¿Cómo calcular la distancia mínima entre los paneles fotovoltaicos?

Contenido:

1. Introducción
2. ¿Por qué es importante la distancia entre los paneles solares?
3. ¿Qué factores se deben considerar al instalar paneles solares?
4. ¿Cómo calcular la distancia mínima de instalación para los paneles solares?
5. Leyes y regulaciones pertinentes sobre la distancia del borde de los paneles
6. Conclusión

Introducción

A medida que aumenta la atención mundial hacia las energías renovables, los sistemas fotovoltaicos solares se han convertido en una solución energética popular. Sin embargo, un factor crucial que a menudo se pasa por alto al instalar paneles solares es la distancia óptima entre ellos. Este artículo explorará la importancia del espacio entre los paneles, los métodos para determinar la distancia óptima y las regulaciones relacionadas.

¿Por qué es importante la distancia entre los paneles solares?

En el diseño de sistemas fotovoltaicos, el espacio entre los paneles solares es un factor clave que afecta directamente el rendimiento del sistema, incluyendo la recepción de luz, la disipación de calor y la facilidad de mantenimiento. Un espaciado adecuado no solo mejora la eficiencia energética, sino que también prolonga la vida útil del sistema. Las principales razones son las siguientes:

• Efecto de puntos calientes y gestión térmica: El efecto de puntos calientes puede provocar un sobrecalentamiento localizado en los paneles fotovoltaicos (PV), reduciendo su eficiencia y potencialmente dañando los módulos. Investigaciones recientes de la Universidad Estatal de Portland y la Universidad de Utah han descubierto que por cada aumento de 1°C en la temperatura, la eficiencia de los módulos PV puede disminuir entre un 0,3% y un 0,5%. Por lo tanto, mantener un espaciado adecuado facilita el flujo de aire y la disipación de calor, reduciendo efectivamente el riesgo de puntos calientes y mejorando la eficiencia de generación de energía.

• Prevención de sombras y obstrucciones: Durante el amanecer y el atardecer, el ángulo de la luz solar es menor, y si el espacio entre los paneles PV es insuficiente, los paneles de la fila frontal pueden proyectar sombras sobre los de la fila posterior, reduciendo su eficiencia de generación. Un espaciado diseñado correctamente asegura que cada panel reciba suficiente radiación solar, minimizando el impacto negativo de las sombras y optimizando el rendimiento general del sistema.

• Mejora de la estabilidad y seguridad del sistema: Un espaciado adecuado puede reducir el riesgo de colisiones físicas y daños en los paneles PV debido al viento u otros factores ambientales. Si los paneles están demasiado juntos, el estrés estructural entre ellos puede aumentar, afectando la estabilidad y seguridad a largo plazo del sistema. Un diseño de espaciado adecuado ayuda a evitar estos problemas potenciales, asegurando la estabilidad y seguridad del sistema.

• Mantenimiento y limpieza: El espacio entre los paneles PV también afecta la facilidad de limpieza y mantenimiento. Si el espacio es demasiado estrecho, el polvo, las hojas u otros contaminantes pueden acumularse entre los paneles, dificultando la limpieza. Un espaciado adecuado reduce la acumulación de estos desechos, simplificando el proceso de limpieza y manteniendo el rendimiento óptimo de los paneles PV.

¿Qué factores se deben considerar al instalar paneles solares?

• Tamaño y configuración de los paneles: Los paneles solares vienen en varios tamaños y configuraciones, comúnmente con 60 o 72 celdas. La elección del tamaño y configuración adecuados debe basarse en el espacio disponible y las necesidades energéticas esperadas.
• Orientación de los paneles: Para maximizar la radiación solar, la orientación de los paneles es crucial. Idealmente, los paneles deben instalarse en una superficie orientada al sur. Sin embargo, también se deben considerar la latitud geográfica, la posible sombra y el ángulo de inclinación de los paneles para asegurar una generación de energía óptima.
• Evitar sombras: Garantizar que no haya sombras entre los paneles solares es clave para una producción de energía estable. Se recomienda un espacio de aproximadamente 10-15 cm para evitar problemas de sombras entre los paneles.
• Ángulo de inclinación de los paneles: El ángulo de inclinación de los paneles debe ajustarse para captar la máxima radiación solar. Este ángulo depende de la latitud del sitio de instalación. Un ajuste adecuado del ángulo de inclinación de los paneles según la ubicación geográfica puede mejorar la eficiencia energética.
• Planificación del espacio: Además del espacio requerido para los propios paneles, se debe considerar el espacio para otros componentes del sistema, como inversores y baterías de almacenamiento. Una planificación precisa del espacio total de instalación es necesaria para evitar problemas durante la instalación.

Al diseñar un sistema de paneles solares, además de los cinco factores principales mencionados anteriormente, también se deben considerar factores ambientales y estructurales. Estos incluyen el impacto del viento y la presión del viento en el sistema, el drenaje de nieve y agua de lluvia, el enrutamiento de cables y la estabilidad de la estructura de montaje, todos los cuales pueden afectar significativamente la eficiencia general de los paneles solares.

Cómo calcular la distancia mínima de instalación para los paneles solares

Diseñar un espaciado adecuado para sistemas fotovoltaicos inclinados o montados en el suelo puede ser un desafío e incluso problemático. Garantizar la precisión de este espaciado es crucial para evitar sombras no deseadas de los módulos en la fila anterior, lo que puede llevar a un bajo rendimiento del sistema y a la insatisfacción del cliente. Un exceso de compensación también es un problema, ya que puede desperdiciar espacio valioso y reducir la eficiencia general del sistema.

Para calcular el espacio entre las filas de paneles solares, primero es necesario determinar la diferencia de altura desde la parte trasera del módulo hasta el suelo. En este ejemplo, utilizamos un módulo Maysun Solar con un ancho de 39,41 pulgadas y un ángulo de inclinación de 15°. A continuación se detallan los pasos de cálculo:

1. Calcular la diferencia de altura

Fórmula de cálculo:
Diferencia de altura = Sin(ángulo de inclinación) × ancho del módulo

Ejemplo:

• Ancho del módulo: 39,41 pulgadas
• Ángulo de inclinación: 15°

Cálculo:
Diferencia de altura = Sin(15°) × 39,41 ≈ 10,2 pulgadas
Redondeando, la diferencia de altura es de 10 pulgadas.

2. Calcular el espacio entre filas de módulos

Para calcular el espacio entre filas de módulos, se debe utilizar el ángulo de altitud solar, que se puede obtener de un programa de gráficos solares.

Ejemplo:

• Seleccionar el período de 9 a. m. a 3 p. m. durante el solsticio de invierno como el escenario de peor caso.
• En la gráfica solar, el ángulo de altitud solar es de 17°.

Cálculo:
Espacio entre filas de módulos = Diferencia de altura / Tan(17°) = 10 / Tan(17°) ≈ 32,7 pulgadas
Redondeando, el espacio entre filas de módulos es de 33 pulgadas.

3. Considerar la corrección del ángulo de acimut

A continuación, considere el ángulo de acimut y aplique una corrección para calcular el espacio mínimo entre filas de módulos. Suponga que la corrección del ángulo de acimut es de 44°.

Cálculo:
Espacio mínimo entre filas de módulos = Espacio entre filas de módulos × Cos(44°) = 33 × Cos(44°) ≈ 23,7 pulgadas
Redondeando, el espacio mínimo entre filas de módulos es de 24 pulgadas. Esto significa que, en algunos casos, se puede aumentar el espacio entre filas, lo que podría generar un ahorro significativo de espacio, aumentando potencialmente el tamaño del sistema hasta un 27% en sistemas comerciales grandes o de tejado estrecho.

4. Calcular el ancho de la fila

El cálculo final le ayuda a configurar más fácilmente el arreglo en diseños CAD. Este cálculo determina la distancia desde el borde posterior de una fila hasta el borde posterior de la siguiente fila, es decir, el ancho de la fila.

Cálculo:
Ancho de la fila = Espacio mínimo entre filas de módulos + Cos(ángulo de inclinación) × ancho del módulo
= 24 + Cos(15°) × 39,41 ≈ 62 pulgadas

Al seguir estos pasos de cálculo, puede determinar efectivamente el espacio óptimo entre filas de paneles solares, optimizando así el diseño del sistema y la utilización del espacio. Estos cálculos no solo le ayudarán a tomar decisiones más informadas en la fase de diseño, sino que también mejorarán la eficiencia general del sistema.

Leyes y regulaciones pertinentes sobre la distancia de los paneles solares a los límites de propiedad

Al instalar sistemas de paneles solares, es fundamental no solo considerar el espacio entre los paneles y los ángulos de instalación, sino también cumplir con los requisitos de los gobiernos locales y las normativas sobre la distancia entre los paneles solares y los límites de propiedad.

1.Italia
En Italia, la distancia entre los paneles solares y los límites de propiedad está regulada por el Código Civil, específicamente el Artículo 889. Esta ley establece que los paneles solares deben instalarse al menos a dos metros de distancia de los límites de propiedad. Además, las regulaciones locales pueden variar según la región o provincia, por lo que es esencial verificar las leyes locales antes de la instalación.

Para los sistemas solares montados en el suelo, el Decreto Legislativo (DL 17/2022) especifica aún más las áreas adecuadas para dichas instalaciones. Por ejemplo, los sistemas en suelo pueden instalarse en áreas agrícolas dentro de los 300 metros de zonas industriales, comerciales y de canteras, así como dentro de los 150 metros de autopistas. Los requisitos de distancia para los paneles solares desde los límites incluyen:

• Una distancia mínima de 3 metros entre edificios adyacentes.
• Una distancia mínima de 10 metros entre las paredes y ventanas de edificios opuestos (según el Decreto Ministerial No. 1444/1968).
• Cualquier tubería necesaria debe estar al menos a un metro del límite de propiedad.

2.Francia
En Francia, la instalación de paneles solares está sujeta a regulaciones nacionales y códigos locales de planificación urbana (PLU - Plan Local d'Urbanisme). Las regulaciones específicas y los requisitos de distancia incluyen:

• Permisos de construcción: Generalmente, los sistemas solares en tejados no requieren un permiso de construcción. Sin embargo, si el sistema se instala en un área protegida (por ejemplo, cerca de edificios históricos) o modifica la apariencia del edificio, se requiere un permiso.
• Distancia con los vecinos: Las regulaciones nacionales no establecen una distancia uniforme para los paneles solares respecto a las propiedades vecinas; esto generalmente lo determinan los códigos locales de construcción. Por lo general, se recomienda mantener una distancia de al menos 3 metros para evitar problemas de sombra y disputas vecinales.
• Restricciones de altura: En algunos casos, los paneles solares instalados en tejados no deben exceder los 30 centímetros sobre la altura del techo. Las normas específicas varían según los códigos de construcción locales.
• Evaluación de impacto ambiental: Para proyectos solares más grandes, especialmente los sistemas montados en el suelo, puede ser necesaria una evaluación de impacto ambiental, junto con permisos ambientales.

3.Alemania
En Alemania, las instalaciones de paneles solares están reguladas por el Código Federal de Construcción (BauGB), así como por las regulaciones de construcción específicas de cada estado y la Ley de Energías Renovables (EEG). Los principales requisitos de distancia incluyen:

• Distancia con los vecinos: Según el Código Federal de Construcción, los sistemas solares en edificios generalmente no requieren permisos especiales, pero deben garantizar que la distancia entre los paneles solares y los edificios vecinos no cause efectos adversos (como problemas de sombra). Las distancias recomendadas generalmente varían entre 1,5 y 3 metros, con requisitos específicos que varían según los códigos locales de construcción.
• Permisos de construcción: Los sistemas solares en tejados generalmente no necesitan permisos de construcción especiales, pero los sistemas montados en el suelo pueden requerir permisos según el tamaño del proyecto y su ubicación.
• Restricciones de altura: Los códigos de construcción locales especifican que la altura de los paneles solares no debe exceder un cierto límite, especialmente para las instalaciones en tejados, generalmente no más de 30 a 50 centímetros sobre la altura del techo.

Regulaciones locales: Los estados pueden tener sus propias normas. Por ejemplo, Baviera y Baden-Württemberg tienen regulaciones más estrictas para la instalación de sistemas solares, a veces requiriendo permisos especiales en ciertas situaciones.

Conclusión

Asegurar la distancia mínima de instalación entre los paneles solares es un paso crucial en el diseño del sistema, que afecta directamente la eficiencia energética, la disipación de calor y la facilidad de mantenimiento. Un diseño de espaciado adecuado puede optimizar la absorción de luz y la ventilación, reducir los efectos de sombra y minimizar los riesgos de daños estructurales potenciales. Además, cumplir con las leyes y regulaciones locales es esencial para garantizar la legalidad y conformidad del sistema. Por lo tanto, al planificar un sistema solar, es fundamental considerar los factores ambientales, el diseño del sistema y las regulaciones locales para asegurar un rendimiento óptimo y una estabilidad a largo plazo.

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Referencia:

Peloi, V., & Peloi, V. (2024, August 22). Distanza tra pannelli fotovoltaici: qual è la migliore? Otovo Italia | Blog Fotovoltaico in Italia. https://www.otovo.it/blog/distanza-pannelli-fotovoltaici/#ecco-cosa-ha-scoperto-un-gruppo-di-ricercatori

Renewables, G. (2024, March 18). Determining Module Inter-Row spacing. Greentech Renewables. https://www.greentechrenewables.com/article/determining-module-inter-row-spacing

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