Energía solar en tejados: optimización y sensores
ESS Earth Sciences es un proveedor de instrumentos científicos para el mercado australiano, destinados a la monitorización de la radiación solar y la eficiencia de los paneles. Tenga en cuenta que somos…
ESS Earth Sciences es un proveedor de instrumentos científicos para el mercado australiano, destinados a la monitorización de la radiación solar y la eficiencia de los paneles.
Tenga en cuenta que no somos proveedores de sistemas de energía solar para tejados.
La energía solar en tejados en Australia ha crecido en los últimos 10 años. Datos del Regulador de Energía Limpia [1] indican que se han instalado 2.38 millones sistemas solares fotovoltaicos (FV) en toda Australia. Estos 2.38 millones sistemas FV pueden producir aproximadamente 10.7 gigavatios (GW).
La energía solar industrial y las granjas solares tuvieron un comienzo más lento, pero están recuperando terreno. La fragmentación de los datos dificulta la determinación de la generación total de energía solar a gran escala. Sin embargo, nuestra mejor estimación se sitúa entre 9 a 16 GW. Dicho esto, la energía solar a gran escala ha cobrado impulso y se espera que la estimación máxima se supere a finales de 2020.
¿Qué es la energía solar en tejados?
La energía solar en azoteas describe cualquier sistema de paneles fotovoltaicos instalado en el techo de un edificio. Tradicionalmente, las azoteas residenciales dominaban el mercado, a menudo gracias a los incentivos gubernamentales para promover su uso. Sin embargo, a medida que el costo de los paneles ha disminuido, las empresas están viendo los beneficios de instalar paneles solares. Para las empresas con grandes almacenes y edificios, sus azoteas ofrecen la oportunidad de reducir sus facturas de energía y su huella de carbono. Una de las mayores instalaciones comerciales en azoteas es la de Primo Foods en Queensland [2], que puede producir hasta 3.2MW, una cifra superior a la de muchas grandes centrales solares.
Al igual que sus equivalentes de mayor tamaño, sistemas solares para tejados convierten la luz solar en electricidad mediante paneles fotovoltaicos (FV). La electricidad generada puede tener tres destinos: almacenamiento en baterías, inyección a la red eléctrica o alimentación del edificio. A menudo, se combina una de estas tres opciones a lo largo del día, dependiendo de la producción total de los paneles solares y las necesidades energéticas del edificio.
El sistema adecuado requiere cálculos precisos sobre el consumo eléctrico del edificio y su potencial de producción de energía. Un edificio con un mayor consumo eléctrico durante la tarde o la noche podría considerar seriamente un sistema de baterías. En consecuencia, las baterías almacenan energía durante el día y la liberan por la noche, cuando la demanda es máxima. Por otro lado, un edificio con un mayor consumo energético durante el día probablemente no se beneficiaría tanto de un sistema de baterías instalado.
Optimización de la generación de electricidad
La alineación de los paneles solares también es un factor crítico para optimizar su rendimiento. Las grandes centrales solares realizan estudios utilizando sensores de irradiancia solar de alta especificación, como pirheliómetros y piranómetros. Los datos de los sensores proporcionan información sobre la viabilidad del sitio y los ángulos óptimos de los paneles. A menudo, los paneles giran a lo largo del día para maximizar la exposición. Sin embargo, el costo de estos estudios es prohibitivo para las pequeñas instalaciones residenciales en tejados, al igual que el de instalar equipos para girar los paneles. Aun así, para maximizar la producción de energía, es necesario realizar ajustes de optimización.
Tres factores críticos a tener en cuenta.
- Orientación predominante para la colocación de los paneles. En el hemisferio sur, los paneles se orientan predominantemente hacia el norte para captar la mayor cantidad de luz. Sin embargo, no es raro ver paneles en forma de "V" invertida en grandes instalaciones en azoteas, ya que la forma del techo se presta a esta disposición.
- Ángulo del panel. No es tan sencillo como la dirección. En las instalaciones sobre tejados residenciales, a veces no hay mucha libertad de elección. Sin embargo, el ángulo del panel debe tener en cuenta la latitud del edificio. Por ejemplo, en Darwin, cerca del ecuador, un ángulo de 12.5° sería lo ideal, mientras que en Hobart, un ángulo de 42° es óptimo. Los tejados planos permiten este tipo de optimizaciones.
- Trayectoria del Sol a lo largo del año. La posición del sol en el cielo varía a lo largo del año. Para compensar este cambio, los ángulos de los paneles se pueden ajustar en 15°. Las grandes centrales solares realizan esta acción automáticamente durante el día mediante la inclinación de los paneles sobre un eje. Las centrales solares de doble eje siguen con precisión el movimiento del sol mediante cálculos complejos y sensores.
Sintonia FINA
edificios comerciales y almacenes suelen tener un alto consumo energético. La iluminación, los equipos y la climatización consumen mucha energía. Por ello, las instalaciones en azoteas de mayor tamaño pueden beneficiarse de una optimización precisa. A medida que aumenta el número de paneles, pequeñas modificaciones se acumulan y marcan una gran diferencia. Sin embargo, determinar dónde optimizar el sistema resulta difícil sin datos fiables. Por este motivo, los fabricantes de equipos originales (OEM) han desarrollado sensores de alta precisión específicos para paneles solares en azoteas. Un ejemplo de este tipo de sensor es el Kipp and Zonen RT1, que proporciona información sobre la temperatura de la parte posterior del módulo y la irradiancia solar incidente. Con estos datos, es posible calcular con precisión la cantidad de energía que deberían producir los paneles.
Cuando la producción de energía real de un panel difiere considerablemente de la esperada, puede indicar que es necesario realizar algún ajuste. Esto podría deberse a una suciedad excesiva en los paneles o, si temperaturas son demasiado altas, a una fuente de calor inesperada que actúa sobre ellos (como un sistema de aire acondicionado o la falta de aislamiento en el techo inferior). Al realizar pequeños ajustes o limpiar los paneles cuando sea necesario, es posible maximizar la generación de energía y el retorno de la inversión.
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