Análisis del sitio: orientación, inclinación, sombras y estructura para placas solares

Objetivo del análisis del sitio

El análisis del sitio busca responder, con datos y observación en campo, cuatro preguntas clave: (1) ¿cuánta radiación solar útil llega al plano donde irán los módulos?, (2) ¿qué orientación e inclinación maximizan el objetivo del proyecto (energía anual o estacional) sin violar restricciones?, (3) ¿qué sombras afectan al generador y cuánto penalizan?, y (4) ¿la estructura (tejado/superficie) admite la instalación de forma segura y durable (cargas, impermeabilización, anclajes, accesos y rutas de cableado)?

Evaluación del recurso solar del emplazamiento (sin entrar en dimensionamiento)

Qué medir/estimar

• Irradiación global disponible en la zona (referencia climática) y su variación mensual.
• Condiciones locales que alteran el recurso: nieblas frecuentes, polvo, salinidad, contaminación, vientos dominantes, nieve (si aplica).
• Plano del generador: el recurso real depende de la orientación (azimut) y la inclinación (tilt) del plano donde se montan los módulos.

Fuentes de datos recomendadas (para preanálisis)

Antes de ir a campo, obtén una primera aproximación con bases de datos de irradiación y herramientas de simulación: PVGIS (Europa y global), NREL NSRDB (EE. UU. y global), o plataformas equivalentes. Úsalas para comparar escenarios de inclinación/orientación y para identificar meses críticos (invierno/verano) según el objetivo del cliente.

Consejo práctico: guarda capturas o exporta tablas mensuales para 2–3 inclinaciones candidatas (p. ej., 10°, 20°, 30°) y 2 orientaciones (sur/norte según hemisferio y una desviación típica, p. ej., ±30°). Esto te permitirá discutir compromisos sin “adivinar”.

Orientación (azimut) e inclinación (tilt): criterios y compromisos

Conceptos rápidos

• Azimut: dirección hacia la que “mira” el módulo. En el hemisferio norte, el máximo anual suele lograrse mirando al sur; en el hemisferio sur, al norte.
• Inclinación: ángulo respecto a la horizontal. Afecta la captación estacional, la autolimpieza por lluvia y, en algunos casos, la carga de viento.

Objetivo 1: máxima energía anual

Para maximizar energía anual, se busca una orientación cercana al ecuador (sur en hemisferio norte / norte en hemisferio sur) y una inclinación “intermedia”. En práctica, la inclinación suele aproximarse a la latitud del lugar o algo menor si se prioriza verano, pero el valor final se ajusta por restricciones del tejado, estética, viento, sombras y normativa.

Objetivo 2: maximizar energía en una estación (invierno o verano)

• Priorizar invierno: aumenta la inclinación (más “vertical”) para captar mejor el sol bajo y reducir acumulación de suciedad/nieve (si aplica).
• Priorizar verano: reduce la inclinación (más “plano”) para captar mejor el sol alto.

Ejemplo práctico: en una vivienda con mayor consumo diurno en verano (aire acondicionado), una inclinación menor puede mejorar la producción estival. En una vivienda con calefacción eléctrica o bombas de calor con mayor demanda invernal, una inclinación mayor puede ayudar a desplazar producción hacia meses fríos.

Continúa en nuestra aplicación.

• Escuche el audio con la pantalla apagada.
• Obtenga un certificado al finalizar.
• ¡Más de 5000 cursos para que explores!

O continúa leyendo más abajo...

Descargar la aplicación

Restricciones típicas que mandan sobre el “óptimo teórico”

• Tejado inclinado existente: muchas instalaciones siguen la pendiente del tejado para reducir cargas de viento, complejidad y penetraciones.
• Sombras: a veces conviene mover módulos a un faldón menos “ideal” pero más despejado.
• Limitaciones urbanísticas/estéticas: altura máxima, retranqueos, visibilidad desde calle.
• Viento: inclinaciones altas en cubiertas planas incrementan esfuerzos; puede obligar a bajar tilt o cambiar a estructura lastrada/mixta.

Procedimiento práctico para identificar sombras y decidir ubicación de strings

1) Preparación (antes de la visita)

• Imprime o lleva en tablet un plano del tejado (foto aérea o croquis) con medidas aproximadas.
• Revisa obstáculos: chimeneas, lucernarios, antenas, petos, árboles, edificios cercanos.
• Define ventanas solares críticas: típicamente 9:00–15:00 (hora solar aproximada) para evaluar impacto relevante, ajustando según latitud y objetivo estacional.

2) Identificación de sombras permanentes vs. variables

• Permanentes: elementos fijos (chimeneas, petos, edificios). Su geometría no cambia, solo la posición del sol.
• Variables: vegetación (crecimiento estacional), objetos móviles (toldos), futuras construcciones (riesgo), nieve acumulada, suciedad localizada.

Checklist en campo: fotografía cada obstáculo desde el punto donde irán los módulos, anota altura aproximada, distancia al plano del generador y orientación relativa.

3) Medición/estimación rápida del impacto de sombras (método práctico)

Si no dispones de un analizador de sombras, puedes hacer una estimación conservadora combinando observación y geometría simple:

Método A: “ventana libre” por franjas horarias

• Divide el periodo crítico en franjas (p. ej., 9–11, 11–13, 13–15).
• Para cada franja, marca en el croquis qué zonas del tejado quedan sombreadas por cada obstáculo (usa la dirección de la sombra observada y extrapola).
• Asigna una penalización cualitativa: 0% (sin sombra), 5–10% (sombra parcial ocasional), 15–30% (sombra frecuente), >30% (sombra severa).

Este método no sustituye una simulación, pero ayuda a decidir rápidamente qué zonas evitar y dónde ubicar strings críticos.

Método B: longitud de sombra aproximada (para obstáculos cercanos)

Para un obstáculo de altura efectiva H (m) respecto al plano del módulo, la longitud de sombra sobre el plano horizontal se aproxima como:

L ≈ H / tan(α)

donde α es la altura solar (ángulo del sol sobre el horizonte). En invierno α es menor, por lo que L crece. Úsalo para comprobar si una chimenea a 1 m por encima del plano puede proyectar sombra sobre filas cercanas a mediodía invernal.

Uso práctico: si a una hora crítica estimas α baja (p. ej., 20–30°), una altura de 1 m puede generar sombras de 1,7–2,7 m. Esto suele obligar a dejar “zonas de exclusión” alrededor de obstáculos o a reordenar filas.

4) Cómo traducir sombras a decisiones de diseño eléctrico (strings)

Las sombras no solo reducen energía; pueden provocar desajustes entre módulos y activar diodos bypass, afectando la potencia del string. Para minimizar pérdidas:

• Agrupa módulos con condiciones similares (misma orientación/inclinación y perfil de sombras) dentro del mismo MPPT o string.
• Evita mezclar en el mismo string módulos que reciben sombra recurrente con módulos siempre despejados.
• Prioriza las zonas más despejadas para los strings “principales” (mayor número de módulos o MPPT prioritario).

Ejemplo: si el faldón A tiene sombra de un árbol por la mañana y el faldón B está libre todo el día, no conviene poner módulos de ambos faldones en el mismo string. Mejor separar por MPPT o usar electrónica a nivel de módulo si no hay alternativa.

5) Ubicación óptima de strings (procedimiento paso a paso)

1. Mapea zonas del tejado en el croquis: “libre”, “sombra ocasional”, “sombra frecuente”, “no instalable” (por seguridad/estructura).
2. Define áreas de instalación priorizando: libre > sombra ocasional > sombra frecuente.
3. Coloca primero módulos en áreas libres respetando retranqueos, pasillos de mantenimiento y accesos.
4. Asigna strings/MPPT por zonas homogéneas (misma orientación y sombras).
5. Decide mitigaciones para zonas con sombra ocasional: reubicación, poda, elevación, optimizadores o microinversores.
6. Valida que no se comprometen rutas de cableado, impermeabilización y accesos seguros.

Inspección del tejado o superficie: estructura, impermeabilización y anclajes

1) Identificación del tipo de cubierta y su estado

Acción en campo: documenta con fotos el estado general, grietas, humedades, oxidación, reparaciones previas y cualquier zona blanda o con deformación.

2) Pendiente, orientación real y geometría útil

• Mide o estima la pendiente del faldón (inclinación existente).
• Verifica la orientación real (azimut) del faldón: no asumas que “frente” = sur/norte.
• Define área útil: descuenta lucernarios, chimeneas, retranqueos, pasillos y zonas de seguridad.

3) Impermeabilización: principio de “no crear un problema nuevo”

• Minimiza penetraciones cuando sea posible (p. ej., abrazaderas en junta alzada, estructuras lastradas en cubiertas planas).
• Si hay penetraciones, exige solución certificada (sellos, tapajuntas, pasamuros) compatible con el material de cubierta.
• Evita fijaciones en zonas de escorrentía crítica o cerca de puntos de acumulación de agua.

4) Cargas admisibles y verificación estructural (enfoque práctico)

La cubierta debe soportar: peso propio del sistema (módulos + estructura + lastre si aplica), cargas de viento (succión/levantamiento), nieve (si aplica) y cargas durante montaje/mantenimiento. En instalaciones profesionales, la aceptación final de cargas debe basarse en normativa local y, cuando haya dudas, en informe de un técnico competente.

Señales de alerta que exigen revisión estructural: vigas deformadas, fisuras, corrosión avanzada, cubierta antigua sin documentación, panel sándwich delgado con grandes luces, o necesidad de lastre elevado en cubierta plana.

5) Puntos de anclaje y compatibilidad con el material

• Teja: ganchos a estructura resistente (vigas/rastreles adecuados), evitando apoyar sobre teja frágil; reposición de tejas rotas.
• Junta alzada: abrazaderas sin perforación (cuando el sistema lo permita) y par de apriete controlado.
• Chapa grecada: fijación a correas/estructura, no solo a la chapa; uso de tornillería y arandelas adecuadas.
• Cubierta plana: estructura lastrada con protección de membrana y verificación de viento; considerar anclaje mixto si el lastre es excesivo.

Rutas de cableado, ubicación de equipos y accesos seguros

Rutas de cableado (DC/AC) y penetraciones

• Planifica el recorrido más corto y protegido, evitando zonas de calor, bordes cortantes y puntos de agua.
• Separa y sujeta cableado para evitar rozaduras; usa canalizaciones y pasacables UV.
• Define dónde se hará la transición al interior (pasamuros) y cómo se mantendrá la estanqueidad.
• Evita bucles de cable expuestos al sol directo y zonas donde se acumule agua.

Ubicación de inversor(es) y protecciones (criterios de sitio)

• Zona ventilada, protegida de lluvia directa y radiación solar intensa.
• Accesible para mantenimiento, con espacio libre alrededor según fabricante.
• Ruta clara hacia el cuadro eléctrico y el punto de conexión, minimizando longitudes.

Accesos y seguridad

• Define punto de acceso al tejado (escalera, trampilla) y recorrido seguro.
• Comprueba posibilidad de instalar líneas de vida, anclajes temporales o barandillas según normativa.
• Reserva pasillos de mantenimiento (especialmente en cubiertas planas) para no pisar módulos ni comprometer la membrana.

Criterios de aceptación/rechazo del sitio

Aceptación (sitio apto) si se cumple

• Superficie suficiente y estructuralmente apta (o con refuerzo viable) para el sistema previsto.
• Sombras dentro de un nivel aceptable o mitigables con soluciones técnicas razonables.
• Posibilidad de anclaje seguro y solución de impermeabilización adecuada.
• Rutas de cableado y ubicación de equipos factibles sin riesgos térmicos, mecánicos o de agua.
• Acceso seguro para instalación y mantenimiento.

Rechazo (o “apto condicionado”) si aparece

• Sombra severa en horas críticas durante gran parte del año sin posibilidad de mitigación (p. ej., edificio colindante alto muy cercano).
• Estructura comprometida (deformaciones, corrosión, daños) o imposibilidad de certificar cargas.
• Impermeabilización inviable (membrana en mal estado, múltiples filtraciones, imposibilidad de sellado fiable).
• Riesgo de seguridad no mitigable: acceso peligroso, ausencia de medidas anticaídas viables.
• Restricciones normativas que impiden la instalación (retranqueos, patrimonio, servidumbres) sin alternativa.

Soluciones típicas cuando el sitio presenta problemas

1) Reubicación y rediseño de layout

• Mover módulos a otro faldón con mejor ventana solar aunque la orientación no sea “ideal”.
• Reducir filas cercanas a obstáculos y crear zonas de exclusión alrededor de chimeneas/petos.
• En cubiertas planas, ajustar separación entre filas para evitar auto-sombreado (especialmente en invierno).

2) Mitigación de sombras

• Poda o gestión de vegetación: acordar con el propietario un plan de mantenimiento (crecimiento anual).
• Elevación o cambio de estructura: elevar módulos o modificar inclinación para “salvar” sombras cercanas (evaluando viento y estética).
• Optimizadores DC: útiles cuando hay sombras parciales en algunos módulos; mejoran el rendimiento del string al desacoplar módulos afectados.
• Microinversores: recomendables cuando hay múltiples orientaciones, sombras heterogéneas o necesidad de modularidad; facilitan que cada módulo opere de forma independiente.

3) Soluciones estructurales e impermeabilización

• Refuerzo estructural (si es viable y autorizado): correas adicionales, refuerzo de vigas, redistribución de cargas.
• Sistemas de fijación compatibles con el material (junta alzada sin perforación, ganchos específicos para teja, apoyos con protección en membranas).
• Reparación previa del tejado: si hay filtraciones o fin de vida útil, suele ser más eficiente reparar o sustituir antes de instalar.

4) Ajustes de cableado y equipos

• Reubicar inversor para acortar DC o evitar zonas calientes.
• Usar canalizaciones adecuadas y pasamuros certificados para minimizar riesgos de agua.
• Planificar desconexiones y protecciones en ubicaciones accesibles para mantenimiento.