Guía para el análisis automatizado de sombras en el diseño solar

Las sombras pueden reducir drásticamente el rendimiento de los paneles solares, a veces en más de 75%, incluso por obstrucciones menores. Las herramientas automatizadas de análisis de sombras facilitan ahora la optimización de los diseños solares mediante el uso de datos precisos y algoritmos avanzados. Esto es lo que hay que saber:

Beneficios clave:

• Precisión: Herramientas como EagleView capturan entre 10.000 y 30.000 puntos de datos por tejado, frente a sólo 15-30 con métodos manuales.
• Velocidad: Genere informes detallados sobre las sombras en menos de 15 minutos.
• Ganancias de rendimiento: Los ajustes basados en conocimientos automatizados pueden mejorar la producción de energía hasta en 17,3%.

Cómo funciona:

1. Escaneado 3D: LiDAR crea modelos detallados de tejados y alrededores.
2. Aprendizaje automático: Simula patrones de sombra y calcula la pérdida de potencia.
3. Plataformas integradas: Programas como Aurora Solar combinan el análisis de sombras con la modelización energética.

Por qué es importante:

El análisis automatizado del sombreado ahorra tiempo, reduce los errores humanos y mejora la precisión del diseño, garantizando la máxima producción de energía. Estas herramientas simplifican el proceso, ya se trate de diseños complejos de cubiertas o de sombreados estacionales.

Empiece hoy mismo a aprovechar el análisis automatizado de sombras para agilizar sus diseños solares.

Tecnologías básicas para el análisis de sombras

El análisis de sombras moderno depende de tres tecnologías principales que trabajan juntas para proporcionar información precisa para el diseño solar. Estas herramientas han cambiado por completo la forma en que los diseñadores evalúan y planifican las instalaciones fotovoltaicas. Analicemos cada una de ellas y su papel en la mejora de la precisión del diseño.

Escaneado y modelado 3D

La tecnología LiDAR genera modelos 3D muy detallados de los emplazamientos de las instalaciones, que sirven de base para el análisis automatizado de las sombras. El Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL) informa de que el análisis de sombras basado en LiDAR alcanza una precisión de 3,5% respecto a las mediciones tradicionales in situ. Estos modelos captan detalles como la altura de los edificios, los ángulos de los tejados, la vegetación cercana, las estructuras circundantes y el terreno. Con este nivel de detalle, los informes de sombra pueden elaborarse en menos de 15 minutos, un proceso que NYSERDA considera comparable a las mediciones manuales.

Aplicaciones de aprendizaje automático

Los algoritmos de aprendizaje automático convierten los datos brutos en información práctica mediante el análisis:

• Patrones de sombra: Simulación del movimiento de las sombras a lo largo del día y de las estaciones
• Factores medioambientales: Teniendo en cuenta variables como la temperatura, la intensidad de la luz solar y la humedad
• Rendimiento del sistema: Identificación de irregularidades en la potencia
• Impacto de la sombra: Cálculo automático de la pérdida de potencia causada por el sombreado

Este procesamiento avanzado de datos perfecciona las estrategias de colocación de paneles, contribuyendo directamente a mejorar el diseño solar.

Integración de plataformas de software

Las principales plataformas de diseño solar incluyen ahora el análisis automatizado de sombras como parte de sus soluciones "todo en uno". Algunas de las plataformas más populares, según los comentarios de los usuarios, son:

• Aurora Solar: Valorado 4,6/5 en G2 (79 opiniones)
• PVsyst: Valorado 4,9/5 en G2 (11 opiniones)
• Helioscopio: Valorado 4,5/5 en G2 (10 opiniones)

Estas plataformas combinan el análisis de sombras, el modelado energético y la visualización 3D, al tiempo que se integran con herramientas CAD y CRM para simplificar los flujos de trabajo.

"El Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL) ha demostrado que los valores de sombreado de Aurora LIDAR son estadísticamente equivalentes a las mediciones in situ".

Guía en 3 pasos para el análisis de sombras

1. Recopilación de datos del emplazamiento

Obtener datos precisos del emplazamiento es el primer paso para un análisis fiable de la sombra. Las mediciones clave incluyen:

• Coordenadas geográficas (latitud y longitud) para calcular la trayectoria solar.
• Dimensiones del edificio capturados con distanciómetros láser.
• Alturas de obstáculos cercanos medido con un clinómetro.
• Lecturas de la brújula para determinar los ángulos acimutales de las fuentes de sombra.
• Imágenes aéreas de alta resolución recogidos mediante drones.

Herramientas como la solución Inform Advanced de EagleView pueden proporcionar datos precisos sobre la superficie del tejado, haciendo que sus mediciones sean aún más exactas. Una vez recopilados, estos datos están listos para su análisis mediante software especializado.

2. Ejecución del análisis de software

El software de análisis de sombras utiliza algoritmos avanzados para procesar los datos de su emplazamiento. Establece parámetros para tener en cuenta:

• Cambios en la posición del sol a lo largo del día.
• Cambios estacionales de la luz solar.
• Condiciones meteorológicas locales.
• Tarifas por consumo.

El software calculará los valores de acceso solar (SAV) y la fracción total de recursos solares (TSRF), ayudándole a determinar las mejores zonas para la instalación de paneles solares. Estos resultados guiarán sus decisiones de diseño del sistema.

3. Aplicación de los resultados a su diseño

Utilice los resultados del análisis para perfeccionar el diseño de su sistema solar. Si el sombreado es un problema, considere estas estrategias basadas en los datos de SAV y TSRF:

• Ajustar disposición de los paneles para aumentar la producción de energía hasta 10%.
• Utilice electrónica de potencia a nivel de módulo para manejar el sombreado parcial.
• Elija módulos resistentes a la sombra y de alta eficiencia para las zonas afectadas.
• Instale microinversores u optimizadores de potencia en zonas con menor SAV.
• Modificar el Relación CC-CA según los cálculos del TSRF.

Estos pasos garantizan que su diseño maximice la producción de energía, incluso en condiciones difíciles.

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Mejorar la precisión de los análisis

Configuración local

Para obtener predicciones de sombra fiables, es fundamental configurar correctamente los parámetros locales. Empiece por introducir coordenadas geográficas precisas en su software. Esto ayuda a herramientas como Aurora Solar y PVsyst a realizar cálculos precisos de la trayectoria solar. Los factores clave que hay que ajustar son

• Configuración del huso horario y del horario de verano
• Integración de datos meteorológicos locales
• Detalles de la elevación del emplazamiento
• Niveles de reflectancia del suelo
• Condiciones atmosféricas regionales

Estas herramientas avanzadas pueden procesar muchos más datos que los métodos manuales. Una vez establecida la configuración local, tenga en cuenta cómo pueden afectar los cambios estacionales a estos parámetros.

Patrones de sombra estacionales

Las variaciones estacionales pueden afectar significativamente a los patrones de sombra, y herramientas como el System Advisor Model (SAM) del Departamento de Energía de EE.UU. pueden ayudar a analizar estos cambios. Evalúan factores como:

• Diferencias en los recorridos del sol durante el invierno y el verano
• Cambios en la densidad de la vegetación a lo largo de las estaciones
• Variaciones en la longitud de las sombras
• Efectos de las sombras de los edificios

Los algoritmos de Helioscope van un paso más allá al simular cómo influyen los cambios ambientales en los patrones de sombra a lo largo del año. Tras evaluar estos cambios estacionales, es importante verificar los resultados mediante comprobaciones in situ para obtener una mayor precisión.

Verificación de resultados in situ

La verificación in situ garantiza la precisión de las predicciones automatizadas. Las investigaciones de Solargraf revelan que sus valores anuales de acceso solar (SAV) se ajustan estrechamente a las mediciones in situ, con un margen de ±2 SAV para 80% de puntos de acceso.

"EagleView Inform Advanced puede proporcionar valores de acceso solar modelados en más ubicaciones de un tejado de las que podrían medirse y procesarse manualmente de forma práctica." - DNV-GL

Para concluir el proceso de verificación, concéntrese en estas tareas clave:

• Comparar las predicciones generadas por el software con las mediciones de SunEye 210
• Documentar las condiciones de sombra en momentos críticos
• Medir los obstáculos cercanos al emplazamiento
• Comprobación cruzada de los resultados automatizados con las condiciones reales del emplazamiento

Una configuración local precisa y evaluaciones estacionales son la base de una verificación in situ fiable.

Problemas comunes de análisis y soluciones

A medida que nos adentramos en las tecnologías básicas, se ponen de manifiesto varios retos en el análisis automatizado de sombras. He aquí un desglose de los principales problemas y cómo abordarlos con eficacia.

Diseños de edificios complejos

Los edificios con diseños intrincados, como formas irregulares, múltiples planos de cubierta o características únicas, pueden suponer un reto para las herramientas de análisis de sombras. Por ejemplo, los sistemas fotovoltaicos integrados en edificios (BIPV) requieren una planificación cuidadosa para alinearse con la orientación y la estructura del edificio y obtener un rendimiento óptimo.

Para ello, utilice escaneado 3D de alta resolución para modelar superficies individuales con precisión. Tenga en cuenta elementos estructurales como chimeneas, conductos de ventilación y equipos de calefacción, ventilación y aire acondicionado para mejorar la precisión de su análisis en estos escenarios complejos.

Fuentes de sombra móviles

El sombreado dinámico, como el causado por los árboles, añade otro nivel de dificultad. Los cambios estacionales pueden afectar significativamente a los patrones de sombreado, por lo que es crucial tener en cuenta las variaciones a lo largo del tiempo.

He aquí cómo gestionar las fuentes de sombra móviles:

• Realice estudios detallados del terreno para captar los cambios de sombra estacionales.
• Utilice software de simulación de sombras para modelar los movimientos de las sombras a lo largo del año.
• Actualice periódicamente sus modelos de análisis de sombras para reflejar los cambios medioambientales.

Estos pasos le ayudarán a mantener actualizada la información sobre el sombreado de sus proyectos.

Equilibrio entre velocidad y detalle

Equilibrar la velocidad de procesamiento con el detalle del análisis es un reto habitual en el diseño solar. Aunque las herramientas de imágenes aéreas ofrecen evaluaciones rápidas, pueden pasar por alto detalles más precisos. Por otro lado, el modelado 3D detallado es más preciso, pero lleva más tiempo.

He aquí una rápida comparación de los métodos de análisis:

Elija el método que mejor se adapte a los requisitos de su proyecto para obtener los mejores resultados.

Conclusión

El análisis automatizado de sombras ha reconfigurado el diseño solar al ofrecer una precisión y velocidad inigualables. Según McKinsey & Company, la combinación de IA y digitalización aumenta la productividad de los activos en 20% y reduce los costes de mantenimiento en 10%. Estas ganancias son posibles gracias a los avances tecnológicos:

Estos beneficios cuantificables allanan el camino para un proceso de adopción sistemático.

Principales ventajas

Guía de aplicación

Para sacar el máximo partido del análisis automatizado de sombras, siga estos pasos para integrarlo en su flujo de trabajo de diseño solar:

• Evalúe su proceso actual: Identifique las áreas de su proceso de diseño en las que las herramientas automatizadas pueden mejorar la eficiencia y el intercambio de datos.
• Seleccione las herramientas adecuadas: Opte por un software con sólidas capacidades de análisis de sombras y escalabilidad. Algunas plataformas líderes gestionan más de 1,6 millones de análisis, lo que demuestra su fiabilidad.
• Forme a su equipo: Dote a su equipo de los conocimientos necesarios para sacar el máximo partido a estas herramientas. Por ejemplo, el equipo de diseño de Ibérica Solar crea ahora múltiples iteraciones de diseño en un solo día, algo que antes era imposible con métodos manuales.

"RatedPower aumentó el número de ofertas que podíamos preparar y presentar en unas 50%", afirma Stefano Papale, Director Global de Desarrollo de Negocio de FATA. Esto pone de relieve el impacto en el mundo real de aplicar con eficacia el análisis automatizado de sombras.

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