Posición del sol e inclinación de paneles solares

Qué indican los ángulos solares

La posición del sol en el cielo se expresa con dos ángulos. La altura solar indica cuánto se eleva el sol sobre el plano del horizonte, y el azimut da su dirección como un ángulo medido desde el norte verdadero en el sentido de las agujas del reloj. En el hemisferio norte, al mediodía solar verdadero el sol está exactamente al sur y en su punto más alto del día. Las direcciones de salida y puesta cambian con las estaciones: en verano el sol sale por el noreste y se pone por el noroeste, y en invierno sale por el sureste y se pone por el suroeste. El gráfico de la herramienta muestra la curva de altura del día elegido junto con las del 21 de junio y el 21 de diciembre, de modo que puede comparar de un vistazo las condiciones solares más altas y más bajas del año en un punto.

Cómo se determina la inclinación de los paneles solares

Un panel de inclinación fija se orienta al sur verdadero en el hemisferio norte y al norte verdadero en el hemisferio sur. Si se orienta con una brújula, la lectura debe corregirse según la declinación magnética; para ello puede usar la calculadora de declinación magnética.

Para la inclinación fija anual, la herramienta ofrece dos métodos aproximados publicados:

• Jacobson y Jadhav (2018): los autores calcularon las inclinaciones óptimas de los países del mundo con el programa PVWatts del Laboratorio Nacional de Energías Renovables de Estados Unidos y ajustaron a ellas un polinomio de tercer grado en función de la latitud. Para el hemisferio norte, inclinación = 1,3793 + φ(1,2011 + φ(−0,014404 + φ·0,000080509)). El estudio muestra que en latitudes altas nubosas y brumosas la inclinación óptima queda claramente por debajo de la latitud. Esta fórmula da unos 31,5° para 40° de latitud.
• Landau: para latitudes entre 25° y 50°, inclinación anual = latitud × 0,76 + 3,1°. La misma fuente da, para el ajuste de dos estaciones, un ángulo de verano de latitud × 0,93 − 21° y uno de invierno de latitud × 0,875 + 19,2°; el cambio al ángulo de verano se hace el 30 de marzo y al de invierno el 10 de septiembre. La herramienta también muestra los coeficientes del ajuste de cuatro estaciones.

Ambos métodos son aproximados. La inclinación exacta y la disposición de las filas deben fijarse con una simulación de producción que incluya datos horarios de irradiación del lugar, nubosidad, reflectancia del suelo (albedo), sombreado del entorno y pérdidas por temperatura.

Cálculo de la longitud de la sombra

En un terreno llano, la sombra de un objeto de altura h mide L = h / tan(α), donde α es la altura solar. Por ejemplo, con el sol a 30° la sombra mide unas 1,73 veces la altura del objeto, y con el sol a 45° es igual a su altura. La sombra cae en la dirección opuesta al sol. La herramienta da la longitud y la dirección de la sombra para el momento elegido, y además la longitud de la sombra al mediodía del solsticio de invierno. Ese momento, en el que el sol está más bajo en todo el año, es un punto de partida habitual para evaluar la sombra que proyectan filas de paneles, edificios y árboles. En un terreno inclinado, la sombra se alarga o se acorta según la orientación de la pendiente.

Cómo se usa

1. Toque el punto en el mapa o introduzca la latitud y la longitud en grados decimales.
2. Elija la fecha y la hora local y, si hace falta, cambie la zona horaria. El botón "Ahora" usa la hora de su dispositivo.
3. Escriba en metros la altura del objeto cuya sombra desea conocer.
4. En la lista de resultados verá los ángulos solares, las horas y direcciones de salida y puesta del sol y los valores de sombra; en la sección inferior, las inclinaciones recomendadas para los paneles y el ángulo de incidencia sobre su superficie. Las líneas del mapa indican las direcciones de salida, puesta, sol actual y sombra.

Datos y método

La posición del sol se calcula con las ecuaciones que utiliza la calculadora solar del Laboratorio de Monitoreo Global de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de Estados Unidos (NOAA GML), basadas en el libro "Astronomical Algorithms" de Jean Meeus; a la altura solar se le aplica la corrección de refracción atmosférica de NOAA. La salida y la puesta del sol se definen como el instante en que el centro del sol está 0,833° por debajo del horizonte. NOAA indica que, con este método, las horas de salida y puesta son teóricamente exactas en un minuto entre las latitudes ±72°. El método es válido para los años 1901-2099. Los iconos son de Lucide (licencia ISC); el gráfico se dibuja en SVG sin bibliotecas y los mapas base proceden de Esri y de los colaboradores de OpenStreetMap. El cálculo se realiza en su navegador y su ubicación no se envía a ningún servidor. Bibliotecas de código abierto utilizadas y sus licencias: Fuentes de datos.

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