Cómo diseñar teóricamente paneles solares para casas pequeñas en África que muestren detalles técnicos

Suponiendo que está hablando de diseñar instalaciones solares para hogares en África, en lugar de los paneles en sí, una de las mejores y más fáciles opciones es utilizar un programa de software de diseño solar. La compañía de software solar para la que trabajo, Aurora Solar, en realidad se fundó con exactamente este desafío en mente.

Mientras estábamos en la escuela de posgrado, nuestros fundadores diseñaron e instalaron un sistema solar comercial para una escuela en África Oriental. El proyecto fue un éxito rotundo, pero experimentaron de primera mano la ineficiencia del proceso de diseño solar. Aunque el sistema en sí solo tardó unas pocas semanas en instalarse, la investigación, los cálculos financieros y el diseño del sistema tomaron varios meses.

Desarrollaron Aurora con el objetivo de permitir que cualquier profesional solar diseñe un proyecto solar óptimo en minutos, incluso sin mediciones in situ.

Estos son algunos de los beneficios de este enfoque de diseño:

Modelado del sitio: puede ahorrar tiempo usando imágenes satelitales para crear un modelo virtual preciso de la ubicación donde planea instalar la energía solar, sin visitar físicamente el sitio y tomar medidas. También puede modelar árboles y otros objetos alrededor del sitio o en el techo, como chimeneas, que causarían sombra. Este modelo virtual en 3D le permitirá diseñar una instalación solar que se adapte bien al sitio.

Vista 2D de un modelo de sitio creado en Aurora. Las flechas indican los acimutes del techo, y los círculos en el techo muestran obstrucciones, como los respiraderos del techo y las chimeneas, que pueden causar sombra o evitar la colocación de paneles solares.

Vista 3D de un modelo de sitio creado en Aurora, que incluye modelos 3D de árboles circundantes que pueden causar sombras en el techo.

Modelado de irradiancia: utilizando datos meteorológicos locales y un algoritmo que explica el movimiento del sol en una ubicación geográfica particular para cada día y hora del año, Aurora calcula exactamente cuánta energía solar está disponible en cada punto del techo y proporciona irradiancia valores. También genera un mapa de irradiación codificado por colores que lo ayudará a determinar la mejor ubicación para los paneles solares.

Mapa de irradiancia que muestra la energía solar disponible en cada punto del techo.

Detalles técnicos: Aurora le permite seleccionar componentes reales, incluidos modelos específicos de paneles solares e inversores, y luego lo guía a través del proceso de encadenamiento (conexión de paneles e inversores). También analizará la viabilidad de su diseño desde un punto de vista de ingeniería y lo alertará sobre posibles problemas.

Menú desplegable en Aurora que le permite seleccionar entre cientos de componentes reales para su diseño. Aurora se ha puesto en contacto con los fabricantes para confirmar las capacidades de componentes específicos y tiene en cuenta estas características al modelar cómo funcionará el sistema.

Instalación solar diseñada en Aurora; Las líneas entre los paneles solares muestran la cadena que conecta los paneles al inversor.

Simulación de la producción de energía: en mi opinión, una de las características más interesantes de un buen software de diseño solar es que le permitirá estimar con precisión exactamente cuánta energía producirá el diseño propuesto durante todo el año.

La función de simulación de rendimiento de Aurora tiene en cuenta las especificaciones de los componentes que ha utilizado, así como los impactos de cualquier sombra.

También produce un diagrama de pérdidas, que muestra problemas específicos que están disminuyendo la producción de energía, para que sepa si hay factores que desee cambiar en su diseño.

El Laboratorio Nacional de Energía Renovable de EE. UU. Ha analizado las estimaciones de producción de energía de Aurora y ha validado la precisión en comparación con las mediciones reales de producción de energía.

Si está interesado en aprender más sobre consideraciones de diseño solar, nuestro blog tiene muchos artículos relacionados, que incluyen:

  • Cuatro pasos para optimizar el rendimiento del sistema fotovoltaico en condiciones de sombra,
  • Elección del inversor del tamaño adecuado para su diseño solar: una introducción al recorte del inversor
  • La importancia de modelar el seguimiento global del punto de máxima potencia

Si desea ver el programa en acción, también puede registrarse para una demostración aquí.

También hay una serie de otros programas de software de diseño y ventas solares como PVComplete, Sighten, Helioscope, etc. y le animo a explorarlos también para hacer sus propias comparaciones.

Probablemente no desee diseñar nuevos paneles, pero descubra cómo usar los paneles de productos existentes en ese entorno. Las economías de fabricación realmente fomentan los factores de forma de dimensión estándar de 60 y 72 celdas existentes. Los desafíos están en lo que rodea a los paneles en términos de

  • montaje
  • toma de tierra
  • conexión a equipos consumidores (AC o DC)
  • almacenamiento para operación cuando el sol no está disponible.