Montaje de paneles solares: ¿Modo horizontal o vertical?


Por Miguel Pérez ( m.perez@conermex.com.mx )
Desarrollo tecnológico de Conermex S.A. de C.V.
Lunes, 30 de mayo de 2016

Con la llegada al portafolio de productos de Conermex del nuevo Sistema de Montaje SMC, ahora se ofrecen dos variantes de montaje de paneles solares: El modo Vertical (o Portarretrato) y el modo Horizontal (o Paisaje). En este artículo estudiaremos las diferentes ventajas y desventajas de los dos tipos de montaje, con el objeto de fijar los criterios para escoger el más adecuado para nuestras instalaciones.
SMC Vertical                                 SMC Horizontal


Precio de los sistemas de montaje



Uno de los criterios más importantes para escoger un sistema Horizontal o Vertical, será el del precio. Para comparar en las mismas condiciones los dos tipos de estructura, se emplearon para todos los casos las variantes para montaje a techo plano, usando módulos de 40mm de marco y sin ningún accesorio adicional a lo estrictamente necesario. Además se compararon entre sí cuatro tamaños típicos de sistemas de pequeña escala: 0.5 kWp, 1.0 kWp, 4 kWp y 12 kWp. Presentamos la comparativa en la siguiente tabla:


Se puede observar que el precio de los SMC Horizontales es entre un 4% a un 21% más bajo comparado contra el SMC Vertical. Este ahorro bajará ligeramente en la práctica ya que los SMC horizontales requieren de un número mayor de puntos de fijación y además será necesaria una cantidad mayor de cable fotovoltaico para lograr la conexión a la caja concentradora o inversor. Ya con los costos adicionales considerados. se estima que habrá un ahorro real cercano al 15% por el uso de un sistema de montaje en modo Horizontal, comparado con el mismo tipo arreglo en modo Vertical.

Área ocupada por paneles solares



Otra consideración importante a la hora de escoger el tipo de montaje, es el área ocupada por el arreglo solar. Este espacio se calcula con el área que ocupan los paneles solares y con el espacio necesario entre filas (para arreglos multi fila).

Cuando se cuenta con arreglos solares inclinados, siempre es importante el dejar un espacio adecuado para que la fila delantera no proyecte ninguna sombra sobre la fila trasera, a este espacio le llamamos distancia entre filas de módulos solares.


Hay que tomar muy en cuenta que la distancia entre filas será distinto entre SMC Verticales y SMC Horizontales. Esto es debido a que, entre mayor sea la elevación el panel solar, este proyectará una sombra mayor. Elaboremos un ejemplo para la Ciudad de México, donde la distancia mínima recomendada entre filas para estructuras Verticales es de 0.54m y para estructuras Horizontales de 0.3 m. Para el ejemplo se usó un panel solar Solarworld SW280 mono. A continuación se muestran las sombras proyectadas en el modo Vertical y horizontal y las áreas ocupadas tanto por los paneles como los espacios entre filas.

Como se puede observar, tanto el área ocupada por los paneles, como las sombras proyectadas son exactamente iguales, por lo que ambas estructuras ocuparán un área aproximada de 8 m2 por cada kWp instalado. Para arreglos grandes se requerirá de mayor espacio, debido a que se deben de tener en cuenta el área necesaria para pasillos y áreas de servicio.

Debido a que el área ocupada por ambos SMC es idéntica, es difícil el determinar una regla con la cual decidir que sistema es el que mejor se adapta a las condiciones del sitio de instalación. Por ello deberemos siempre de realizar un "sembrado de módulos solares" donde se simule en un diagrama las distintas configuraciones de paneles solares posibles, pudiendo así el determinar la configuración más apropiada de sistemas de montaje.


Resistencia al viento



Una vez instalado el arreglo fotovoltaico, nuestra responsabilidad como diseñadores de sistemas  es asegurar que los paneles se mantendrán correctamente fijos a la estructura sin importar las condiciones del sitio de instalación. Existen varias fuerzas que afectarán al panel solar como el viento, sismos y el propio peso de los paneles solares. Tenemos que tener especial cuidado es la fuerza que ejerce el viento sobre los paneles solares.

Una vez instalado, el panel solar se comporta como una vela de barco, por lo que estará sujeto a una fuerza de compresión (cuando el viento sople hacia el frente de los módulos) y a otra de succión (con el viento soplando hacia la parte trasera de los módulos). Además entre más alto sea el objeto de cara al viento, mayor será la fuerza ejercida sobre el mismo.



Los sistemas Verticales ya instalados elevan un poco más el panel solar comparados con los Horizontales, por lo que ejercen una mayor resistencia al viento. Ambas estructuras están diseñadas por defecto para una velocidad viento de hasta 140 km/h y tanto en sus modalidades de fijación por taquete o por peso muerto ya tienen consideradas las diferencias entre el modo Horizontal y Vertical. La siguiente tabla muestra los pesos muertos necesarios para que el SMC opera con seguridad.

 

En el manual de usuario de las SMC se pueden encontrar ejemplos de cómo calcular los pesos por cada soporte pre-ensamblado.

Aterrizaje integrado



El aterrizaje integrado es una técnica que se introdujo con los Sistemas de Montaje Conermex, y permite el conectar eléctricamente la estructura y módulos solares para formar un sistema de aterrizaje en cumplimiento con el artículo 690 inciso e de la NOM-SEDE-2012.

El sistema de tierra integrado se compone por 3 componentes: Los clips de aterrizaje (A), que se colocan entre las partes metálicas y los módulos solares y que cuentan con cuchillas que penetran adecuadamente el anodizado del aluminio, creando un contacto eléctrico adecuado. Los arneses de aterrizaje (B), que sirven para unir 2 o más rieles entre SMC Verticales. Las zapatas de aterrizaje (C), que nos permiten crear un único punto de conexión para conectar el SMC con el sistema de aterrizaje del lugar de instalación.



Uno de los requerimientos de la norma, es que el conductor de tierra no se deberá de interrumpir si un módulo es retirado para su servicio o reemplazo. Debido a que las estructuras Horizontales no cuentan con rieles de aluminio que eviten esta condición, el sistema de aterrizaje integrado no es compatible con este tipo de sistemas. Esto nos impide el aprovechar la facilidad del sistema de aterrizaje integrado y el ahorro de materiales en los sistemas de tipo Horizontal.

Con estos puntos seguramente será más fácil el seleccionar tipo de estructura adecuado a nuestra aplicación. ¡Hasta la próxima!