¿Cómo elegir una estructura para módulos fotovoltaicos? Una estructura fotovoltaica bien seleccionada mantiene un equilibrio entre coste, rendimiento y durabilidad.

En esta guía, abordaremos aspectos como:

• selección de la potencia de la instalación fotovoltaica,
• inclinación óptima de la estructura fotovoltaica,
• diferentes configuraciones de estructuras fotovoltaicas,
• elección de soportes para la fijación de la estructura al suelo,
• selección del material de la estructura,
• evaluación de la calidad de la estructura.

Ver: opciones disponibles para estructuras fotovoltaicas terrestres

Este artículo no cubre sistemas de seguimiento, instalaciones con orientación este-oeste ni estructuras con módulos montados verticalmente para agrofotovoltaica.

Comencemos analizando sus necesidades.

Selección de la potencia de la instalación fotovoltaica

Elegir correctamente la potencia de la instalación abre una amplia gama de posibilidades. Es un error basarse en supuestos arbitrarios, como la regla de 1 kWp por cada 1.000 kWh de consumo anual. No hay que preocuparse excesivamente por posibles pérdidas al “sobredimensionar” la instalación.

En la mayoría de los países europeos y para todos los sistemas de facturación (excepto la medición neta), cuanta mayor sea la potencia fotovoltaica, mejor. Por ejemplo, para un consumo anual de 40.000 kWh, se puede instalar una capacidad de 30, 40, 50, 60 o incluso 70 kWp sin que sea un error. ¿Por qué?

• Una instalación más grande reduce el coste unitario por kWp.
• Los módulos pierden aproximadamente un 10% de su potencia en 25 años.
• Ampliar la instalación posteriormente supone un coste adicional considerable.
• Para todos los modelos de facturación (excepto la medición neta), los excedentes de energía anual generan beneficios financieros.
• La instalación se ensucia y pierde eficiencia. Es más económico invertir en módulos adicionales que limpiar constantemente los existentes. En condiciones normales, limpiar cada cinco años es óptimo.
• Rara vez alguien dice “tengo demasiada fotovoltaica”; muchos dicen “debería haber instalado más PV”.
• El consumo de energía aumenta constantemente, por lo que una instalación “sobredimensionada” considera la demanda futura.

Por ello, recomendamos elegir la mayor potencia de instalación posible, considerando limitaciones como:

• Presupuesto
• Espacio disponible
• Potencia de conexión

Los métodos matemáticamente precisos para determinar la potencia óptima no son el tema de este artículo y, en la práctica, no siempre son posibles. Sin embargo, es fundamental superar el mito de las instalaciones “sobredimensionadas”.

A menudo, los clientes dejan espacios vacíos en la estructura, lo que no es rentable.

Pendiente de módulos fotovoltaicos en instalaciones pequeñas

Si estima que menos de 50 kWp cubrirán sus necesidades, ¡buenas noticias! Instalaciones de este tamaño se pueden implementar en una sola fila, evitando que una fila de módulos proyecte sombra sobre la posterior. Elegir la pendiente óptima es entonces más sencillo.

La pendiente óptima depende de la latitud y las condiciones climáticas de la región. En Europa, según datos satelitales científicos, oscila entre 20° y 50°:

Inclinación óptima según PV-GIS y ECEM. Fuente: Yves-Marie Saint-Drenan, An approach for the estimation of the aggregated photovoltaic power generated in several European countries from meteorological data, ResearchGate.

Ejemplos de ángulos óptimos por ubicación:

• Gdansk - 36°
• Sicilia - 33°
• Edimburgo - 40°

Pendiente y distancia entre filas en instalaciones grandes

En instalaciones superiores a 50 kWp, es necesario organizar módulos en varias filas. Estas proyectan sombras, por lo que se debe mantener una distancia adecuada entre filas. Cuanto mayor el ángulo de inclinación, mayor la separación necesaria; a mayor distancia, más superficie ocupada. Una instalación optimizada equilibra estos factores.

Para optimizar el uso del espacio y reducir pérdidas por sombra, se puede reducir la inclinación de los módulos. La diferencia de producción anual es mínima, y se reduce la distancia entre filas. Ejemplo para Europa Central (50°N, altura de columna 5 m):

Basado en Bogusław Szymański, "Instalaciones fotovoltaicas"

Como se observa, un ángulo que maximiza producción aumenta significativamente el espacio ocupado. Reducir a 20° mantiene buena productividad y optimiza el espacio. En la práctica, en Francia, Alemania y Polonia, los ángulos de inclinación rara vez superan los 25°.

Ejemplo visual en un parque de 10,4 MW en Estonia:

Cálculos de distancia entre módulos

Para evitar sombras al mediodía del 22 de diciembre, se puede usar la siguiente fórmula:

β - ángulo de inclinación de los módulos

α - ángulo de incidencia en los días menos soleados del año: α = 90° - latitud -