RatedPower ha lanzado recientemente una de las actualizaciones más importantes de su software pvDesign: una opción para que los usuarios puedan simular estructuras fijas este-oeste para sistemas de paneles solares
RatedPower ha lanzado recientemente una de las actualizaciones más importantes de su software pvDesign: una opción para que los usuarios puedan simular estructuras fijas este-oeste para sistemas de paneles solares.
En este artículo cubriremos:
Diseño de configuración de paneles solares este-oeste para optimizar la producción solar
El diseño de plantas solares con estructuras este-oeste (o estructuras a dos aguas) es una configuración especializada de estructuras fijas para la instalación de paneles solares fotovoltaicos (FV). En los sistemas tradicionales de energía solar, los paneles fotovoltaicos de las estructuras fijas se instalan en filas inclinadas hacia el ecuador: en los lugares del hemisferio norte los paneles están orientados al sur y en el hemisferio sur están orientados al norte.
En los sistemas de seguimiento (en inglés, trackers), los paneles fotovoltaicos se montan de forma que sigan la dirección del sol para obtener la mayor exposición a la luz solar directa y generar la mayor cantidad de energía.
En un sistema este-oeste, los paneles fotovoltaicos se colocan en un ángulo de 90 grados, con un lado de la instalación orientado hacia el este y la otra mitad hacia el oeste.
Ventajas de la configuración este-oeste
Esta disposición tiene ventajas en lugares con espacio limitado donde los emplazamientos suelen ser más pequeños, como Francia o Alemania, ya que pueden colocarse espalda con espalda, reduciendo el espacio entre filas y permitiendo la instalación de más módulos para aumentar la producción. Esto puede ser especialmente útil para las instalaciones en tejados planos y en regiones en las que hay pocos terrenos abiertos disponibles para el desarrollo.
Como los sistemas este-oeste se instalan a menor altura del suelo, la presión del viento sobre los paneles se reduce al pasar por encima del conjunto. También reducen la probabilidad de que el inversor se sobrecargue, ya que los paneles producen una tasa de energía más estable a lo largo del día, en lugar de un pico al mediodía. Los paneles orientados al este producen una mayor producción durante la mañana, cuando sale el sol, y los orientados al oeste toman el relevo durante la tarde, cuando se pone el sol, por lo que la planta producirá una producción más nivelada a lo largo del día, en lugar de un pico al mediodía.
Las instalaciones fotovoltaicas orientadas al este pueden incorporar un gran número de paneles más cercanos entre sí, lo que supone una ventaja en lugares donde la disponibilidad de terreno es limitada.
El rápido aumento del coste del terreno, sobre todo en el norte de Europa, está impulsando la disposición este-oeste para maximizar la producción de los emplazamientos pequeños. Esta podría ser una de las razones que explican el ligero aumento de las instalaciones de estructuras fijas según los datos de pvDesign. Aunque las estructuras de seguimiento se utilizaron en el 63% del total de simulaciones en pvDesign (+1TW) en 2021, durante el último trimestre del año, hubo una ligera tendencia al aumento de las estructuras fijas (45% del total de simulaciones).
Desafíos en la instalación de estructuras este-oeste
En una configuración este-oeste, los paneles orientados al este deben tener sistemas eléctricos separados y aislados de los paneles orientados al oeste para que no haya desajustes entre las cadenas de paneles. Esto requiere una disposición eléctrica diferente a la de los sistemas en los que los paneles están orientados en la misma dirección.
Aunque las disposiciones este-oeste producen una cantidad estable de energía durante el día, la producción máxima es inferior a la de los sistemas tradicionales orientados al ecuador, lo que puede afectar a la economía general del sistema. Y como los paneles están instalados más juntos, hay menos espacio para el mantenimiento que en un sistema de seguimiento, donde hay mayores espacios entre los paneles.
Debido a las diferencias entre las configuraciones este-oeste y los sistemas más tradicionales, su evaluación requiere un análisis en profundidad. Los equipos de ingeniería fotovoltaica deben estudiar detenidamente la optimización del trazado, el diseño del sistema eléctrico, los datos meteorológicos, el rendimiento energético y el balance de costes del sistema. Con pvDesign, ahora es posible analizar todos estos puntos de forma rápida y precisa.
Simulaciones este-oeste con RatedPower
Incluir la capacidad de simular estructuras este-oeste requirió una importante actualización de pvDesign de RatedPower. Fue un reto hacer la adición, ya que el software fue diseñado basándose en la suposición de que la orientación de los paneles solares en un proyecto sería homogénea, y que las cadenas de paneles se pueden conectar a cualquier colector, lo que no es el caso de los sistemas este-oeste.
La actualización consistió en añadir la nueva configuración al diseño, validar el sistema eléctrico y la disposición de los cables, y ajustar el modelo de rendimiento energético para acomodar las simulaciones correctas del sombreado.
Las personas usuarias de pvDesign pueden activar la opción de estructuras este-oeste en la página del proceso de diseño y configurar las herramientas de análisis topográfico y movimiento de tierras. Pueden modificar la distancia entre los grupos de paneles orientados al este y los orientados al oeste. También pueden cambiar el modo en que las cadenas de paneles se conectan a los sistemas de inversores. Las cadenas de ambas direcciones se conectan a los inversores mediante sistemas eléctricos de CC de baja tensión independientes.
El software solar muestra las nuevas estructuras en los documentos de disposición, así como en los informes de diseño y energía. El objetivo es que el trabajo de cálculo y la experiencia del cliente sean lo más sencillos posible, de modo que se puedan comparar las configuraciones para encontrar el trazado que mejor se adapte a un lugar concreto.
En proyectos diseñados en países de latitudes como Alemania, Países Bajos y Suiza utilizan esta configuración en más del 50% de las plantas que diseñan, por lo que necesitan opciones de diseño este-oeste para que los proyectos sean rentables en esos países. Y como el diseño es barato, se está haciendo más popular en Australia, donde la capacidad de generación solar se está expandiendo rápidamente y las promotoras quieren aprovechar al máximo sus emplazamientos.
Utiliza pvDesign para optimizar tu proyecto de energía solar
La evaluación del diseño más adecuado para la configuración de una planta solar requiere que las promotoras examinen la capacidad, la disposición y la producción de un emplazamiento para realizar una comparación exhaustiva entre los distintos tipos de posicionamiento.
Las instalaciones fotovoltaicas de este a oeste pueden incorporar un gran número de paneles más cercanos entre sí, lo que supone una ventaja en lugares donde la disponibilidad de terreno es limitada.
Que sean una mejor opción que las estructuras tradicionales fijas o de seguimiento depende de la latitud y las condiciones económicas del país. En los lugares en los que sí tiene sentido utilizarlas, ofrecen claras ventajas frente a las estructuras fijas normales. La simulación de configuraciones este-oeste se ha incorporado a pvDesign de forma que sea fácil de usar y se integre en los modelos de cálculo para el diseño de los sistemas eléctricos.
Comparación entre tres plantas fotovoltaicas que utilizan diferentes tipos de estructura: seguidores, estructuras fijas y una configuración de estructura este-oeste en pvDesign.
En esta comparación realizada en Alemania, se observa que la simulación este-oeste tiene casi el doble de producción que la simulación de seguidores, y el triple que la simulación de estructura fija. Sin embargo, la eficiencia de la planta es menor, por lo que el LCOE es ligeramente superior. Un defecto de esta comparación es que el precio por kWp es el mismo para las tres simulaciones, los resultados pueden cambiar con una fijación de precios más precisa.
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