El dilema de la orientación

¿Qué orientación optimiza el máximo rendimiento de una instalación fotovoltaica? Si bien la orientación Sur se consideró, sobre todo en los primeros años del desarrollo de la solar, la mejor por la sencillez de su montaje y del cálculo del ángulo de su orientación, la tendencia parece haber ido cambiando durante la última década.

Generalmente, se piensa que la orientación Este-Oeste es más indicada en altas latitudes con baja radiación solar, donde se aprovecha más de luz solar en las primeras y últimas horas del día. La realidad es que estos proyectos tienen mucho sentido también ubicaciones tropicales o en áreas con superficie disponibles limitadas, como por ejemplo tejados comerciales. Orientar la mitad de las placas solares al Este, y la otra mitad al Oeste está siendo la configuración más frecuente en el mercado Europeo y todo apunta a que se convertirá dentro de poco en el estándar para instalaciones solares en España. Su éxito viene dado por una serie de ventajas que se enumeran a continuación:

En primer lugar, la configuración de placas solares Este-Oeste produce una salida más estable y consistente a lo largo del día comparada con una instalación convencional orientada al Sur. Además, reduce el pico de potencia central al mediodía y ensancha la duración de la producción solar a primeras horas y últimas del día: las placas solares empiezan a producir con la salida del sol y siguen produciendo hasta la puesta del sol. Este hehco convierte los sistemas en los preferidos por los operadores de red, ya que la energía se suministra de manera más uniforme a lo largo del día; pero también fomwnta el autoconsumo residencial por la tarde, cuando es más frecuente que los usuarios se encuentren en casa.

Además, se evitan sombras entre filas de placas solares: las instalaciones con placas solares orientadas al Surproducen sombras de las filas delanteras sobre las filas posteriores. En cambio, la configuración Este-Oeste evita los sombreados.

En tercer lugar, l instalación más compacta de placas solares aumenta la densidad de producción energética por metro cuadrado. Esto es especialmente atractivo en tejados pequeños donde este sistema permite hasta un 30% más de densidad por metro cuadrado.

Otro punto destacable es su mayor tolerancia al viento: con un ángulo de inclinación de 15º (relativo a la horizontal) y una configuración Este-Oeste, la presión del viento se reduce drásticamente en comparación con una configuración orientación Sur, mucho más vulnerable a los vientos del Norte.

Un aspecto derivado del anterior es que, debido a la menor exposición al viento, el sistema de instalación de placas solares Este-Oeste necesita mucho menos contrapeso para realizar la sujeción de las placas solares a la cubierta. Esto permite instalar este sistema en tejados menos robustos o en tejados donde se requieran otras instalaciones.

También la sobrecarga del inversor se puede evitar más fácilmente, ya que los paneles produce una cantidad más estable de electricidad durante todo el día. De hecho, los nuevos inversores de autoconsumo poseen en su mayoría 2 seguidores del punto de máxima potencia (MPPT) pensados precisamente para este propósito. De esta forma las placas solares con orientación Este se conectan a un MPPT y las placas orientadas al Oeste se conectan al otro MPPT.

A pesar de estas ventajas, la producción máxima de una instalación Este-Oeste siempre será menor que la de una orientada hacia el sur.

La empresa andaluza Ubora Solar ha realizado ya muchos proyectos con orientación Este-Oeste. “La proporción entre los proyectos Este-Oeste y los con orientación hacia el Sur es de 75% y 25%, dice a pv magazine el ingeniero de la empresa, José Luis Narváez. “Eso depende del hecho de que la mayoría de las naves industriales que encontramos tiene una orientación Este-Oeste. Generalmente instalamos sistemas Este-Oeste en tejados donde no hay mucho espacio y donde la orientación del edificio no da mucho para elegir”.

Narváez explica que la mayor densidad de los módulos permite recuperar parte del rendimiento que se pierde en comparación con los proyectos orientados al Sur. “Te cabe un número mayor de paneles en el mismo espacio y tienes más potencia. Si orientas la instalación hacia el Sur en este mismo espacio, el número de paneles sería menor”, añade, y explica que la orientación Este-Oeste debería resultar en un máximo de un 10% más de módulos. “Con estas instalaciones, además, la curva fotovoltaica –la típica campana–, se ve más plana, lo cual favorece una mayor tasa de autoconsumo, sobre todo en edificios en que se llevan a cabo actividades comerciale e industriales a partir de las 7 de la mañana y donde el pico es sostenido en el tiempo y sin picos de potencia por arranque de máquinas”, afirma.

Según Narváez, además, la construcción de una instalación Este-Oeste puede resultar más barata, ya que se trata de una planta coplanar, que no necesita de la estructura de montaje triangular con costes significativamente mayores. “La opción Este-Oeste, además, tiene mucha difusión en el segmento residencial, donde se tiende a evitar las estructuras elevadas”, concreta. “Usar paneles totalmente coplanares al tejado es lo que más hacemos”.

Una instalación que se realiza con triángulos de aluminio inclinados anclados sobre chapa resulta en torno a un 40% más cara de instalar que una estructura coplanar sobre chapa, además del tiempo adicional que requiere montar los triángulos de aluminios e instalarlos sobre la subestructura que se ancla al tejado de chapa. En cambio, con la estructura coplanar, solo es necesario instalar las barras de aluminio sobre la chapa.

Una de las instalaciones Este-Oeste realizada por Ubora Solar es una planta comercial de 110,4 kWp que se ha realizado Mengibar, Jaén, para la empresa Oliv Oil Group 21. Se han utilizado 240 módulos fotovoltaicos PERC de la alemana Solarwatt, un inversor trifásico del fabricante español Ingeteam, y estructuras Sunfer, con sede Albalat de la Ribera, en la Comunidad Valenciana.

“Este tipo de instalaciones suelen suponer en su mayoría temas de coordinación entre las diferentes personas que llevan a cabo todo, ya que tienes que hablar con la propiedad para saber cuándo puede venir la grúa a dejar el material y elevarlo al tejado, porque una de nuestras funciones es interferir lo mínimo posible en el desempeño de su trabajo, saber cuándo puedes desconectar el suministro para realizar la conexión del inversor al suministro existente, o conocer si el cliente está de acuerdo con el recorrido del cableado que se ha planteado,” explica Narváez. “En este caso, el cliente se adaptó para centrar al máximo su curva de consumo a la producción fotovoltaica durante el día y así obtener la mayor rentabilidad posible”.

David Morote, Direcctor General de la empresa de distribución e instalación de sistemas fotovoltaicos ZonSolar, dice a pv magazine que, en España, siguen siendo mayoritarias las instalaciones orientadas al Sur. “Sin embargo, las orientadas al Sureste / Suroeste cada vez son más abundantes. No tanto por tema de producción o mayor rentabilidad, sino porque hay muchas viviendas cuentan con muchas aguas de diferentes orientaciones. Como no hay sitio para todos los paneles en una agua al Sur o simplemente no existe esa orientación, es mejor instalar la mitad de los paneles que necesitamos en una agua más al este y otra más al oeste”, explica.

“Hay diferencia de costes entre las dos instalaciones solamente si es necesaria la instalación de una subestructura, mientras que si la instalación es coplanar no hay ningún sobrecoste”, dice Morote, y añade que, si hay un sitio con fuertes rachas de viento, es mejor la orientación Este-Oeste ya que unos paneles tapan el efecto del viento para los otros paneles. “Además, si hay un espacio reducido para los paneles, también es mejor la opción Este/Oeste ya que unos paneles no proyectan sombra a los otros paneles como sí pasaría en el caso de que si estuvieran orientados al sur,” dice.

Coinciden con esta misma visión desde RAD Energy, filial en Málaga de la alemana Oranit GmbH, y fundada por el actual CEO de Oranit GmbH, Hamzeh Alavirad. “Los paneles fotovoltaicos orientados hacia el Este generan la máxima potencia durante la mañana, mientras que los que miran hacia el oeste sobresalen en la producción de energía durante la tarde”, dice, e insiste en que el factor geográfico y la radiación solar juegan un papel importante en la decisión final. “El tiempo de retorno de la inversión, sin embargo, depende más del perfil de consumo del propietario de la instalación”.

Según EnchufeSolar (Helios Energy), el mayor pico de consumo de energía en el hogar se origina por la tarde, que es cuando se da un mayor uso de los electrodomésticos y cuando se produce una mayor concentración de miembros del hogar. “Algunos estudios centrados en la investigación de la producción solar han demostrado que, a diferencia de lo que se venía considerando, hay más necesidad de producción de energía cuando mayor consumo se produce”, dijo un portavoz de la empresa a pv magazine. “Por otro lado, investigaciones en la misma línea han demostrado que los paneles orientados al Oeste son capaces de producir un 55% de su máximo potencial a partir de las cinco de la tarde. Por el contrario, los paneles solares orientados al Sur, tan solo consiguen el 15% de su potencial”, concluye la compañía.

Este artículo forma parte de la edición especial de pv magazine para Genera 2024.