Tema: Cálculo de orientación de paneles en tejados

Hola otra vez a todos,

Vuelvo a la carga con el tema de desarrollo de herramientas.

Mientras sigo dando vueltas al tema que inicié en otro hilo (al que por cierto nadie ha querido hacer aún comentarios...), he visto que hay bastantes dudas en el foro con el tema de la inclinación que se debe dar a los paneles en el montaje sobre tejados, cuando estos presentan desviación respecto al sur (por ejemplo, en el este archiconocido hilo).

He preparado una pequeña hoja Excel con una explicación de cómo, a partir de cuatro giros (desorientación de la nave, inclinación del tejado, orientación de las hileras de paneles respecto al eje longitudinal del tejado e inclinación del panel) quedaría definida la orientación de un panel con respecto al horizonte, de forma que se pueda entrar en el Pliego de Condiciones Técnicas del IDAE y ver las pérdidas que se tendría por orientación.

He intentado acompañarlo de figuras para no perderse en el proceso. De todas formas, la intención es plasmar el problema en números (siento el batiburrillo de fórmulas de geometría...) de forma que se automatice un poco el proceso. Por cierto, que cualquier revisión o comentario será bienvenido...

Según esto, por ejemplo, en otro hilo había empezado a ver cómo podían afectar las sombras sobre una instalación de tejado. La nave estaba orientada 45º al Sur-Este, el tejado tenía una inclinación de 12º y los paneles se instalaban a 45º respecto al eje de la nave y 30º de inclinación (respecto al plano del tejado). Sin embargo, viéndolo ahora, respecto a los ejes absolutos, con ese posicionamiento, realmente los paneles están orientados 11º al oeste y con una inclinación de 39º respecto del suelo. Las pérdidas por orientación, sin embargo según el Censol en esas condiciones son del 2%. He probado distintos valores de colocación para los paneles y si en el agua que está más al sur los colocamos formando un ángulo de unos 65º con el eje de la nave y 23º de inclinación con el plano del tejado, quedan orientados al sur y con una inclinación respecto del suelo de 30º.

Bueno, pues ahí lo dejo para que le déis vueltas, le saquéis fallos, hagáis comentarios o lo que se tercie...

Hola Vega, ¡vaya curro te estás pegando! Te felicito por ello. Creo que tu idea de desarrollar una herramienta para el cálculo mas o menos rápido de capacidad y pérdidas de una cubierta, es magnífica. Sigue así.
He estado leyendo los otros posts a los que haces alusión y coincido con Solarjonathan, si no es con ánimo de lucro, cuenta conmigo.
No tengo ni idea de trigonometría, mis cálculos los realizo de forma virtual tridimensional, con programas de diseño paramétrico; por lo tanto creo que te puedo ayudar confirmando los resultados de tu "herramienta".
En cuanto al tema de las pérdidas por desorientación y sombras que calculan los programas "habituales", continúo con la mosca tras la oreja. No estoy seguro de que sean muy fiables, ahora bien, es pura intuición. Tengo varias dudas al respecto y en cuanto pueda intentaré plasmar reflexiones al respecto. Por ejemplo: no me cuadra mucho que un seguidor solar consiga un aumento de producción de un 25% y que una instalación desorientada 35º sólo pierda un 2º.
En fín, aquí estoy pa lo que haiga falta.

Gracias Cayo,

Vi un poco por encima (porque es para verlo en detalle y lo quiero hacer cuando tenga tiempo) el mega hilo sobre la nave con 1280 m2 y las discusiones entre Boriaska y tú y pensé que tener algo de este estilo podría venir bien. El tema de la geometría me gusta y por suerte o por desgracia nos metieron mucha caña en la carrera con este tema (aunque hace ya muuuucho de eso y no me extrañaría que hubiera metido la pata en algún sitio...). Por cierto, cuando tenga un rato meto los números de ese hilo y aporto mi granito de ruido al tema...

Con el tema de las pérdidas, los dos valores de ángulos que saco supuestamente son la entrada al diagrama de pérdidas del IDAE, pero yo también quiero entenderlo mejor.

Pues nada, seguimos en contacto y gracias por los ánimos...

Hola a todos,

Llevo varios días desconectado porque he estado fuera, pero he aprovechado los ratos libres para terminar una cosa que quería compartir con el foro.

Es una continuación a lo que colgué hace algunas semanas que explicaba los ángulos de orientación que tendrían unos paneles instalados sobre una cubierta inclinada y desorientada. Lo he completado ahora con los cálculos geométricos que permitirían ver a qué distancia habría que colocar un panel de otro en cada cubierta para que no tuvieran sombras, pudiendo meter cualquier día y hora del año.

Igual que la otra vez, he incluido una hoja con explicaciones de lo que hace la hoja Excel y pido discuplas por anticipado por lo farragoso de la formulación matemática para los que no estén familiarizados con el álgebra lineal...

Para considerar sólo una cubierta plana, recordad que de acuerdo a los giros que he definido, los dos primeros serían 0 (no hay desorientación de la nave y no hay inclinación del tejado), el tercero sería 90º (para poner el eje del panel en la dirección Oeste-Este) y el cuarto la inclinación del panel.

Espero que os sea útil y como dije en su momento, cualquier sugerencia o correción será bienvenida.

Saludos

Hola Vega,

Ante todo, muchisimas gracias y felicidades tanto por tu programa de sombras como por esta hoja de cálculo. Es un verdadero curro y son herramientas muy útiles para hacerse una idea el instalador. Por fin veo que el algebra lineal sirve para algo!!!!

He estado metiendo los datos de una instalación que voy a hacer y el parametro de la distancia entre placas no me parece que esté bien. Ponga la inclinación de placas que ponga el valor nunca supera el valor de longitud de la placa, por lo que me lleva a pensar que el valor que muestra es el de la proyección del lado de la placa sobre el tejado.

Estoy equivocado en mi planteamiento o es un error de la hoja??

Reiterar el agradecimiento por tu gran trabajo y sobre todo por querer compartirlo con los demás.

Un saludo,

Santi.

Hola Santi37,

¿Puedes pasarme los datos concretos que comentas? Hace tiempo que programé la hoja y el programa de sombras y tendría que desenpolvar un poco lo que hice, por lo que si sé lo que tengo que buscar, me resultaría más fácil.

Gracias

Claro,

La nave esta desfasada con el azimut sur, -12,5º (Giro 1 = -12,5º)
La inclinación del tejado donde se situan las placas es de -10º (Giro 2 = -10º)
No voy a corregir el azimut con las placas por abaratar el coste de la estructura por lo que 0º (Giro 3 = 0º)
La inclinacion de las placas sobre el tejado será de 35º (Giro 4 = 35º)
La latitud de la instalacion 39º
Las dimensiones del panel son 1,665m x 0,991m y se pondrá en vertical por lo que la altura es de 1,665m

Muchas gracias de antemano.

santi

Hola,

He echado un vistazo esta tarde a tus números y ya veo dónde está el problema. El giro 3 son 90º, no 0º (mira en el documento que explica los giros la orientación de los ejes en cada giro).

De esta forma, te quedaría, para la vertiente derecha los siguientes datos:

Orientación real del panel: azimut 26.43º, inclinación 36.22º, separación 3.321 m

y para la vertiente izquierda

Orientación real del panel: azimut -1.43º, inclinación 36.22º, separación 3.055 m

Te adjunto una foto de cómo se verían con el programa de visualización 3D de la sección de descargas.

Entiendo que lo suyo es dejar ambas vertientes a unos 3.5 m de separación para que se vean "iguales" y cuidado con la conexión de las cadenas a los inversores, porque como verás, al mantener la estructura, las orientaciones en las vertientes son distintas y por tanto el punto de funcionamiento de cada vertiente es diferente.

Espero haberte ayudado

Ok, lo vere con detalle pero parece que tienes toda la razón.

Muchisimas gracias y gracias por el detalle del punto de funcionamiento.

Eres un crack.

Iniciado por Vega

Hola,

He echado un vistazo esta tarde a tus números y ya veo dónde está el problema. El giro 3 son 90º, no 0º (mira en el documento que explica los giros la orientación de los ejes en cada giro).

De esta forma, te quedaría, para la vertiente derecha los siguientes datos:

Orientación real del panel: azimut 26.43º, inclinación 36.22º, separación 3.321 m

y para la vertiente izquierda

Orientación real del panel: azimut -1.43º, inclinación 36.22º, separación 3.055 m

Te adjunto una foto de cómo se verían con el programa de visualización 3D de la sección de descargas.

Entiendo que lo suyo es dejar ambas vertientes a unos 3.5 m de separación para que se vean "iguales" y cuidado con la conexión de las cadenas a los inversores, porque como verás, al mantener la estructura, las orientaciones en las vertientes son distintas y por tanto el punto de funcionamiento de cada vertiente es diferente.

Espero haberte ayudado

Muy bueno Vega; una aclaración
La distancia d está medida sobre el mismo plano de la cubierta o un plano horizontal de la cubierta?. ¿La distancia sería la distancia d libre entre filas o la distancia desde el borde inferior de un panel hasta el borde inferior del panel siguiente de la siguiente fila, o sea, la distancia de entre filas mas la proyección del propio panel?

Hola,

Pues me has pillado

No, en serio. Hacía tanto que no me metía en el foro que ha sido una sorpresa encontrarme un mensaje en este hilo después de tanto tiempo. Tendría que desempolvar las rutinas de cálculo que utilicé para acordarme, pero así a bote pronto creo que era medido sobre el propio plano de la cubierta entre el borde inferior de una hilera y la siguiente

Estimado Vega:

Estaba justamente intentando resolver un problema de orientación de captadores, sin encontrar la solución, cuando buscando en internet topé por casualidad con tu fabuloso y asombroso trabajo. Es realmente bueno, y tu forma de abordar el caso general es ejemplar. Eres un científico. Enhorabuena.

Voy a poner un ejemplo para ver si he comprendido bien el asunto de los giros:

a) Se trata de una nave industrial con su eje longitudinal orientado en la dirección N-S, con dos cubierta orientadas por tanto a E y O.
b) Las cubiertas tienen una orientación de 11º, estando la arista de intersección de ambos planos arriba.

Entiendo que los giros serían los siguientes:

A) Agua o cubierta izquierda, mirando la nave en dirección S-N:
1. 0º (orientación sur).
2. 11º (inclinación de la cubierta).
3. 90º (según el esquema de giros definido en el documento, tú dices en el foro “para poner el eje del panel en la dirección Oeste-Este).
4. 30 º (inclinación supuestamente óptima del panel sobre cubierta horizontal).

B) Agua o cubierta derecha, mirando la nave en dirección S-N:
1. 0º (orientación sur).
2. - 11º (inclinación de la cubierta).
3. 90º (según el esquema de giros definido en el documento).
4. 30º (inclinación supuestamente óptima del panel sobre cubierta horizontal).

Otro asunto que me gustaría comentar es el cálculo de distancias entre filas para evitar sombras. No entiendo bien tu razonamiento, y creo que es debido a que el esquema geométrico que utilizas es el opuesto al presentado habitualmente para hacer ese cálculo ¿Podrías explicármelo mejor?

Saludos, gracias y nuevamente enhorabuena por el excelente trabajo.