12. Sitio encuesta y Análisis del sombreado Tzineyrakis Antonios TDK Creta GR

Resultados del aprendizaje Después de estudiar este capítulo, el lector debe ser capaz de: • Darse cuenta de por qué y cómo en el sitio encuestas son necesarias • Lista de los datos que necesitan para ser grabada en un estudio • Lista de los documentos y elementos necesarios para una encuesta • Comprender la información que se desprende del consumidor y propietario de la instalación • Comprender los efectos de sombreado en módulos fotovoltaicos • Distinguir los diferentes tipos de sombras • Calcular el efecto de sombreado sobre el rendimiento de la instalación • Optimizar una instalación PV para minimizar los efectos de sombreado, cuando la sombra es inevitable

Encuesta del sitio Una encuesta del sitio es fundamental para comenzar a planificar una instalación fotovoltaica conectada a la red. La encuesta de sitio permite la evaluación de las condiciones básicas para la instalación fotovoltaica. En primer lugar, es importante establecer si el sitio o el edificio es adecuado para la instalación de un sistema FV. Una investigación inicial cuidadosa evita errores de planificación. Los trabajos de instalación para el conjunto del PV, el sitio de instalación para los inversores, las rutas de cableado, la colocación real de los cables y el ampliar o modificar el armario de contador puede ser mejor estimado y acordado en consulta con el cliente. Antes de planificar se pone en marcha, el cliente debe ser preguntado cuánto esperan gastar así como las subvenciones posibles que deben tenerse en cuenta ya que los tendrá una influencia determinante en el tamaño del sistema.

Datos en encuestas de sitio Durante las encuestas del sitio los siguientes puntos deben tenerse en cuenta. Esos datos forman la base para la planeación: • Deseos de los clientes respecto del tipo de módulo, concepto de sistema y método de instalación. • Deseada del PV, o la producción de energía deseada. • El marco financiero, tomar en cuenta de las condiciones de la subvención correspondiente. • Área útil de la instalación. • Orientación y el ángulo de inclinación. • Forma de techo, estructura para cubierta, subestructura de techo y tipo de cubierta en el caso de instalaciones de techo. • Datos de sombreado. • Sitios de instalación de cajas de empalme y los inversores.  metros de armario y espacio para metros extras. • Longitudes de cable, rutas de cableado y método de direccionamiento. • Acceso, particularmente cuando el equipo se requiere para la instalación de la matriz PV (grúas, andamios, etc.). Se proporciona una lista de verificación de información para una encuesta de sitio al final de este capítulo que ayudará a la grabación de datos en una visita in situ. Documentos y objetos en la visita in situ Los siguientes documentos y elementos en la visita in situ pueden asistir en la planificación de la instalación fotovoltaica: • Plan del sitio de la zona o el edificio para determinar su orientación. • Dibujos de la construcción del edificio para determinar la inclinación del techo, el área usable y las longitudes de cable, en el caso de instalaciones del edificio. • Fotografías de la zona de construcción o el techo, de los alrededores y de la ubicación de contadores eléctricos.

• Listas de comprobación para registrar las visitas del domicilio (como la lista de verificación al final de este capítulo). • Información sobre energía solar fotovoltaica (información general, folletos de empresa y descripciones de los productos, fotos de los sistemas fotovoltaicos existentes). • El compás. • Cinta para medir. • Analizador de sombreado o diagrama de ruta de sol en acetato. • Cámara. Consultoría con el cliente La planificación y construcción de un sistema fotovoltaico generalmente se inicia por solicitud de un cliente. Consulta con el cliente es por tanto un paso importante y esencial antes de puesta en marcha la construcción de un sistema fotovoltaico. Al hablar con el cliente, el instalador de PV debe reconocer las expectativas y deseos del cliente. Consulta en este caso, consiste en primer lugar, de ayudar al cliente a su cuenta en el sistema que desean instalar. El instalador de PV debe poseer conocimientos técnicos de estructura, función, tamaño y la instalación de sistemas fotovoltaicos, así como conocimiento acerca de los costos financieros de los sistemas fotovoltaicos y sus componentes. El instalador debe estar preparado para contestar las siguientes preguntas: • ¿Cuál es la diferencia entre un módulo fotovoltaico y un colector solar? • ¿Cómo funciona una célula solar? • ¿Cuánta electricidad el sistema producirá en un año? • ¿Lo que sucede con la fuente de alimentación cuando el sol no está brillando? • ¿Cuánta energía produce el sistema cuando el cielo está nublado? • ¿Qué es la potencia maxima de kilovatios? • Si el área o el techo es adecuado para un sistema como este. • ¿Qué sucede si de la nieve o el polvo ensucian los módulos? • Si el granizo puede dañar los módulos. • Si vale la pena tener un soporte móvil sigue el sol. • ¿Cuáles son los permisos necesarios para la instalación de un sistema FV? • ¿Cuál será el costo del sistema, incluyendo la instalación? • ¿Cuáles son las subvenciones disponibles? • ¿Cuánto dinero el cliente obtiene de la electricidad que entra en la red principal?

• Cuánto es el tiempo de recuperación aproximado para un sistema FV. • ¿Qué tipo de mantenimiento requiere el sistema? • Si un rayo puede destruir el sistema. • ¿Cuánto tiempo durará el sistema? • Cuáles son las garantías del sistema. Tipos de sombra Idealmente, arreglos de discos de PV deben instalarse en un lugar libre de sombra. Sin embargo, los sistemas conectados a la red se encuentran generalmente en áreas urbanas y suburbanas y los módulos están instalados generalmente en techos, donde algunos matices a veces es inevitable. Sombreado puede reducir considerablemente la salida de un conjunto del PV e idealmente debe evitarse. En cuanto a arreglos de discos de PV para sistemas independientes, se encuentran generalmente en las zonas rurales y tienen suficiente tierra alrededor del edificio generalmente disponible, por lo que puede estar situados donde no hay sombra. Una sombra en un sistema FV tiene un efecto mucho mayor sobre la producción solar que, por ejemplo, en el caso de sistemas solares térmicos. Sombra se puede clasificar como temporales, resultantes de la ubicación o de un edificio, o causados por el sistema sí mismo (Self-shading). Sombra temporal Sombra temporal típica incluye factores tales como la nieve, hojas, excrementos de pájaros y otros tipos de suciedad. La nieve es un factor importante, especialmente en las zonas montañosas. Polvo y hollín, suciedad en zonas industriales o en hojas caídas en áreas boscosas también son factores importantes. Nieve, hollín y hojas recolecciónas en el conjunto del PV causan sombra, cuyo efecto será menor si uno limpia la matriz, por ejemplo si es arrastrado por las corrientes pluviales. A hasta el ángulo de 12 o más es suficiente para lograrlo. Mayores ángulos de inclinación aumentan la velocidad del flujo del agua de lluvia y, por lo tanto, ayudan a llevar las partículas de suciedad. Este tipo de sombreado puede reducirse mediante el aumento de la inclinación de la matriz PV. Nieve en un arsenal del PV se derrite más rápido que la nieve circundante, por lo que, generalmente, sombreado sólo ocurre en unos pocos días. En las zonas donde nieva, organizar horizontalmente, los módulos estándar permite que las pérdidas causadas por la nieve que se reducirán a la mitad. De esta manera, sombra causada por la nieve generalmente afecta a sólo dos y no cuatro hileras de células en cada módulo, como es el caso en el arreglo vertical. La Figura 1a muestra el arreglo horizontal y la Figura 1b el arreglo vertical de los módulos.

(a) horizontal arreglo arreglo (b) Vertical Figura 1. Arreglo de paneles fotovoltaicos en caso de nieve sombrear [1]. Sombreado causado por hojas, excrementos de pájaros, contaminación atmosférica y otra suciedad tiene un impacto más fuerte y duradero. Si un sistema es afectado pesadamente por esto, la limpieza regular de los módulos PV aumentará notablemente el rendimiento solar. En una situación normal y con inclinación suficiente, se puede suponer que la pérdida por suciedad equivale del 2% al 5%. Generalmente, esta pérdida se considera aceptable. Si hay suciedad pesada, los módulos se pueden limpiar con agua y un implemento de limpieza suave (como una esponja) sin utilizar detergentes. Resultantes de la ubicación de la sombra Sombreado resultante desde la ubicación cubre todo sombreado producido a partir de un entorno de sistema fotovoltaico. Vecinos de edificios, árboles y edificios altos incluso distantes pueden sombrear el sistema. Debe tenerse en cuenta que, debido al crecimiento de árboles y arbustos, vegetación puede sombrear el sistema sólo después de años. Cables aéreos funcionando en el edificio también tienen un efecto negativo, proyectando una sombra móvil pequeña pero eficaz. Sombreado por el edificio Sombreado resultantes de la construcción involucra las sombras directas, que por lo tanto deben ser vistas como particularmente crítico. Debería prestarse atención especial para chimeneas, antenas, pararrayos, antenas satelitales, salientes de fachada y techo así como

superestructuras del techo. Un sombreado puede evitarse mover los módulos fotovoltaicos o el objeto que causa la sombra (por ejemplo, una antena). Si esto no fuera posible, el impacto de la sombra se puede minimizar teniendo en cuenta al seleccionar cómo se conectan las células y módulos y durante el concepto del sistema. Auto - sombreado La sombra de los módulos puede ser causada por la fila de módulos en el frente. Requisitos de espacio y pérdidas de sombreado pueden ser minimizadas mediante la optimización de los ángulos de inclinación y las distancias entre las hileras de módulo. Mal diseñado o instalado sistema de montaje también puede provocar micro-sombreado en las instalaciones de techo inclinado.

Directa de sombreado Sombra directa puede causar pérdidas de alta energía. El objeto más cercano del bastidor de la sombra, la más oscura la sombra será ya que el módulo es golpeado por la sombra de la base y la luz difusa menos alcanza el módulo fotovoltaico. Así, la sombra de núcleo de un objeto cercano reduce el incidente de la energía en la célula de aproximadamente 60 a 80%, mientras que una sombra parcial conduce a una reducción de sólo la mitad de alto. Cuanto mayor sea la distancia hasta el objeto de bastidor de la sombra, es el más brillante la sombra y se reducen las pérdidas de sombreado más. La figura 2 muestra la creación de la base y sombras parciales.

Figura 2. Sombra base y sombra parcial en un panel fotovoltaico [1, 2].

Basado en el grosor de la sombra-casting objeto d, puede calcularse la distancia óptima aopt de los módulos. La distancia óptima aopt de los módulos se determina por la siguiente relación:

donde • como distancia de la tierra al sol: 150 millones de km. • diámetro DS de sol: 1,39 millones de km. De relación (1), desde aopt