Tema: Sombras de verano

Hola, quiero plantear una duda que me toca la moral bastante.
Cuando realizo una simulación de sombras sobre una cubierta, en muchas ocasiones aparecen sombras laterales de muretas, chimeneas, desniveles, etc, que aparentemente no afectan en invierno, pero sí en verano hasta o a partir de mediodía.
¿Hasta cuándo debo contemplar dichas sombras?
A ver como explico esta duda.
El IDAE indica unos parámetros para el cálculo de sombras y, por tanto, de separación para el día 21 de diciembre. ¿En base a qué factores o aspectos indica que dichos parámetros son los adecuados?
Lo digo por lo siguiente: el ángulo de incidencia de los rayos solares sobre el plano de un panel a 30º de inclinación y perfectamente orientado al Sur es de 45'81º a las 10:00 en una latitud de 40º. Intuyo que a menor ángulo de incidencia mayor reflexión y por tanto menor rendimiento. Se trataría pues de un umbral, un tanto arbitrario, que sirve como punto de referencia tanto para inicio como final de recorrido sin sombras.
Si esto es así supongo que en verano debo calcular el barrido de sombras hasta que el ángulo de incidencia del Sol sobre el plano del panel sea de 46º aproximadamente. Mas allá de ese momento el rendimiento ya no es importante.
Ya han pasado unos cuantos años desde que el IDAE publicó dichos parámetros, desde entonces creo que la tecnología de fabricación de paneles a avanzado bastante. Todo el mundo habla del aumento de eficiencia de las células a lo largo de estos años, pero no he encontrado el dato referente al índice de reflexión del vidrio de cubierta en ninguna ficha técnica de paneles.
No sé, estoy bastante espeso estos días. No sé si he logrado exponer claramente mi duda.

Hola Cayo,
Efectivamente, no entiendo cual es la duda
Por lo que me parece entender, las sobras son mas largas en invierno porque el sol es más oblicuo a la tierra, por lo que si libras la sombra el 21 de diciembre, la librarás todo el año.
Era eso?

Saludos

No, la cuestión es: ¿cúal es el límite a contemplar en las proyecciones de sombras laterales el 21 de Junio?, ¿en base a qué criterio está planteado dicho límite?, ¿es el ángulo de incidencia del Sol sobre el panel el que lo marca?.
Vaya, no era una cuestión, son tres (por ahora).

Iniciado por Cayo

el ángulo de incidencia de los rayos solares sobre el plano de un panel a 30º de inclinación y perfectamente orientado al Sur es de 45'81º a las 10:00 en una latitud de 40º. Intuyo que a menor ángulo de incidencia mayor reflexión y por tanto menor rendimiento. Se trataría pues de un umbral, un tanto arbitrario, que sirve como punto de referencia tanto para inicio como final de recorrido sin sombras.
Si esto es así supongo que en verano debo calcular el barrido de sombras hasta que el ángulo de incidencia del Sol sobre el plano del panel sea de 46º aproximadamente. Mas allá de ese momento el rendimiento ya no es importante.

Creo entender la duda de Cayo y si es lo que yo pienso, me aclararía un duda similar que tengo yo y que estaba pendiente de continuar la discusión en otro hilo (lo siento Cayo, no he tenido tiempo de preparar el esquema que quería...)

Lo que creo que Cayo quiere decir (corrígeme si me equivoco), es que tú pondrías el límite a partir del cual no quieres que halla sombras en el que los rayos del Sol son incidentes respecto del panel por debajo de un cierto ángulo.

Así, por ejemplo (perdonad mi empleo del álgebra para los que no están acostumbrados), para el caso que tu planteas de un panel orientado al sur e inclinado 30º, el vector normal al panel tiene un vector de componentes en un sistema de ejes con el eje X orientado al sur, el eje Y al E y el Z hacia el cielo de (0.5; 0; 0.8660) y los rayos del Sol el 21 de diciembre a las 12.00 un vector de componentes (0.8945; 0; 0.4470), esto es, formando 26.55º con el horizonte. El ángulo entre esos dos vectores sería de 33.45º, es decir, el panel recibe los rayos de Sol a 33.45º. Si el panel estuviera inclinado en ese momento a 66.44º, los rayos serían perfectamente perpendiculares al mismo.

Con el panel fijo, si el Sol va cambiando su posición, cambia el ángulo que forma con la normal al panel, de forma que a las 10.00 del 21 de diciembre el Sol tiene un vector de componentes (0.8156; 0.4587; 0.3528), que forma con la normal al panel un ángulo de 44.49º (me sale algo diferente a tus 45.81º).

Si entiendo tu planteamiento, quieres decir que por debajo de un umbral (cuanto mayor sea este ángulo, más oblicuos inciden los rayos al panel y supuestamente tendrías menor rendimiento) sería indiferente tener sombras y esa debería ser la hora y la fecha para el cálculo... Así por ejemplo, el 21 de Junio, el Sol a las 9:00 tiene un vector de (0.1121; 0.6487; 0.7527) y forma con la normal al panel 44.93º. Si entiendo lo que quieres decir, bajo el punto de vista de inclinación entre el ángulo de los rayos de Sol y la normal al panel, la posición del 21 de diciembre a las 10.00 es similar a la del 21 de Junio a las 09:00, pero el Sol presenta más acimut el 21 de Junio a las 9:00 (80.19º de acimut y 48.83º de altura Solar) que el 21 de diciembre a las 10:00 (29.36º de acimut y 20.66 de altura Solar), por lo que puede haber sombras laterales el 21 de Junio a las 9:00 que no existan el 21 de diciembre a las 10:00...

Era un poco lo que yo estaba pensando en el otro hilo, pero que creo que se deberían tener en cuenta cosas como que los niveles de radiación serán tambien diferentes entre un día y otro del ejemplo, pero creo que por ahí van los tiros de nuestras dudas...

Cayo, ¿estás más o menos de acuerdo con el planteamiento?

Os estoy siguiendo este debate en los diferentes hilos que habéis iniciado y considero en mi opinión que es más adecuado emplear la "altura solar" como parámetro para determinar (1) la distancia entre bancadas - D - de tal modo que se cumpla la estrategia de diseño FV del (2) margen horario buscado - normalmente las +-2h respecto del mediodía solar.

Creo que es más natural y potente en el diseño emplear el parámetro "altura solar" que se encuentra ya tabulado (tablas de Censolar y otros) que emplear el parámetro "distancia entre bancadas" pues en realidad uno a priori no sabe ni siquiera una primera estimación de que distancia deben mantenerse. Solo se conoce esa distancia, una vez que (1) se decide la cantidad de horas de margen horario respecto del mediodía solar - que puede ser +-1h, +-1,5h, +-2h, +-2,5h. etc -y a continuación se realiza el cálculo trigonométrico para saber el valor de D. En el formulario en linea de ProyGlobal se opera de este modo: no aparece una casilla para el valor D (distancia entre bancadas); únicamente se selecciona un valor de "altura solar" de una tabla que relaciona latitud con "margen horario". A cada margen horario, le corresponde una distancia D que a su vez determinar cuanta potencia pico puedes instalar (solo para superficies planas).

En cuanto a lo de las sombras en junio, estoy de acuerdo con Cayo en que es bastante recomendable cerciorarse sobre las sombras o al menos hasta donde llegan las mismas durante el mes de junio porque de este modo se conoce con precisión cuales son los limites zonales o de áreas totalmente libres de sombras. Por ejemplo, cuando tengo que mezclar solar térmica con FV en la misma cubierta busco esos "limites zonales de sombras" de los obstáculos y coloco la solar térmica para que se chupe la influencia de las sombras; liberando a la FV de ellas.

Si el valor limite debe ser 46º que menciona Cayo o la influencia que tiene el diferente azimut entre las dos fechas que comenta Vega pues interpreto que el valor 46º ó 44º ó 47º o cualquier otro debe estar supeditado al "margen horario" que deseemos e interpreto que la variable "altura solar" determina más la variable D que lo que puede influir el valor de azimut. Una altura solar que delimite una D el 21 diciembre genera suficiente distancia entre bancadas como para compensar el incremento de sombra lateral que supone el 21 de junio. Solo veo una excepción a esto último: el diseño FV concreto de las dos aguas de una cubierta que tenga poca inclinación de aguas; dónde incluso la cumbrera puede jugar un factor de sombras laterales tan influyente como las bancadas.

Más o menos si, Vega, es que me pierdo un poco con el álgebra, soy de letras puras.
Vamos a ver. El IDAE aconseja 4 horas sin sombras el día 21 de Diciembre. Usando las posiciones solares para ese día concreto, tanto a las 10:00 ccomo a las 14:00 horas, la proyección de sombras nos dá la separación entre bancadas paralelas. Hay que tener en cuenta que esas proyecciones no son paralelas al eje Norte-Sur debido a la posición azimutal del Sol. Hasta ahora creo que estamos todos de acuerdo.
¿Por qué 4 horas?. Entiendo que cuanto más temprano, menor es el ángulo de incidencia de los rayos solares sobre el plano de paneles y, por tanto menor rendimiento del panel; así mismo por la tarde lo mismo.
Si el plazo de tiempo viene determinado por el ángulo de incidencia del Sol sobre el plano de paneles, este ángulo viene a ser de 45º aproximadamente.
Nos vamos al 21 de Junio y tenemos un obstaculo relevante al Noroeste de nuestra instalación, que cuando proyecta sombra lateral en invierno no es contemplada dado que queda fuera del ámbito de las 4 horas. A partir de mediodía comienza a proyectar sombras hacia el Este. Por tanto afecta a algunos paneles. Conforme avanza la tarde la proyección es más larga, afecta a mas paneles. ¿Dónde me paro?, ¿hasta cuando debo contemplar ese barrido de sombras?, ¿hasta que el ángulo de incidencia sea de 45º aproximadamente?.
Ufffff. ¿habeis visto a Obelix pensando en alguna ocasión, apretandose los ojos con los dedos y sendas nubecillas de humo por las orejas? Asi estoy ahora.

Voy a ir adjuntando unas cuantas imágenes que he generado. Las he tenido que reducir mucho de resolución por que si no, no puedo subirlas y el Rapidshare y el Megaupload es un rollo. Si me paso usando espacio que me den un toque.
Comenzamos con un escorzo en el que se aprecia que a la maqueta le he añadido el muro de cerramiento de una nave colindante. No he modificado la orientación inicial que era de 38º.
Vega, trasteando con esta maqueta y el Censol, me he encontrado con un resultado muy curioso. Los paneles sobre la cubierta favorable están desviados 14º hacia el Suroeste, los de la cubierta desfavorable 30º también hacia el Suroeste. Esto lo he hecho por que en la cubierta desfavorable se reducen los barridos de sombras y por tanto caben más paneles. En total las pérdidas por desorientación oscilan sobre el 1'5% mientras que la cantidad de paneles aumenta un 8'5%.
Si este planteamiento es correcto explica el interés por mi parte en conocer y comprender el criterio para contemplar las sombras de verano.

Ahora adjunto la imagen de vista en planta del día 21 de Diciembre a las 14:00.

La del dia 21 de Junio a las 13:00 horas

Hasta ahora no hay problema. Las sombras están controladas.
Veamos que ocurre a partir de las 13:00 horas.
A las 13: ya se ve claramente el crecimiento de la sombra proyectada por la nave colindante.

A las 14:00 se aprecia más.

La imagen de las 14:30.

Para no hacerlo pesado subo la de las 17:00. Tengo más en las que se aprecia el crecimiento paulatino de esa sombra.
Tal y cómo se puede apreciar en esta sucesión de imágenes creo que si hay que tener en cuenta las sombras de verano. Mas aún teniendo en cuenta que dicha sombra existe durante todo el año, solo que en invierno queda fuera del lapso de tiempo de pleno Sol y conforme avanzan los días hacia el verano va quedando poco a poco dentro del rango de tiempo útil.
Si el rendimiento de los paneles viene determinado por el ángulo de incidencia del Sol sobre los mismos y estos, en este caso concreto, están desviados hacia el Suroeste para obtener mayor cantidad de paneles, debemos eliminar algunos ¿no?.
Pues vale ¿hasta qué hora?.

Iniciado por Laser15

considero en mi opinión que es más adecuado emplear la "altura solar" como parámetro para determinar (1) la distancia entre bancadas - D - de tal modo que se cumpla la estrategia de diseño FV del (2) margen horario buscado - normalmente las +-2h respecto del mediodía

Bajo mi opinión, yo separaría los siguientes conceptos, a ver quién está de acuerdo conmigo...

1. ¿Por qué queremos evitar las sombras? Porque un panel sombreado en parte actúa como restricción en la producción de los demás conectados en serie a él
2. ¿Cuándo debemos evitar las sombras? A mi modo de ver, cuando el nivel de insolación de los paneles es tal que si encontramos uno sombreado, afecta a la producción y puede suponer un problema para la instalación (disminución del rendimiento, problemas de puntos calientes...) Si tomamos la referencia del IDAE, las sombras no deben producirse las 10.00 y las 14.00 del 21 de diciembre
3. ¿Qué ocurre antes de las 10.00 y después de las 14.00 del 21 de diciembre para que no nos tengamos que preocupar de las sombras? Aquí es donde creo que viene el debate. Lo que entiendo que propone Laser15 es establecer una altura solar límite. Lo que entiendo que propone Cayo es establecer un ángulo de incidencia límite entre los rayos del Sol y la normal al panel. Mi opinión es que lo que hay que ver es el nivel de producción del panel bajo esas condiciones de incidencia e irradiancia instantánea.
4. ¿Cómo establezco el margen horario para otro día? En función de lo que consideremos en el punto anterior, cambia el margen horario. Con la hipótesis de Laser15, en la gráfica de posición solar a lo largo de los días y las horas, al tener una altura solar mínima, tengo el intervalo de horas para cada día (independiente de cómo tengo los paneles instalados). Con la hipótesis de Cayo, hay que ver día a día entre qué horas están los valores de incidencia dentro de los límites (la posición del sol depende del día y la hora y el ángulo con los paneles depende de cómo tenga los paneles orientados). Con mi hipótesis, hay que ver también día a día cuales son los límites horarios, pero es más complicado que en el caso de Cayo ya que hay que calcular el valor de producción de cada hora, que dependerá de la posición del Sol, niveles de irradiancia y orientación de los paneles... Pero bueno, para eso están los ordenadores...
5. ¿Qué hago cuando tengo los límites horarios de cada día? En esto creo que estamos de acuerdo. Comprobar que no hay sombras dentro de esas horas en esos días. Tanto de sombreados entre hileras de paneles (la famosa distancia entre filas) como de objetos laterales externos. Aquí es donde el cálculo depende de la geometría de la instalación. Para una instalación sobre cubierta plana, sin obstáculos, sólo hay que ver la distancia entre filas por geometría simple (tratado ampliamente en el foro). Para instalaciones sobre cubiertas, algo más complicado, porque no creo que puedas tener una relación tan simple (por ejemplo, como comenta Laser15 por posibles sombras de la cumbrera). Cuando ya tienes objetos externos, no te queda más remedio que tener una maqueta 3D para ver la evolución de las mismas.

Bueno, después de este rollo, ¿qué opinión tenéis del planteamiento, sobre todo del punto 3 y 4? Por mi parte me voy a estudiar con detalle una referencia buena que me dió SolarJonathan para ver cómo calcular la radiación que llega a un panel en un momento puntual para poder profundizar más en el planteamiento que propongo y os voy contando...

Buen trabajo de sintesis Vega.
Conforme con los puntos 1 y 2.
Respecto al punto 3, no propongo nada, lo que quiero averiguar es el criterio que me permita descartar paneles cuando reciben sombras. Para invierno lo tengo claro porque me lo dice el IDAE, pero ¿y en verano?.
En el punto 4, el margen horario de invierno nos dá el mínimo conforme a lo que dice el IDAE, pero para el verano me remito otra vez al punto 3.
En el punto 5 conforme con todo.
Mira, subo también la imagen de las 18:00 del 21 de Junio.
Tal y como hemos visto, tenemos un barrido de sombras notable y por tanto debo eliminar aquellos paneles que más sufran la incidencia de dicha sombra. Debo quitar los que estén en sombra ¿hasta las 15:00?, ¿hasta las 17:00?, ¿hasta las 14:15?. Esta es la pregunta que me estoy haciendo.

Iniciado por Cayo

Buen trabajo de sintesis Vega.
Conforme con los puntos 1 y 2.
Respecto al punto 3, no propongo nada, lo que quiero averiguar es el criterio que me permita descartar paneles cuando reciben sombras. Para invierno lo tengo claro porque me lo dice el IDAE, pero ¿y en verano?.
En el punto 4, el margen horario de invierno nos dá el mínimo conforme a lo que dice el IDAE, pero para el verano me remito otra vez al punto 3.
En el punto 5 conforme con todo.
Mira, subo también la imagen de las 18:00 del 21 de Junio.
Tal y como hemos visto, tenemos un barrido de sombras notable y por tanto debo eliminar aquellos paneles que más sufran la incidencia de dicha sombra. Debo quitar los que estén en sombra ¿hasta las 15:00?, ¿hasta las 17:00?, ¿hasta las 14:15?. Esta es la pregunta que me estoy haciendo.

Cayo, tu pregunta la tengo ya meridianamente clara. Lo que voy a hacer es ver los limites horarios que me saldrian de las distintas hipotesis de los puntos 3 y 4 y os lo presento con numeros (lo siento Cayo, yo soy de ciencias puras...JeJeJe) para debatir, pero dadme tiempo, que la hipotesis que propongo yo de niveles de produccion lo tengo que estudiar...

Vale Vega, te dejo respirar un poco.
Solo una reflexión, en mi anterior mensaje he cuestionado la hora apartir de la cual ya no vale la pena contemplar las sombras. Realmente creo que no se trata de la hora sino del ángulo de incidencia, ya que si desorientamos los paneles aumentamos el límite en la dirección de la desorientación.

Iniciado por Vega

[*]¿Qué ocurre antes de las 10.00 y después de las 14.00 del 21 de diciembre para que no nos tengamos que preocupar de las sombras? Aquí es donde creo que viene el debate. Lo que entiendo que propone Laser15 es establecer una altura solar límite.

Quisiera matizar lo expuesto anteriormente: yo lo primero que elijo es el "margen de horas" y en el 90% de las veces será +-2h y lo aplico a todos los meses del año (IDAE recomienda como mínimo diciembre pero yo cómo mínimo observo junio y diciembre; y después el resto de meses). Luego, consulto la tabla de Censolar que relaciona "margen de horas", "latitud" y "altura solar" y "mes". Al determinar 3 de los 4 parámetros de la tabla, obtengo los valores limites de alturas solares asociados a mi "margen de horas" elegido de cada mes. No hay un único valor de altura solar válido para diciembre que se aplica a todo los meses sino que obtengo 12 "alturas solares limites" para todo el año; de las cuales me centro principalmente en la "altura solar limite" de diciembre y luego la de junio que son los valores extremos. Al ser los valores extremos, estoy averiguando los valores de D limites y que condicionarán cuanta potencia pico instalo porque me informan que áreas de la cubierta son buenas, malas o intermedias. Sin embargo, este proceso no prioriza la parte de producción energética del diseño FV sino la parte geométrica de implantar los módulos; es decir, mantengo un diseño laxo de las variables "inclinación" y "azimut", dando menos importancia si no obtengo las inclinaciones y desorientaciones optimas de 30º y sur.

Lo de hacer incapie en la variable "altura solar" era para contraponerla frente al uso de la variable "distancia entre bancadas D" como variable de diseño básica FV.

Iniciado por Vega

Lo que entiendo que propone Cayo es establecer un ángulo de incidencia límite entre los rayos del Sol y la normal al panel. Mi opinión es que lo que hay que ver es el nivel de producción del panel bajo esas condiciones de incidencia e irradiancia instantánea.

Cayo esta más centrado en las variables "inclinación" y "azimut" del campo FV; dando le más peso a la parte de radiación solar incidente. Vega también esta más centrado en estas dos últimas variables, la radiación incidente y la parte de producción energética (temp.ambiente, poli, mono, suciedad, inversor,... y cualquier otro parámetro que afecte a la producción).

Iniciado por Vega

[*]¿Cómo establezco el margen horario para otro día? En función de lo que consideremos en el punto anterior, cambia el margen horario. Con la hipótesis de Laser15, en la gráfica de posición solar a lo largo de los días y las horas, al tener una altura solar mínima, tengo el intervalo de horas para cada día (independiente de cómo tengo los paneles instalados).

Lo que he matizo arriba. Lo describes muy bien en este párrafo, Vega, lo que ocurre si fijas la "altura solar" para todo el año y al final lo que es bueno para invierno no tiene que serlo para otro meses porque el "margen de horas" se reduce.

Iniciado por Vega

Con la hipótesis de Cayo, hay que ver día a día entre qué horas están los valores de incidencia dentro de los límites (la posición del sol depende del día y la hora y el ángulo con los paneles depende de cómo tenga los paneles orientados). Con mi hipótesis, hay que ver también día a día cuales son los límites horarios, pero es más complicado que en el caso de Cayo ya que hay que calcular el valor de producción de cada hora, que dependerá de la posición del Sol, niveles de irradiancia y orientación de los paneles... Pero bueno, para eso están los ordenadores...

Supongo que tu idea, Vega, es computar la producción para encontrar el valor máximo de la misma; de este modo, cualquier desviación de este valor de referencia máximo permitiría saber: (1) si desoriento más o menos, (2) si inclino más o menos y (3) si quito más o menos módulos que esten sombreados. Buscas un escenario de referencia de máxima producción a partir del cual le añades las desviaciones por sombras,... Se necesita mucha computación pero es verdad que eso es trabajo de ordenador pero trabajar con "producciones" y no tanto con "radiaciones incidentes" implica tener que definir valores de variables que hasta ahora no incluias y son todas aquellas relacionadas con la cuantificación de las pérdidas energéticas (suciedad, mitmach, cableado, incli, azimut, inversor, temp amb, etc). Este es el handicap que le veo a manejar desde el principio la parte de "producción" todo los nuevos requisitos de información que requiere el modelo. ¿Esta es la idea?.

Iniciado por Vega

[*]¿Qué hago cuando tengo los límites horarios de cada día? En esto creo que estamos de acuerdo. Comprobar que no hay sombras dentro de esas horas en esos días. Tanto de sombreados entre hileras de paneles (la famosa distancia entre filas) como de objetos laterales externos. Aquí es donde el cálculo depende de la geometría de la instalación. Para una instalación sobre cubierta plana, sin obstáculos, sólo hay que ver la distancia entre filas por geometría simple (tratado ampliamente en el foro). Para instalaciones sobre cubiertas, algo más complicado, porque no creo que puedas tener una relación tan simple (por ejemplo, como comenta Laser15 por posibles sombras de la cumbrera). Cuando ya tienes objetos externos, no te queda más remedio que tener una maqueta 3D para ver la evolución de las mismas.

Si también estoy de acuerdo y además comparto que un modelo 3D es algo básico. Dejo una imagen de una cubierta real en dónde no ha sido diciembre el mes determinante sino junio a la hora de decidir hasta dónde colocaba los módulos FV. En esta ocasión emplee un margen de horas de +-2h tanto en junio como en diciembre frente al de +-3h porque esa diferencia de 1h significaba una longitud tal que me permitía meter una columna más y por tanto obtener más "producción potencial" que no más "producción neta" porque las sombras del caseton influyen más en esos módulos próximos. En la segunda imagen es otra cubierta real con solar térmica y FV.

Hola Laser15,

Entendido tu planteamiento. No era lo que yo había entendido en un principio, pero ahora lo tengo claro.

No he debido utilizar el término producción, ya que me refería a radiación incidente instantánea y por tanto no estaba pensando en tener en cuenta todas las variables que comentas. De todas formas, como me expreso mejor con números que con palabras, en cuanto tenga el ejemplo que os quiero presentar lo discutimos.... Solo dadme algunos días que entre semana tengo limitado el tiempo que puedo dedicar a esto.

Saludos

Mis felicitaciones a Vega, Cayo y Laser15.
No entiendo el 90% de lo que os estáis contando pero os lo estáis tomando muy en serio.

Supongo que al terminar el debate alguno pondréis las conclusiones "en cristiano" para los no expertos en geometrías y vectores, no?

Coñas a parte, un saludo y ánimo con el tema.

¡Vaya! gracias BMF, debo reconocer que me encuentro en una situación muy similar a la tuya. A Vega le sigo más o menos pero Laser15 se me escapa casi por completo.
Laser15, vas muy por delante de mi, espero alcanzarte algún lustro de estos.
Aún así hay temas que no acabo de ver claro:

Quisiera matizar lo expuesto anteriormente: yo lo primero que elijo es el "margen de horas" y en el 90% de las veces será +-2h y lo aplico a todos los meses del año (IDAE recomienda como mínimo diciembre pero yo cómo mínimo observo junio y diciembre; y después el resto de meses).

Conforme con esto salvo que primero aplico el margen de +-2 horas en el 100% de los casos, para posteriormente ajustar la geometría actuando sobre 3 parámetros: inclinación, orientación y separación.

Luego, consulto la tabla de Censolar que relaciona "margen de horas", "latitud" y "altura solar" y "mes". Al determinar 3 de los 4 parámetros de la tabla, obtengo los valores limites de alturas solares asociados a mi "margen de horas" elegido de cada mes.

Conozco muy poco el Censol y no tengo muy claro a qué tabla te refieres. De todas formas el concepto "margen de horas" es un tanto subjetivo, ya que en invierno está claro, son las 4 horas que indica el IDAE, pero en verano, con sombras laterales es diferente, ya que la proyección de sombras de un obstaculo viene del Este o el Oeste. ¿debo por tanto aplicar este margen de horas en verano?, ¿Por qué?. A ver cómo lo explico; se supone que el IDAE usó en su día unos criterios determinados para concluir que el márgen de 4 horas en invierno era el ideal. Ahora bien, ¿para el verano se usarían los mismos criterios?. Esta es la cuestión que me está mareando ya que, de entrada, el ángulo de incidencia de los rayos solares es distinto y supongo que dicho ángulo debe afectar bastante al rendimiento de un panel determinado. Por eso mi interés en averiguar si es dicho ángulo el factor determinante a la hora de descartar paneles. Obviamente visto todo esto desde un punto de vista meramente geométrico.
Si mal no me equivoco, se supone que conforme avanzan los días aumenta el rendimiento de la instalación, por una parte por que hay mas tiempo sin sombras y por otra parte por que el ángulo de incidencia sobre los paneles es menor.
En el caso que he planteado como ejemplo en este tema, se entiende que en invierno la sombra producida por el muro lateral también existe, pero como queda fuera del margen de las 4 horas no se contempla. Conforme van pasando los días llega un momento en el que la sombra se va desplazando y aumentando de forma paulatina afectando a paneles que tienen un buen rendimiento por su orientación, hasta que llega un punto en que la producción de un panel determinado es mínima debido a su desorientación respecto del ángulo de incidencia solar. Si esto es así ¿dónde marco el límite?.
Ufff, os lo creais o nó, llevo 2 horas intentando redactar este post.

Hola Cayo y BMF,

no te sonará raro lo siguiente. Adjunto un pdf (pvgis) que muestra la irradiancia de diciembre y junio de un lugar y una superficie inclinada 30º y hacia el sur.
He coloreado para los dos meses de rojo el área que esta debajo de la curva de irradiancia con un margen de horas de +-2h y a continuación de color verde para el margen de horas de +-3h. Se podría colorear para +-4h,...

De bajo de cada área tenemos toda la energía que nuestra superficie esta recibiendo entre las horas elegidas: esto es lo que creo que Vega quiere calcular y supongo que nos presentará más adelante.

En diciembre el área roja es menor que la verde y por tanto el IDAE nos dice que ese área roja es la energía mínima que se debe recibir que a su vez define un valor limite de "altura solar" que a su vez define una "distancia entre bancadas D" limite (parte geométrica). En junio el área roja es mayor que el área roja de diciembre y por tanto el peor escenario es diciembre.

¿porque no tomamos +-1h en diciembre? porque la energía recibida sería poca para los criterios del IDAE.
¿porque no tomanos +-3h en diciembre? por poder se puede pero a mayor "margen horario" e "inclinación fija optima" entonces necesitas D mayores y por tanto mayor superficie de parcela rústica o de cubierta.
¿porque tomo +-2h en junio y no +-1h en junio? porque recibes más energía y se tiende a buscar cuanto más energía recibida mejor (esto es lo que quiere buscar Vega).
¿y porque no +-3h en junio en lugar de +-2h en junio? si la cubierta o la parcela de terreno lo permite pues eliges +-3h pero entonces tus D serán mayores y no instalarás tanta Pp (además deberás comprobar si no tienes problemas en diciembre con +-3h); aunque la que instales recibirá más energía durante el "margen horario". Si tienes poco espacio para colocar módulos será más recomendable elegir +-2h frente +-3h porque tu D será más pequeña (y pones más módulos) y acabas recibiendo más energía.

La tabla que comento es una de elaboración propia que esta accesible en la Herramienta Fotovoltaica; que a su vez esta recogiendo los valores del conjunto de tablas 8 del tomo II del curso programado de instalaciones de energía solar de CENSOLAR; dónde están tabuladas por latitudes las variables "altura solar" y "azimut solar" mensuales.

En el caso que comentas del muro lateral, las opciones que te quedan son: (1) quitar aquellos paneles o (2) aislar los efectos de la sombras en los tiempos que están fuera del "margen horario". En el primer caso, quitar paneles es una medida drástica porque estás quitando mucha "producción" aun cuando esos paneles pueden darte algo de producción durante el "margen horario". En el segundo caso, aíslas los efectos de las sombras, asignando a una o dos cadenas que se chupen todo el efecto de sombras que se genera ese muro lateral. Al menos esas cadenas especificas generarán sin problemas su "producción" durante el "margen horario" establecido de junio y el resto del tiempo sirven de colchón/barrera y no propagas el efecto de las sombras a cadenas que están libres de sombras en todo momento. ¿cuando eliges 1 ó 2? pues eliges 2 cuando en verano puedas tener muchas horas funcionando esas cadenas especificas pero si a duras penas pueden esos paneles específicos mantenerse sin sombras durante el "margen horario" entonces eliges 1 y quitas esa zona especifica de paneles para no costear unos paneles que a duras penas producen.

La gráfica adjunta de alturas solares y azimut en cierta manera tambien se puede dibujar en ella el "margen horario" y sería lo que tu estás buscando Cayo: valores de ángulos solares limites frente a lo que busca Vega que es más contabilizar energía.

Iniciado por Cayo

Conozco muy poco el Censol y no tengo muy claro a qué tabla te refieres. De todas formas el concepto "margen de horas" es un tanto subjetivo, ya que en invierno está claro, son las 4 horas que indica el IDAE, pero en verano, con sombras laterales es diferente, ya que la proyección de sombras de un obstaculo viene del Este o el Oeste. ¿debo por tanto aplicar este margen de horas en verano?, ¿Por qué?. A ver cómo lo explico; se supone que el IDAE usó en su día unos criterios determinados para concluir que el márgen de 4 horas en invierno era el ideal. Ahora bien, ¿para el verano se usarían los mismos criterios?. Esta es la cuestión que me está mareando ya que, de entrada, el ángulo de incidencia de los rayos solares es distinto y supongo que dicho ángulo debe afectar bastante al rendimiento de un panel determinado. Por eso mi interés en averiguar si es dicho ángulo el factor determinante a la hora de descartar paneles. Obviamente visto todo esto desde un punto de vista meramente geométrico.
Si mal no me equivoco, se supone que conforme avanzan los días aumenta el rendimiento de la instalación, por una parte por que hay mas tiempo sin sombras y por otra parte por que el ángulo de incidencia sobre los paneles es menor.
En el caso que he planteado como ejemplo en este tema, se entiende que en invierno la sombra producida por el muro lateral también existe, pero como queda fuera del margen de las 4 horas no se contempla. Conforme van pasando los días llega un momento en el que la sombra se va desplazando y aumentando de forma paulatina afectando a paneles que tienen un buen rendimiento por su orientación, hasta que llega un punto en que la producción de un panel determinado es mínima debido a su desorientación respecto del ángulo de incidencia solar. Si esto es así ¿dónde marco el límite?.
Ufff, os lo creais o nó, llevo 2 horas intentando redactar este post.

Hola a todos,

Ante todo perdón por el silencio de estos días, pero como os dije, últimamente me puedo conectar casi sólo de fin de semana en fin de semana…

He aprovechado la semana para documentarme un poco más y hablar con gente muy experimentada en este campo para que me aclarara algunas dudas. Espero saber transmitir lo que he podido entender…

Gracias Laser15 por tu explicación, porque va en línea con lo que iba a contar. Con tu permiso, voy a utilizar los valores de radiación que has presentado en lugar de los que he sacado yo con el PVsyst para que todos manejemos los mismos datos.

Recopilando dónde me había quedado, quería comparar los diferentes intervalos horarios utilizando las distintas hipótesis que había entendido de Laser15, Cayo y mía.

La parte de Laser15 creo que la ha explicado él claramente, por lo que no voy a incidir más en ella.

En cuanto a la sugerencia de Cayo de que se viera qué ángulo formaban los rayos del Sol con el panel, programé una rutina para ver cómo cambiaba dicho ángulo con la hora del día y la inclinación del panel, comparando los valores para el 21 de junio y el 21 de diciembre. Para el que tenga curiosidad, en el Excel adjunto están recopilados los valores para una inclinación de panel de 20, 30, 39 y 50º. Por no daros muchos dolores de cabeza, sólo resumo diciendo que si consideramos el 21 de diciembre a las 10.00, el valor “límite” es de 44.5º para un panel a 30º, que viendo la evolución completa el 21 de Junio sale entre las 9:15 y las 14:45 más o menos

Cuando en su momento presenté mi planteamiento, mi idea era: Si el IDAE marca un límite el 21 de diciembre a las 10.00, ¿qué valor de irradiación horaria (W/m2 recibidos por el panel inclinado) tengo en esas condiciones? De acuerdo a la gráfica de Laser15, estamos hablando de unos 425 W/m2. Si quiero mantener ese límite a lo largo del año, ¿a qué hora tengo que evitar sombras otro día para mantener ese límite de irradiación?. De la gráfica del mes de Junio de Laser15, vemos que es más o menos a las 08.00 por la mañana y a las 16.00 por la tarde.

Después de informarme más y preguntar cuál es la filosofía que hay detrás del criterio del IDAE, el tema no es tan simple como fijar un margen de horas que tenga una validez universal y ya está. Por lo que me contaron, el criterio del IDAE se estableció para que una planta tipo determinada, con paneles colocados en una superficie horizontal y orientados al sur, al no tener sombras entre las 10.00 y las 14.00 del 21 de diciembre, la planta en sí tenía unas pérdidas por sombreado al cabo del año inferiores al 2%. Es decir, es algo orientativo y dependerá de cada caso el ver qué sombras se deben considerar.

Para este caso en concreto, creo que Laser15 lo ha expresado muy acertadamente. Los paneles que quites para que no te estén en sombra en un momento determinado del año, los estás perdiendo para tu producción el resto del año, por lo que se debe encontrar un compromiso.

Para el caso en concreto que plantea Cayo, y considerando la nomenclatura de paneles que sugiero en el pdf, considero que ocurre lo siguiente:

Si tienes conectados en serie los paneles cuyas hileras comienzan por el 1, 4, 10, 16 y 22, a priori, cualquier sombra en los paneles 1,4, 10, 16 y 22 ya te van a provocar problemas de producción. De acuerdo a los esquemas de Cayo, ya tienes sombras desde antes de las 14.30, con lo que estás perdiendo la producción de esa zona, además con unos niveles de insolación muy altos (aparte de los posibles problemas de puntos calientes que pueda haber). ¿Qué hacer entonces? Como dice Laser15, la solución drástica es quitar esos paneles, pero perderás la producción de otros momentos del año que no tengas pérdidas. Por quitar, si consideramos el caso “peor” que comentaba de hasta las 16.00 por mantener los niveles de insolación de 425 W/m2, ves que a las 17.00 ya tienes sombras en la siguiente serie, los que serían los números 2,5,11,17 y 23, por lo que imagino que a las 16.00 también tendrás sombras parciales… ¿Quitar estos también?

Yo creo que más que intentar trasladar el criterio de horas del IDAE como un dogma, lo que tienes que hacer es buscar las zonas de sombras en todo el año y colocar y conectar los paneles de acuerdo a ello. Así en este caso, por ejemplo, los paneles 1,2,4,5,10,11,16,17, 23 y 23 podrían ir conectados a una cadena diferente a los del resto de forma que “aislaras” su efecto de sombras en momentos de alta insolación que sería en verano, pero mantenerlos para producir el resto del año. A priori, en invierno no tendrías ese problema porque las posibles sombras te vendrían de las hileras de adelante, que en principio están correctamente separadas.

En resumen, que creo que el criterio del IDAE es algo orientativo y que cada caso hay que verlo en detalle y por supuesto, con una buena simulación gráfica.

¿Qué opináis después de todo este rollo?