. Las sombras son más largas por la mañana temprano y por la tarde, y más cortas al mediodía.

Obstáculos del entorno

No solo hay que tener en cuenta la sombra de otros paneles, sino también la de árboles, edificios u otros obstáculos en la zona.

Fórmula para calcular la distancia entre paneles para evitar sombras

Para calcular la distancia óptima entre paneles solares para evitar cualquier tipo de sombra entre ellas, se debe utilizar las siguientes fórmulas:

a = h / tg (61 – latitud del lugar)

h = longitud del panel solar x seno (grado de inclinación de los paneles)

b = longitud del panel solar x coseno (grado de inclinación de los paneles)

Dr = a + b

Siendo «a» la separación entre filas, «h» la altura de la parte alta del panel, en relación a la parte baja del panel trasero, y siendo «Dr» la distancia horizontal entre 2 filas consecutivas. Mientras que, la «latitud del lugar» es un valor que se puede conocer buscando simplemente en Google el nombre del municipio y latitud, o bien mediante la página online Pvgis.

Ejemplo del cálculo

Si cogemos como referencia dos filas con paneles solares Ecosolar 460W monocristalinos de 209 cm de longitud, situados en un tejado en la población de Vilamarxant (Valencia), con orientación óptima al sur e inclinados a una latitud de 39 grados para uso todo el año, el cálculo será el siguiente:

h = 2,09 × sen 39 = 2,09 × 0,63 = 1,32 metros

b = 2,09 × coseno 39 = 2,09 × 2,09 × 0,777 = 1,62 metros

a = h / tg (61 – latitud del lugar) = 1,32 / tg (61 – 39) = 1,32 / 0,4 = 3,3 metros

Dr = a + b = 3,3 + 1,62 = 4,92 metros

Por lo tanto, deberá haber una distancia de 4,92 metros entre la parte baja del panel de la primera fila hasta la parte baja del panel de la segunda fila para que no haya sombras en ningún momento del año entre las dos filas de paneles solares.

¿Por qué es importante que los paneles solares no se hagan sombra entre sí?

Es fundamental que los paneles solares no se hagan sombra entre sí por varias razones:

Reducción de la eficiencia

La eficiencia de un panel solar se refiere a su capacidad para convertir la luz solar en electricidad. Si una parte del panel está sombreada, esa área no generará electricidad de manera eficiente, reduciendo la producción general del panel.

Paneles solares conectados en serie

Los paneles solares en kits e instalaciones de mediano tamaño suelen estar conectadas en serie. Y además, dentro de un mismo panel, este estará compuesto por múltiples celdas solares conectadas en serie. Si incluso una de estas celdas está sombreada, puede afectar el rendimiento de todo el panel. Por lo tanto, la afectación será igual de grave en un conjunto de paneles solares conectados en serie.

Puntos calientes en un panel solar

Las áreas sombreadas pueden hacer que otras áreas del panel trabajen más intensamente para compensar, lo que puede causar «puntos calientes». Estos puntos calientes pueden dañar el panel y reducir su vida útil. Por lo que hay que evitar siempre que esto pueda llegar a ocurrir.

Vida útil del panel

Las inconsistencias en la generación de energía en un panel, causadas por sombreado, pueden llevar a un mayor desgaste en algunas áreas. Esto podría reducir la vida útil del panel a largo plazo.

Retorno de inversión

Dado que la eficiencia y la vida útil de los paneles pueden verse afectadas por el sombreado, esto podría tener un impacto en el retorno de inversión y en su amortización. Si los paneles no están generando energía de manera óptima debido al sombreado, podría llevar más tiempo recuperar la inversión inicial.

Desbalance en el funcionamiento de inversores de red y de reguladores MPPT

En inversores de red o reguladores MPPT, el sombreado en uno o más paneles puede crear un desbalance en el sistema. Los inversores suelen trabajar al rendimiento máximo del punto de potencia (MPPT), y si varios paneles tienen diferentes niveles de irradiación debido al sombreado, el inversor podría no trabajar de manera óptima, reduciendo la eficiencia general del equipo y afectar a la cantidad de energía generada.

Evaluaciones y proyecciones incorrectas

Antes de instalar un kit solar, se realizan evaluaciones para proyectar la producción de energía y el retorno de inversión. Si no se tiene en cuenta el sombreado potencial, estas proyecciones podrían ser incorrectas, por eso, es esencial prestar atención a este tipo de detalles durante la planificación e instalación de los paneles solares.

Soluciones con el mal funcionamiento de las placas solares por culpa de sombras

En Damia Solar llevamos más de 10 años especializados en energía solar, lo que nos hacen permitido conocer en profundidad con el paso de los años acerca de todos los factores que pueden afectar a una instalación solar y también las soluciones y ajustes a realizar para que estos no vuelva a ocurrir. Uno de los factores principales que nos llamó mucho la atención en su momento y que ha crecido en importancia, son las sombras en los paneles solares. Ya que pudimos analizar como una pequeña sombra en un rincón de uno de los paneles afectaba mucho al rendimiento no solo de ese panel sino de todo el conjunto.

Los problemas más comunes detectados han sido hasta ahora por 5 motivos:

Exceso de consumos por parte del usuario

Uno de los principales motivos son el elevado consumo que se realiza en la instalación, superando la capacidad para la que fue diseñada la instalación. O bien, por ser un equipo que se creó por partes, sin conocer bien el gasto de energía que tenían cada uno de los electrodomésticos o dispositivos electrónicos conectados, o por usar los equipos demasiadas horas sin tener en cuenta que el kit solar o instalación tiene unos márgenes de uso que hay que cumplir. En el primer caso, pedimos al cliente que nos envíe fotos de las placas o etiquetas de cada aparato o el modelo para poder conocer de forma exacta los consumos hora que tiene. Y en el segundo caso se informa de este hecho al cliente y se le ofrecen soluciones como ampliar el número de paneles o la sustitución de un electrodoméstico por otros de mejor clase energética y, por lo tanto, de menor consumo.

Uso de electrodomésticos viejos con un consumo superior al previsto

En el caso de detectar que alguno de los dispositivos utilizados por el  cliente tiene más de 15 años de vida y no se encuentra ninguna causa de exceso de consumo por parte del cliente, se debe mirar el consumo específico de este electrodoméstico en un día concreto.  En muchas ocasiones, para ahorrar dinero, clientes suelen utilizar aparatos que les han regalado por no usar o que hayan renovado en su vivienda habitual. El mal funcionamiento en cuanto a consumo eléctrico excesivo aparece en aparatos con el paso del tiempo. Volviéndose muy poco eficientes y afectando a las previsiones del equipo solar por una demanda de energía muy superior a la prevista.

Uso de secciones de cable incorrectas

También son habituales problemas de funcionamiento por pérdidas de tensión y sobrecalentamientos por culpa de utilizar cables demasiado delgados sin tener en cuenta la cantidad de energía que deben soportar el total de paneles solares instalados. Esto ocurre sobre todo en instalaciones realizadas comprando cada componente por separado y en los cuales el cliente no ha tenido en cuenta que la energía del circuito es corriente continua y, por lo tanto, requiere de sección de cable mucho mayor que el utilizado en corriente alterna. También se puede ver este error en instalaciones realizadas por electricistas con poco conocimiento de la energía solar.

Paneles solares con mala orientación e inclinación

La orientación y la inclinación de las placas solares es clave para conseguir que estos reciban la mayor cantidad de radiación solar. Sin unas placas bien dirigidas al sol, no habrá la generación de energía prevista en el estudio inicial. Por ello, otro factor que solemos analizar es este para confirmar que la energía generada esté dentro de los parámetros normales por la latitud del lugar, entorno y mes del año.

Falta de mantenimiento

También es muy recurrente la falta de mantenimiento en los equipos solares, siendo dos los más habituales. Por un lado, la falta de limpieza de la superficie de vidrio de las placas solares, que repercute en una buena generación de energía y en la pérdida por reflexión. Por el otro lado, es habitual ver el problema en las baterías de ácido abierto que requieren que se llenen con agua destilada para mantener el nivel de electrolito entre el máximo y el mínimo indicado por el fabricante. Si permanecen por debajo del nivel va a perjudicar a la capacidad de acumulación, así como a afectar a la vida útil de estas baterías.

Las sombras en los paneles solares

En la actualidad, cada vez más se está incrementando el número de instalaciones de kits solares cuyo problema en su funcionamiento reside en que los paneles solares se colocaron de forma incorrecta pero no por una mala orientación o inclinación sino por culpa de sombras. Es decir, se habían situado en lugares donde había en algún momento del día sombras o que no se había respetado el espacio mínimo entre filas de paneles solares. Este ha sido el motivo principal de crear esta nueva entrada en el blog centrada en este aspecto, el cual es bastante desconocido por los usuarios, pero cuyo resultado en cuanto al rendimiento global del equipo solar puede ser demoledor.