Bienvenido a este artículo informativo sobre el solar panel azimuth calculator (Calculadora de Azimut de Paneles Solares). Si estás interesado en construir un sistema de energía solar eficiente pero no sabes cómo evaluar la orientación correcta de los paneles solares y calcular el ángulo de inclinación perfecto, estás en el lugar correcto. Aquí encontrarás toda la información y consejos que te permitirán conocer paso a paso la orientación correcta (ángulo de azimut) y la mejor inclinación de tus paneles (ángulo de inclinación) según el período estacional en el que tengas mayor demanda de electricidad y la ubicación geográfica donde desees instalar el sistema de energía solar.
¿En qué dirección deben estar orientados los paneles solares?
Al diseñar un sistema de energía solar, es esencial elegir el lado del techo en el que se montarán los paneles. Debemos conocer en qué lado hay una mayor radiación solar durante todo el día para tener la máxima producción de energía posible. Dado que los paneles solares son más productivos cuando los rayos del sol son perpendiculares a sus superficies, la mejor orientación es directamente hacia el SUR (ángulo de azimut = 180°). Por otro lado, en los países del hemisferio sur (como Sudáfrica y Australia), la mejor orientación es hacia el NORTE.
En caso de que no sea posible la instalación en dirección sur o tengamos problemas de sombreado (como un árbol muy alto), es posible cambiar ligeramente la orientación de los paneles. Es útil saber que si los paneles solares están orientados hacia el sureste o suroeste (hasta un máximo de 45° desde el sur verdadero), la producción anual sufre una reducción bastante limitada (1-3%). La radiación solar que reciben los paneles es casi la misma. Sin embargo, si los paneles se giran a un ángulo mayor de 45° con respecto al sur verdadero, la producción comienza a disminuir significativamente.
A 90° del sur verdadero (es decir, hacia el este y oeste), la producción puede disminuir hasta un 30%. Esta disminución se debe a que los paneles solares, durante la mayor parte del día, están expuestos a una luz solar débil y no perpendicular. Estos paneles ciertamente generarán energía solar, pero en menor medida que los paneles orientados directamente hacia el sur.
¿Cuál es el ángulo de inclinación óptimo para los paneles solares?
Ahora que sabemos que la dirección óptima es el sur, debemos encontrar el ángulo de inclinación óptimo.
En primer lugar, al elegir el ángulo de inclinación para los paneles solares en el techo de una casa, debemos satisfacer dos necesidades básicas: la necesidad de producción de energía y la necesidad de un resultado final estéticamente agradable y duradero. El techo de una casa ya tiene su propia inclinación, por lo que se debe buscar un compromiso entre estas dos necesidades. Conocer el ángulo óptimo para fines de producción nos permitirá elegir el mejor compromiso para nuestra instalación.
Si, por otro lado, deseas construir la estructura para un toldo con paneles solares o la estructura para un sistema solar montado en el suelo o para un innovador estacionamiento cubierto con múltiples paneles conectados en serie o en paralelo, esta tutorial será muy útil en la fase de diseño de la estructura, ya que te proporcionará el ángulo de inclinación óptimo de la estructura en relación con el plano horizontal.
El ángulo de inclinación óptimo que tendrán nuestros paneles solares está influenciado esencialmente por dos factores:
- La latitud del lugar geográfico donde queremos instalarlos
- El momento del año en el que necesitamos más energía
¿Cómo afecta la latitud al ángulo de inclinación?
Como mencioné anteriormente, cuanto más perpendicular sea un panel solar a los rayos del sol, más electricidad produce. La máxima producción de energía se logra al mediodía, cuando el sol alcanza su altura máxima en el horizonte. Por lo tanto, debemos conocer, durante el año, la altura máxima y mínima del sol al mediodía para descubrir cuántos grados deben estar inclinados nuestros paneles. Para este propósito, nos ayudan dos días especiales del año.
Como muchos de ustedes ya saben, hay un día del año en el que tenemos menos horas de luz y un día del año en el que tenemos más horas de luz. Estos días se llaman...
- Solsticio de invierno
- Solsticio de verano
El solsticio de verano, en el que tenemos más horas de luz, es el 20 o 21 de junio y el sol al mediodía está en su altura anual más alta; mientras que el solsticio de invierno, en el que tenemos menos horas de luz, es el 21 o 22 de diciembre y el sol al mediodía está en su altura anual más baja.
Según la latitud en la que vivimos, la altura máxima y mínima del sol al mediodía también cambia. Como se puede ver en la figura a continuación (crédito del mapa: Mapsofworld.com), la latitud de los Estados Unidos continentales está entre aproximadamente 49° Norte (excluyendo Alaska) y poco más de 26° Sur (Texas). Para conocer la altura del sol durante los solsticios de verano e invierno, solo tenemos que identificar los grados de latitud en los que queremos instalar nuestro sistema de energía solar. Veamos la figura a continuación. Por ejemplo, si estamos en Chicago, la latitud será de alrededor de 42°.
Calculando la altura máxima del sol al mediodía
Una vez identificada la latitud, debemos restarle 23° (ángulo aproximado actual de la inclinación de la Tierra). La última operación matemática es: 90 - (resultado obtenido). En el caso de Chicago, tendremos el punto culminante del sol a 71°, obtenido del cálculo 90 - (42-23). Para obtener la máxima eficiencia energética durante el solsticio de verano, los paneles solares en Chicago deben estar orientados hacia el SUR y tener una inclinación de 19° (90-71). De esta manera, al mediodía, los paneles estarán perfectamente perpendiculares a los rayos del sol.
Calculando la altura mínima del sol al mediodía
Para calcular la altura del sol al mediodía durante el solsticio de invierno, en lugar de restar, debemos sumar 23°. La operación matemática posterior no cambia. El resultado para Chicago es 90 - (42 + 23) = 25°. Para obtener la máxima eficiencia energética durante el solsticio de invierno, los paneles solares en Chicago deben estar orientados hacia el SUR y tener una inclinación de 65° (90-25). De esta manera, al mediodía, los paneles estarán perfectamente perpendiculares a los rayos del sol.
A partir de los cálculos, es evidente que un ángulo de inclinación alto de los paneles favorecerá una mayor producción de energía durante la temporada de invierno, mientras que un ángulo de inclinación bajo de los paneles favorecerá una mayor producción de energía durante la temporada de verano.
¿Qué ángulo de inclinación elegir para nuestro sistema? Simple, aquel que satisfaga nuestras necesidades energéticas.
Si estamos en Chicago y solo necesitamos energía en la temporada de invierno, es bueno elegir un ángulo de inclinación entre 53° y 65° (por ejemplo, 59°), mientras que si solo necesitamos energía en el verano, es bueno elegir un ángulo de inclinación entre 19° y 30° (por ejemplo, 25°). Por otro lado, si tenemos una mayor necesidad durante la temporada de verano, es bueno tener un ángulo de inclinación entre 19° y 42° (por ejemplo, 30°). Si, en cambio, tenemos una mayor necesidad durante la temporada de invierno, es bueno tener un ángulo de inclinación entre 42° y 65° (por ejemplo, 53°).
Si nuestras necesidades energéticas en Chicago son constantes durante todo el año, entonces podemos optar por un punto intermedio, como 42°, siempre con orientación hacia el SUR.