La luz que recibimos del sol ha recorrido 150 millones de kilómetros, en ocho minutos..
solarfotovoltaica.cl acaba de terminar un proyecto sustentable para una parcela en Lo Cañas, La Florida, Santiago. Es un sistema solar de 3kW nominal. Cada panel escogido fue de 500W o 0.5kW. En total 6 paneles forman la instalación.
Área disponible: de la primera visita técnica (o información entregada por el cliente) se obtiene información sobre el techo a utilizar, en este caso era de zinc, muy firme, a excepción del resto de la vivienda que cuenta con tejas en mal estado. Este espacio “zinc” cuenta con un área de 3400mm de ancho x 4500mm de largo. Los paneles solares tienen un área aproximada de 1000mm de ancho x 2000mm de largo, lo que permite como máximo 6 paneles solares en 2 filas. Dado que el techo es semi plano, se optó por una estructura de ángulo variable, y no por una instalación coplanar al techo. Para ser más exactos, y si se les facilita la trigonometría, se debe realizar un estudio de sombras.
Estudio de sombras: En verano el sol "pasa" muy arriba, casi a 80° de elevación, mientras que en invierno puede pasar a 35° de elevación. En el hemisferio Sur el sol brilla en el norte, por lo que todo obstáculo al norte de la instalación debe ser reducido. Además, se debe revisar sombreado que se pueden dar los paneles entre sí: según la latitud del lugar, el sol puede impactar la primera fila de paneles y ocasionar una sombra en la siguiente fila de paneles. Para esto, existe una “distancia mínima” entre filas de paneles para evitar sombra (que significa en perder energía producida). Dado que los paneles quedan fijos se debe encontrar un óptimo tanto para verano como invierno. En la figura se muestra que según la latitud de la ubicación el ángulo de inclinación del panel óptimo está entre (25-33)°. Por lo que se mantiene fija la inclinación del panel en 25° para afectar lo menos posible con sombras. La distancia mínima entre paneles para que no se den sombra está definida por X = D*seno(beta)/tangente(alpha). Es decir, la distancia mínima entre filas de paneles depende del ángulo de elevación del sol en el año "alpha". Este ángulo varía entre 33° en Junio a 80° en Diciembre, como se muestra en la Tabla.
Tomando las dimensiones de un panel de mercado, instalado finalmente en el proyecto, de largo 2176mm "D", se obtiene una distancia "X" mínima que varía entre 1416 en invierno a 162 mm en verano. Es decir, en verano las filas de paneles podrían estar casi pegadas, mientras que en invierno, el sol "pasa" muy bajo y la sombra proyectada es mayor. Dado que el techo es la limitante (largo del techo disponible del cliente es 4500mm), se destaca que la distancia entre paneles no puede ser mayor a 644mm. Es por esto que entre septiembre a marzo no se tendrá sombra alguna entre filas de paneles y entre abril y agosto se tendrá sombra en las horas en que el sol esté más bajo en el horizonte.
Estudio de sombras en verano (-33.5, -70.5; Altitud: 737 msnm) para dos filas de paneles sobre techo (utilizando PVsyst SA):
verano:
invierno:
Instalación: el armado de estructuras tomó un día completo a dos personas. Luego de instalar los paneles sobre las dos filas y comprobar el ángulo de inclinación, vemos con satisfacción que se ha logrado el ángulo diseñado (26°):
Luego de 3 días de trabajo de 2 personas en terreno y un project manager, se logra una instalación de 3kW sobre techo.
Configuración del inversor y consumo: durante la puesta en marcha, se realizaron varias pruebas del inversor. Se probó el modo "inyección cero", es decir, el inversor "cosecha" de los paneles solares solo la energía requerida por el consumo y "corta" todo lo restante, de modo que no haya inyección a la red. Esto puede tener distintas funciones y requiere de un equipo que mida la corriente que fluye hacia la red y entregue esta información al inversor.
A las 10:00 am se puso en marcha el inversor. Inmediatamente, el equipo inteligente cosecha la energía de la planta solar (azul) y la envía a la casa. En rojo se muestra el consumo de la casa un día del mes. Lentamente se van accionando equipos eléctricos por los habitantes. Se distingue claramente, que el consumo de la casa se cubre en un 100% con la energía limpia proveniente de la instalación solar. Ya luego a las 19:00 hrs, los paneles se sombrean por la vegetación abundante y la energía verde es reemplazada por energía gris de la red.
Conclusión: hemos probado que la energía proveniente de los enchufes de la casa viene del sol. Desde 150 millones de kilómetros sale un haz de luz poderoso que en ocho minutos recorre la distancia a la tierra y es convertido inmediatamente en corriente eléctrica por los paneles solares. Energía limpia, infinita, inagotable. ¡Gracias Sol!
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