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Painéis fotovoltaicos de energia solar

Localização, orientação e inclinação dos painéis solares

Localização, orientação e inclinação dos painéis solares

Qualquer implementação de um sistema de energia solar fotovoltaica sustentável implica a otimização dos recursos a serem utilizados. Esta é a base para o projeto e montagem de instalações solares para otimizar a produção de energia renovável.

Para obter a conversão ideal da energia solar, é essencial conhecer o percurso solar, o perfil das necessidades e os fatores condicionantes da localização dos painéis solares. Tudo isso implica determinar o grau de inclinação e a orientação dos painéis solares em instalações fixas para atingir o custo mínimo de nossa instalação fotovoltaica por quilowatt-hora gerado e aproveitar ao máximo nosso investimento.

Aspectos arquitetônicos que afetam a instalação de painéis solares

Por motivos de adaptação arquitetónica, os módulos solares de uma instalação de autoconsumo situam-se habitualmente na cobertura, embora não seja a zona mais próxima do sistema de armazenamento ou dos contadores de energia.

Por questões de segurança e integração arquitetônica, o telhado dos edifícios é normalmente determinado como a área de localização dos painéis solares fotovoltaicos.

O telhado é um elemento estrutural do edifício do qual devemos conhecer basicamente quatro parâmetros. Estes quatro pontos condicionarão a disposição dos painéis solares e dos sistemas de ancoragem no nosso sistema fotovoltaico:

  • a superfície disponível.

  • a orientação do edifício.

  • a carga estrutural que pode suportar.

  • a incidência de sombras que pode ter.

Qual deve ser a localização dos painéis solares em um edifício?

Localização, orientação e inclinação dos painéis solares

A superfície disponível será determinada pelo espaço do telhado em que o imóvel determina a localização dos painéis fotovoltaicos. Será necessário garantir que esta superfície seja um espaço de fácil acesso para as operações de manutenção, devendo este espaço ser protegido de atos de vandalismo ou queda de objetos.

incidência de sombra

Um aspecto a ter em conta são as sombras que podem afetar os módulos fotovoltaicos. Durante o dia as sobras variam em posição, mas também variam durante as diferentes estações do ano.

No inverno, por exemplo, a radiação solar viaja em direção à Terra em uma direção menos perpendicular à superfície da Terra do que no verão, então as sombras são muito mais longas.

As sombras produzem uma diminuição significativa na produção de painéis solares, principalmente se ocorrerem durante as horas de sol máximo.

Ao evitar possíveis sombras nos painéis fotovoltaicos, deve-se considerar o seguinte:

  • Sombras próximas, que são objetos que bloqueiam momentaneamente a radiação direta do Sol.

  • Sombras distantes, que são elementos da paisagem que escondem o Sol da área onde está localizada a instalação solar.

Qual é a melhor orientação para painéis solares?

Para aproveitar ao máximo a radiação solar, é aconselhável orientar os painéis solares para o sul, se estivermos no hemisfério norte, e para o norte, se estivermos no hemisfério sul.

Ao orientá-los para sul ou norte desta forma, é possível otimizar o tempo de exposição à radiação solar e o ângulo de incidência, melhorando a captação da energia solar.

Qual é a melhor inclinação para painéis solares?

A inclinação ideal dos painéis fotovoltaicos é que a superfície do painel solar seja perpendicular à radiação solar.

No entanto, o ângulo de incidência da radiação solar varia durante o dia e em diferentes épocas do ano. Por isso, a menos que instalemos um rastreador solar, devemos buscar a inclinação ideal das placas para maximizar a captação de energia solar globalmente ao longo do ano.

A inclinação ideal dos painéis fotovoltaicos depende da latitude em que nos encontramos, da época do ano em que pretende utilizá-los e se possui ou não o seu próprio grupo gerador.

Localização, orientação e inclinação dos painéis solaresNo gráfico acima, a inclinação média anual é de 40 graus.

Às vezes, não é possível obter as condições adequadas de inclinação e orientação. Neste caso, será necessário avaliar as perdas de radiação incidente devido a restrições de localização.

O objetivo é atingir a máxima perpendicularidade do painel solar em relação à radiação solar recebida. Desta forma a energia obtida pelas células fotovoltaicas será maior.

Outras condições

No entanto, existem condições que podem alterar essa premissa. Nas zonas de montanha onde a queda de neve é ​​frequente, será importante aproveitar as inclinações acentuadas da cobertura que beneficiarão por um lado, devido ao seu ângulo de inclinação favorável para o inverno, e por outro, porque permitirão que a neve caia e não se acumule acima dos painéis solares.

Espaçamento entre fileiras de painéis solares

A separação entre fiadas de painéis fotovoltaicos deve garantir a não sobreposição de sombras entre fiadas de painéis durante os meses de solstício de inverno/verão.

Esta distância será determinada pela seguinte expressão, no caso de painéis dispostos horizontalmente (sobre um plano).

d = (h/tanH) cosA

Em que:

  • d é a distância mínima entre as linhas do painel.

  • h, é a altura da linha do painel (vertical, a partir do ponto mais alto no solo).

  • tanH, é a tangente da altura solar (ângulo) no mês mais desfavorável em nossa latitude.

  • cosA, é o cosseno do azimute solar no pior mês (dezembro) às 10 horas solares.

Autor:
Data de Publicação: 17 de março de 2016
Última Revisão: 7 de junho de 2022