Diseño de instalación fotovoltaica: procedimientos, comprobaciones y dimensionamiento con software BIM (Parte 2)

Diseño de instalación fotovoltaica: procedimientos, comprobaciones y dimensionamiento. Las ventajas de diseñar una instalación fotovoltaica con el uso de un software BIM

En este artículo se ilustran los criterios de una instalación fotovoltaica, continuando con el estudio técnico que se inició con la entrada: ‘Proyecto de instalación fotovoltaica: requisitos y tipos‘.

Procedimientos de cálculo

Normalmente, el principio de diseño utilizado para una instalación fotovoltaica es maximizar la recolección de la irradiación solar anual disponible.

Por lo tanto, en la mayoría de los casos, la instalación fotovoltaica debe estar expuesta a la luz solar de forma óptima, eligiendo una orientación prioritaria hacia el sur; esto permite evitar el exceso de sombreado. De acuerdo con las limitaciones arquitectónicas de la estructura sobre la que se coloca la instalación, se pueden adoptar diferentes orientaciones siempre y cuando se verifiquen y evalúen adecuadamente.

Por otro lado, las pérdidas de energía debidas a tales fenómenos afectan el costo de los kWh producidos y el tiempo de recuperación.

Dicho esto, desde el punto de vista arquitectónico, en el caso de instalaciones en techos inclinados, la elección de la inclinación y orientación debe tener en cuenta que es recomendable mantener el plano de los módulos en paralelo o incluso coplanar con el de la propia cubierta. Esto con el fin de no alterar la forma del edificio y no aumentar la acción de las fuerzas del viento en los módulos.

De esta manera, se favorece la circulación de aire entre la parte posterior de los módulos y la superficie del edificio para limitar las pérdidas de temperatura.

Criterios de estimación de producción de energía

La energía producida depende de:

• lugar de instalación (latitud, radiación solar, temperatura, reflectancia superficial del frente de los módulos)
• exposición de los módulos: ángulo de inclinación (Tilt), ángulo de orientación (Azimut)
• sombreado debido a elementos naturales o artificiales
• características de los módulos: potencia nominal, coeficiente de temperatura, pérdidas de desacoplamiento o desajuste
• características de BOS (Balance Of System)

Diseño instalación fotovoltaica: dimensionamiento de la instalación

Para dimensionar correctamente una instalación  es necesario definir datos generales:

• datos del promotor (nombre y dirección)
• latitud (N)
• longitud (E)
• altitud (m)
• la radiación solar anual en el plano horizontal (MJ/m²)
• coeficiente de sombreado

Datos técnicos:

• superficie total de módulos (m²)
• número total de módulos
• número total inversores
• energía total anual (kWh)
• potencia total (kW)
• potencia fases (L1-L2-L3) (kW)
• energía por kW (kWh / kW)
• sistema de almacenamiento
• capacidad de almacenamiento útil (kW)
• BOS (%)

Sistema de almacenamiento externo

En este caso, el sistema de almacenamiento externo se utiliza para almacenar el exceso de energía producida por la instalación; esto permite reutilizarla en los periodos en que la instalación no produce energía. Por lo tanto, es necesario definir el tipo de batería (código, marca, modelo y características) y la configuración del sistema de almacenamiento.

Las ventajas de diseñar una instalación fotovoltaica con el uso de software

Para la correcta redacción de un proyecto de instalación fotovoltaica es necesario utilizar un software de cálculo. A continuación, se presentan las ventajas en diseñar con la ayuda del software Solarius PV de ACCA software:

• Dibujas las superficies a disposición para la instalación fotovoltaica con objetos gráficos específicos que incluyen los datos necesarios para el diseño, o las importas directamente desde ficheros DXF/DWG.
• Luego, posicionas los paneles fotovoltaicos en el techo o en el suelo; se pueden elegir entre aquellos propuestos por el software para conseguir el resultado mejor.
• Podrás también simular el sombreado producido por elementos en el horizonte y a gran distancia de los componentes fotovoltaicos; todo es posible gracias a un simple levantamiento fotográfico del sitio. De esta manera, se detecta el sombreado producido por obstáculos cercanos y  por las ramas paralelas de los módulos fotovoltaicos.
• Configuras la instalación fotovoltaica con inversor monofásico en baja tensión (BT), inversor trifásico en baja tensión (BT) o media tensión (MT), inversores con varios MPPT, inversor con acumulación integrada o independiente (baterías fotovoltaicas externas). Los Inversores y baterías fotovoltaicos serán seleccionados y sugeridos automáticamente por el software para conseguir el mejor resultado.
• Calculas el rendimiento de la instalación fotovoltaica (producibilidad anual total con detalle del tiempo de producción); esto permitirá evalúar la rentabilidad y el período de la amortización de la instalación fotovoltaica.
• Obtienes los resultados del cálculo, en forma numérica y gráfica, siempre actualizados con cada cambio de los datos de diseño. Todo esto con el apoyo de un diagnóstico capáz de señalarte anomalías rápidamente.
• Puedes realizar un fotomontaje para representar la instalación de forma fotorrealista y mostrar al cliente el impacto visivo de la instalación.

Por último, las imágenes de la interfaz de Solarius PV, el software para el diseño de instalaciones fotovoltaicas.