Intervenciones relativas a energía solar (no incluidas en el ámbito de la edificación), eólica, de la biomasa, minihidráulica, geotérmica y de los mares
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#223598
Hola buenas tardes:

LLevo unos días dandole vueltas a una cuestion y no me queda clara. La consulta es relativa al ángulo de inclinación de un panel fotovoltaico, beta, que se define como el ángulo que forma la superficie del panel con el plano horizontal.

Voy a tratar de explicarme con un ejemplo (ver fichero adjunto en el que se representan ambos casos que comento más abajo en sus vistas de planta, alzado y perfil)

Caso 1. Panel fotovoltaico sobre cubierta horizontal
Supongamos que tenemos un panel (representado en color rojo) situado sobre una cubierta plana (representada en color negro).
El angulo de acimut del panel es de 17º suroeste (cotas en color amarillo).
Está claro en este caso que el ángulo de inclinación beta del panel es de 30º ya que es el ángulo que forma la superficie del módulo con el plano horizontal.

Caso 2. Panel fotovoltaico sobre cubierta a un agua inclinada
Ahora imaginemos que tenemos ese mismo panel situado sobre una cubierta a un agua (representada en color negro) y que la cubierta tiene una inclinación de 24º con respecto al plano horizontal. El panel está inclinado 30º con respecto a la superficie de esta cubierta.
De las proyecciones de la figura deduzco que independiente de la pendiente de la cubierta el acimut del panel sigue siendo 17º suroeste (el mismo valor que cuando la cubierta era plana).

Pero que ocurrirá con el ángulo que forma la superficie del panel con la superficie horizontal. Yo creo que este ya no será de 30º pero no soy capaz de sacarlo.
Se el ángulo que forma el plano del panel con el plano de la cubierta será 30º, tambien se cual es el ángulo que forma el plano de la cubierta con el plano horizontal que será 24º pero lo que no soy capaz de obtener es el ángulo que formará el plano del panel con el plano horizontal y ese será el valor del ángulo beta de inclinacion del módulo.
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#255921
Qué tal :)

Efectivamente, no es un problema sencillo el que planteas. Cuando una placa está situada en una superficie horizontal orientada al sur (con azimut = 0º) la inclinación de un captador o una placa fotovoltáica es sencilla de obtener, ya que la mayoría de las tablas de radiación existentes las refieren a esa situación inicial (si bien recomiendo usar un modelo matemático isotrópico para tener una mayor exactitud y porque tiene mucho más fundamento científico ante tablas erróneas o contradictorias).

El problema se plantea cuando la superficie donde se apoya la placa, ni está orientada al sur, ni es horizontal. En estos casos los cálculos son un poco más complejos. Para el problema en cuestión que planteas, paso a darte los dos datos que necesitas para orientar bien tu placa: el ángulo de inclinación de la placa respecto de la cubierta y el ángulo de orientación, el cual en este caso lo referiremos a la línea de cumbrera de la nave.

Datos de partida:

Nave orientada con azimut 17º (tomando positivo hacia el Oeste, negativo hacia el Este)
Cumbrera de la nave: horizontal
Pendiente de la cubierta: 24º (negativos, respecto de la horizontal)
Inclinación óptima para esa ubicación sobre un plano horizontal: 30º
Azimut óptimo: 0º

Solución:

Para la cubierta cuya inclinación está orientada al Oeste:

Ángulo de inclinación de la placa respecto de la cubierta: 44,5º
Ángulo entre la cumbrera de la nave y la arista de apoyo de la placa: 43º

Para la cubierta cuya inclinación está orientada al Este:

Ángulo de inclinación de la placa respecto de la cubierta: 31,72º
Ángulo entre la cumbrera de la nave y la arista de apoyo de la placa: 114,5º


Los cálculos los he realizado en base a un programa que me he hecho 'ad hoc' y puesto que aun no lo he contrastado aprovecho la ocasión para que que la solución aquí planteada sea confirmada o rebatida según sea el caso.

Esperando haber sido de utilidad, recibe un cordial saludo,

Jorge Garrido Padró
Ingeniero industrial
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por
#256025
Lo puede explicar un poco, no acabo de ver esto:

jorgegarrido escribió:Para la cubierta cuya inclinación está orientada al Oeste:

Ángulo de inclinación de la placa respecto de la cubierta: 44,5º
Ángulo entre la cumbrera de la nave y la arista de apoyo de la placa: 43º

Para la cubierta cuya inclinación está orientada al Este:

Ángulo de inclinación de la placa respecto de la cubierta: 31,72º
Ángulo entre la cumbrera de la nave y la arista de apoyo de la placa: 114,5º


Los cálculos los he realizado en base a un programa que me he hecho 'ad hoc' y puesto que aun no lo he contrastado aprovecho la ocasión para que que la solución aquí planteada sea confirmada o rebatida según sea el caso.


guanabacoa escribió: El panel está inclinado 30º con respecto a la superficie de esta cubierta.

Cómo puedes obtener 31º y 43º?, guanabacoa ya indica que el panel está a 30º con respecto a la superficie de la cubierta y su pregunta es cuál el ángulo con respecto a la superficie horizontal.
por
#256026
Efectivamente, no he respondido a la pregunta 'cuál el ángulo con respecto a la superficie horizontal' que se ha planteado ya que entiendo que el propósito de la duda es cómo orientar unos captadores fijos sobre una cubierta inclinada para obtener su rendimiento máximo.

La solución que he propuesto indica los ángulos con los que se ha de posicionar una placa/captador en las dos aguas de una cubierta inclinada para que su rendimiento sea el equivalente al obtenido con una placa/captador situada sobre un plano orizontal con inclinación 30º y azimut 0º.
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