Design and Optimize Solar PV Layout (Solar Zone) on Your Metal Roof

¿Está preparado para instalar una instalación solar fotovoltaica en su tejado? Dado que las instalaciones solares son cada vez más populares, muchos propietarios de edificios, aficionados al bricolaje y contratistas que se inician en la energía solar están aprendiendo sobre este campo. Si te estás lanzando al mundo de las instalaciones solares, hemos reunido algunas ideas y consideraciones importantes para que empieces con buen pie.

Sabemos que las instalaciones solares se realizan a menudo cuando se lleva a cabo la construcción de un nuevo tejado o la sustitución del mismo. Pero antes de comenzar su proyecto, si no tiene un tejado metálico, ahora es el momento de considerar la posibilidad de adquirir uno. Es el único tipo de tejado capaz de durar e incluso superar la vida útil de su instalación solar sin necesidad de sustituirlo. Montar un sistema solar fotovoltaico en cualquier otro tipo de tejado es un poco como poner un motor de Ferrari en un chasis de Ford Escort.

Además, desde el punto de vista de la instalación, las cubiertas metálicas son mucho más respetuosas con la energía solar que otros tipos de cubiertas. Estos atributos se traducen en una mayor longevidad y menores costes. Y si tiene un tejado metálico, ya sea de junta alzada o con fijación vista, las siguientes estrategias inteligentes le ayudarán a diseñar y optimizar la disposición e integración de su nueva instalación solar fotovoltaica.

¿Cómo organizarse para realizar con éxito una instalación solar?

Aquí tienes una lista de los elementos que debes conocer antes de empezar la instalación:

	Las dimensiones de su tejado, la pendiente, el material de construcción al que está fijado el tejado y el perfil transversal del panel de su tejado metálico. (Si busca un tejado metálico, le sugerimos que elija un tejado de junta alzada).
	Los requisitos del código en materia de retranqueo de los módulos y espacio de paso, que varían según la jurisdicción del código/inspección.
	Factores estructurales. Cada módulo añade aproximadamente de dos a tres libras por pie cuadrado de carga colateral (descendente o muerta), por lo que su edificio debe ser estructuralmente adecuado para soportar la carga.
	¿Cuáles son las cargas de levantamiento por viento? Necesitarás esta información para asegurarte de que tus módulos no vuelen por los aires en caso de vendaval. La gente tiende a prestar atención a las cargas descendentes, pero las ascendentes son mucho mayores. El viento levanta cualquier superficie del tejado, y existen diferentes zonas de levantamiento por el viento en distintas partes del tejado.
	¿Cómo se fijan los herrajes de montaje al tejado o a la estructura inferior? Para resistir el levantamiento por el viento, necesitarás conocer la fuerza de sujeción comprobada de la fijación y asegurarte de que se ha demostrado adecuada mediante cálculos de ingeniería.
	¿Cómo va a montar los módulos? ¿Con o sin raíles? Puede ahorrar costes y mejorar el rendimiento montando los módulos sin raíles, porque los tejados metálicos ya los llevan incorporados.

¿Cómo afectan la orientación del edificio y la inclinación del tejado al rendimiento de la energía solar fotovoltaica?

La producción de energía de un módulo fotovoltaico es impulsada por la luz solar que incide en la parte frontal de su superficie. Se produce más energía cuando la superficie apunta directamente al sol. Por eso, la orientación del edificio y la inclinación del tejado son importantes para maximizar la producción de energía del sistema fotovoltaico. Para complicar aún más las cosas, el acimut del sol con respecto al tejado cambia de una estación a otra. (Fuente de la foto: Salt Energy - Florida).

Cuando se trata de pendientes más pronunciadas, las superficies de tejado orientadas al sur son óptimas. Las superficies orientadas al suroeste o al sureste también pueden ser buenas opciones, aunque ofrezcan menos producción de energía. Evite los tejados orientados al norte y las superficies orientadas al noreste o noroeste si el tejado tiene una pendiente pronunciada. La orientación del tejado no es tan importante para los tejados comerciales de pendiente muy baja (5º o menos).

Normalmente, los módulos se instalan a ras de la superficie del tejado en tejados inclinados y a ras o muy ligeramente inclinados en aplicaciones con poca pendiente. Los sistemas inclinados se siguen utilizando en zonas muy septentrionales y en algunos tejados no orientados al sur. Se puede aumentar la producción de energía inclinando los módulos fotovoltaicos para que apunten más directamente al sol, pero el rendimiento no suele merecer la pena por el coste adicional que supone. Además, el sistema será más susceptible a las fuerzas del viento cuando esté inclinado. Una inclinación agresiva de los módulos puede resultar cara y provocar efectos adversos en la nieve y el viento. (Fuente de la foto: Yes Solar Solutions - Carolina del Norte)

¿Será la sombra un problema?

La sombra proyectada sobre el campo solar reducirá su rendimiento. Considere cuidadosamente la ubicación de los componentes de su edificio, tales como chimeneas, tragaluces, chimeneas y paredes laterales, ya que pueden crear sombras en los módulos solares.

La mejor Zona Solar está libre de obstrucciones en el tejado.

Los árboles y los edificios adyacentes pueden proyectar sombras sobre el tejado. También hay que tener en cuenta los posibles edificios futuros (o el futuro crecimiento de los árboles), que podrían tapar el sol de la instalación fotovoltaica. Recuerde que está instalando un sistema que durará más de tres décadas. Lo ideal sería modificar la disposición de la instalación solar para adaptarla a estas condiciones.

(Sistema solar montado sin obstrucciones causantes de sombras. Fuente de la foto: J-Tech Solar - Nebraska)

¿Cómo se determina el número máximo de módulos que caben en una cubierta metálica?

La Zona Solar es un área geométrica que especifica el número máximo de módulos (o espacio de instalación edificable) en su tejado. Esencialmente, es la "envoltura" en la que encajarán físicamente sus módulos.

Los factores que intervienen en la creación de la Zona Solar son:

• La distancia requerida desde los bordes del edificio para cumplir con los códigos de incendios de su jurisdicción local. Aunque un techo metálico es incombustible, los bomberos deben tener acceso al techo en caso de que los módulos se incendien.
  
  
• La necesidad de un retroceso alrededor de los obstáculos (grandes chimeneas, unidades de HVAC). No construya justo al lado de los equipos de calefacción, ventilación y aire acondicionado montados en el tejado, ya que también necesitará un repliegue para dar sombra en estos lugares. Reconozca dónde estarán sus zonas de sombra en los meses de invierno, cuando la posición del sol en el horizonte haya cambiado. La sombra proyectada por los obstáculos cambiará durante las distintas épocas del año, por lo que puede afectar a la superficie edificable de su zona solar más de lo que cree. Los programas informáticos habituales en el sector cartografían con precisión los efectos de la sombra en función de la altura y el tamaño de los obstáculos combinados con la latitud del emplazamiento.

¡(El S-5! Calculadora solar utiliza un software que mapea con precisión los efectos del sombreado en función de la altura y el tamaño de los obstáculos combinados con la latitud del lugar).

• Pérdida de espacio debida a la gestión de cables, a los homeruns y a otros componentes del equilibrio del sistema (BOS).
  
  
• El tipo de proyecto que está realizando. En el caso de una nueva construcción, puede diseñar una zona solar óptima. Pero en el caso de las construcciones existentes, hay que vivir con lo que se tiene, o talar algunos árboles y desplazar algunos obstáculos del tejado. Hay que tener en cuenta estas opciones. Por ejemplo, redirigir una tubería en el ático puede aumentar considerablemente el espacio útil del tejado.

¿Cuáles son las diferencias entre los trazados con y sin raíles?

Hay dos formas principales de fijar los módulos fotovoltaicos al tejado: los sistemas de estanterías con raíles y las soluciones de montaje sin raíles. Veamos algunas de las diferencias entre estos sistemas:

	Los sistemas basados en raíles no son perfectamente modulares, y no se pueden fijar módulos en cualquier lugar del tejado. Los sistemas sin raíles ofrecen mucha más flexibilidad en los lugares de fijación.
	Los sistemas con raíles suelen instalarse con los módulos en orientación vertical. Los sistemas sin raíles utilizan las costuras del techo o las nervaduras trapezoidales u ondulaciones como raíles, por lo que los módulos se instalan en orientación horizontal.
	Al crear filas de módulos en un sistema de montaje inclinado con raíles, es necesario dejar un espacio de sombra entre cada fila porque el lado inclinado de los módulos proyectará una sombra sobre los módulos cercanos. Con las soluciones sin raíles, es posible que se creen huecos de corrección que tendrás que tener en cuenta en tu diseño. Compruebe esta característica planificando su último proyecto solar con nuestro Calculadora solar.
	Si se sopesan bien los pros y los contras, suele ser mejor utilizar un sistema sin raíles en un tejado metálico, aprovechando los raíles inherentes y sin coste que ya existen. Puedes leer más sobre las ventajas de las soluciones sin raíles aquí.

Tanto en los sistemas con raíles como en los que no los tienen, incluya siempre la gestión de los cables en su diseño, ya que puede influir en la forma de finalizarlo.  

¿Busca más información sobre la gestión de cables?

Vuelva a consultar nuestro próximo blog para obtener información sobre esta parte clave de su sistema solar fotovoltaico.

Ideas a las que aferrarse

Dado que los paneles solares en los tejados son una excelente forma de producir energía y, en última instancia, de reducir la factura eléctrica, muchas personas los incluyen en sus nuevas construcciones o en la sustitución de tejados, y descubren de paso los entresijos de la instalación de módulos fotovoltaicos. Hoy hemos visto algunos puntos importantes sobre cómo diseñar y optimizar la disposición de su instalación solar fotovoltaica.

Nuestra revisión abarcó:

• Una lista de comprobación de los elementos que necesitará antes de empezar la instalación.
• La orientación de su edificio y la inclinación del tejado.
• Problemas de sombreado.
• Consideraciones para crear la Zona Solar de su tejado.
• Diseños de sistemas de montaje con y sin raíles.

El siguiente paso es establecer una base sólida para la gestión de los cables, y estamos aquí para ayudar. Nuestro próximo blog ofrecerá una introducción a los fundamentos de la gestión de cables. Más adelante, ofreceremos un blog para los profesionales cualificados, en el que profundizaremos en este aspecto fundamental de cualquier instalación solar. Esté atento.