Sombras en las placas solares: cómo afectan a la producción y cómo solucionarlo
Las sombras son uno de los factores que más pueden influir en el rendimiento de una instalación fotovoltaica.
Un árbol, una chimenea, una antena, un edificio cercano o incluso una parte de la propia cubierta pueden proyectar sombras sobre los paneles y reducir la producción de electricidad.
Pero tener alguna sombra no significa necesariamente que una vivienda no sea adecuada para instalar placas solares.
El resultado depende de cuánto dura la sombra, qué superficie afecta, en qué momento del día aparece y cómo se diseña eléctricamente la instalación.
En este artículo explicamos cómo afectan las sombras a las placas solares, cómo detectarlas y qué soluciones existen para reducir su impacto.
¿Por qué las sombras afectan a las placas solares?
Un panel solar está formado por células fotovoltaicas conectadas entre sí.
Cuando una parte del panel recibe menos radiación porque está sombreada, puede reducirse la corriente que circula por el conjunto.
El efecto exacto depende de la tecnología del módulo y de cómo esté diseñada la instalación.
Por eso una sombra pequeña puede tener un efecto mayor del que muchas personas imaginan.
Además, cuando varios paneles están conectados formando un string, hay que estudiar cuidadosamente cómo interactúan entre ellos.
¿Qué puede provocar sombras sobre los paneles?
Las causas más habituales son:
Árboles.
Chimeneas.
Antenas.
Muros.
Edificios próximos.
Montañas o desniveles del terreno.
Elementos de la cubierta.
Otros paneles.
Estructuras auxiliares.
En algunas viviendas las sombras solamente aparecen durante determinadas horas.
En otras, pueden afectar durante buena parte del día.
Por eso no basta con mirar el tejado una única vez.
¿Todas las sombras son igual de importantes?
No.
Una sombra durante unos minutos puede tener un impacto muy diferente a una sombra que permanece durante varias horas.
También importa en qué momento del día aparece.
Por ejemplo, una sombra a primera hora de la mañana puede tener una repercusión diferente de una sombra que aparece durante las horas centrales del día.
Por eso, para estudiar correctamente una instalación hay que analizar el recorrido solar y la evolución de las sombras.
¿Cómo saber si mi tejado tiene sombras?
La primera comprobación puede hacerse visualmente.
Hay que observar:
Árboles cercanos.
Edificios.
Chimeneas.
Antenas.
Muros.
Elementos elevados.
Pero una inspección visual no siempre es suficiente.
La posición del sol cambia a lo largo del día y también a lo largo del año.
Un árbol que no genera una sombra importante en verano puede producirla en otra época.
Por eso, en instalaciones donde existen obstáculos cercanos es recomendable realizar un estudio solar.
¿Las sombras de invierno son diferentes?
Sí.
La altura del sol sobre el horizonte cambia durante el año.
En invierno, el sol sigue una trayectoria diferente a la del verano.
Como consecuencia, una sombra producida por un edificio o un árbol puede alcanzar una distancia mayor sobre la cubierta en determinadas épocas.
Esto es especialmente importante cuando existen obstáculos próximos.
¿Qué ocurre si solamente se sombrea un panel?
Depende de cómo esté configurada la instalación.
Si varios paneles están conectados en serie, una reducción de corriente en uno de ellos puede afectar al funcionamiento del conjunto del string.
Sin embargo, los inversores modernos incorporan diferentes sistemas de gestión que pueden ayudar a minimizar determinadas pérdidas.
Además, existen diferentes estrategias de diseño.
La importancia de los MPPT
Los inversores fotovoltaicos suelen disponer de uno o varios seguidores del punto de máxima potencia, conocidos como MPPT.
Estos sistemas permiten que el inversor gestione el funcionamiento de los paneles conectados a cada entrada.
Cuando una instalación tiene diferentes orientaciones o condiciones de sombra, disponer de una configuración adecuada de MPPT puede ser importante.
Por ejemplo, si tenemos:
Grupo A: paneles orientados al sur.
Grupo B: paneles orientados al oeste.
Puede ser conveniente gestionar ambos grupos de forma independiente, siempre que el inversor y el diseño eléctrico lo permitan.
¿Qué son los optimizadores de potencia?
Los optimizadores son dispositivos que se utilizan en determinadas instalaciones para gestionar individualmente o por grupos el rendimiento de los módulos.
Pueden ser interesantes en determinadas situaciones donde existen sombras, diferentes orientaciones o condiciones particulares de la cubierta.
Pero no significa que haya que instalar optimizadores en todas las viviendas.
Su utilidad depende del diseño concreto.
Antes de añadirlos hay que analizar:
Magnitud de las sombras.
Número de paneles afectados.
Distribución de la cubierta.
Tipo de inversor.
Coste adicional.
Beneficio energético esperado.
¿Cuándo pueden ser interesantes los optimizadores?
Pueden tener sentido cuando una instalación presenta condiciones que dificultan el funcionamiento uniforme de todos los paneles.
Por ejemplo:
Sombras parciales.
Varias orientaciones.
Diferentes inclinaciones.
Paneles con condiciones muy distintas.
En cambio, si todos los paneles tienen la misma orientación, no existen sombras relevantes y el diseño eléctrico es sencillo, puede que no aporten una ventaja suficiente para justificar su coste.
¿Es mejor mover los paneles para evitar una sombra?
En muchos casos, sí puede ser una de las primeras soluciones que estudiar.
Imaginemos que una chimenea proyecta sombra sobre una zona concreta del tejado.
En lugar de instalar un panel justo en esa posición, puede ser posible reorganizar la distribución.
A veces unos centímetros o metros de desplazamiento pueden mejorar considerablemente el resultado.
Por eso el diseño previo de la instalación es tan importante.
¿Y si el problema es un árbol?
Los árboles son una de las fuentes más habituales de sombras.
Además, tienen una característica especial:
crecen.
Un árbol que actualmente apenas afecta a los paneles puede generar sombras mucho mayores dentro de varios años.
Por eso, al estudiar una vivienda con árboles cercanos hay que considerar no solamente la situación actual, sino también la evolución probable del entorno.
¿Merece la pena instalar placas solares con sombras?
En muchos casos, sí.
La existencia de sombras no significa automáticamente que una instalación fotovoltaica sea inviable.
Hay que determinar:
Cuánta superficie está afectada.
Durante cuánto tiempo.
En qué época del año.
Qué paneles estarán afectados.
Cómo pueden distribuirse.
Qué inversor utilizar.
Si son necesarios optimizadores.
Después se puede calcular si la instalación sigue siendo rentable.
Ejemplo: una sombra por una chimenea
Imaginemos un tejado con espacio para 12 paneles.
Una chimenea genera sombra en una pequeña zona durante parte de la mañana.
Una posible estrategia sería:
Analizar el movimiento de la sombra.
Evitar colocar paneles en la zona más afectada.
Distribuir los módulos restantes.
Configurar correctamente los strings.
Utilizar diferentes MPPT si es necesario.
Valorar optimizadores si realmente aportan beneficio.
El objetivo es reducir las pérdidas sin encarecer innecesariamente la instalación.
¿Las sombras afectan igual a los paneles de 600 W?
La potencia nominal del panel no elimina el problema de las sombras.
Un panel de 600 W, 610 W o 665 W seguirá necesitando recibir radiación solar para producir energía.
Lo importante es cómo se comporta el módulo ante condiciones de sombra y, sobre todo, cómo se integra en el conjunto de la instalación.
Por eso, al elegir paneles de alta potencia también hay que prestar atención a sus características eléctricas.
¿Qué ocurre con una instalación con batería?
La batería puede mejorar el aprovechamiento de la energía producida, pero no elimina las pérdidas provocadas por las sombras.
Si los paneles producen menos energía debido a una sombra, habrá menos electricidad disponible para cargar la batería.
Por eso el diseño del campo fotovoltaico sigue siendo fundamental aunque exista almacenamiento.
Sombras y sistemas antiapagones
En una instalación híbrida con batería y Backup, también hay que analizar cuidadosamente la producción fotovoltaica.
Si existen sombras importantes, la instalación puede generar menos energía durante determinadas horas.
La batería puede ayudar a cubrir consumos posteriormente, pero su capacidad de almacenamiento depende de la energía que haya podido generarse y almacenarse.
Por eso, en sistemas antiapagones es especialmente importante realizar un diseño energético completo.
¿Cómo se estudian las sombras antes de instalar placas solares?
Un estudio profesional puede analizar:
Orientación del tejado.
Inclinación.
Obstáculos.
Recorrido solar.
Sombras.
Distribución de los paneles.
Producción estimada.
Configuración de strings.
MPPT.
Inversor.
Herramientas de simulación solar permiten estimar la producción y comparar diferentes configuraciones.
En SeviSolar utilizamos herramientas de cálculo y simulación para estudiar la producción prevista de las instalaciones.
Sombras en Huelva, Sevilla y Cádiz
En Andalucía podemos encontrar diferentes situaciones.
Una vivienda urbana puede tener edificios próximos.
Una casa de campo puede tener árboles.
Una vivienda unifamiliar puede tener chimeneas, pérgolas o elementos propios de la cubierta.
Por eso cada instalación debe estudiarse individualmente.
En SeviSolar realizamos estudios para viviendas de Huelva, Sevilla, Cádiz y otras zonas de Andalucía, teniendo en cuenta las características específicas de cada cubierta.
¿Qué solución es mejor para una instalación con sombras?
No existe una única solución.
Dependiendo del caso puede ser suficiente con:
1. Cambiar la distribución de los paneles.
2. Separar diferentes grupos mediante MPPT.
3. Utilizar un inversor adecuado.
4. Incorporar optimizadores cuando estén justificados.
5. Evitar directamente las zonas más problemáticas.
La mejor solución es la que consigue reducir las pérdidas sin convertir una instalación sencilla en una instalación innecesariamente compleja y cara.
Conclusión
Las sombras son uno de los factores que más debemos estudiar antes de instalar placas solares.
Pero tener sombras no significa automáticamente que no puedas instalar energía solar.
La clave está en analizar:
qué genera la sombra + cuándo aparece + cuánto afecta + cómo diseñar la instalación.
Un buen diseño puede reducir considerablemente el impacto de determinadas sombras mediante la distribución de los paneles, una configuración adecuada de MPPT y, cuando realmente sea necesario, optimizadores u otras soluciones.
Por eso recomendamos realizar un estudio antes de contratar una instalación.
En SeviSolar analizamos la cubierta, orientación, sombras, consumo y producción prevista para diseñar instalaciones fotovoltaicas adaptadas a cada vivienda.
¿Tu tejado tiene sombras?
Si tienes árboles, edificios, chimeneas u otros obstáculos y quieres saber si puedes instalar placas solares, SeviSolar puede estudiar tu cubierta y calcular la producción prevista.
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