En numerosas ocasiones, nuestros clientes solicitan a nuestro departamento técnico un cálculo estimado para una instalación fotovoltaica, pero en los casos de que se trate de una instalación de energía solar fotovoltaica aislada, no es suficiente con dar los datos de localización y uso diario, se necesita más información para poder hacer un estudio certero y que garantice un buen funcionamiento de la instalación.

Dicho en otras palabras, cuando encontramos en internet un Kit fotovoltaico con baterías, debemos siempre pensar que son kits genéricos y que si no se hace un estudio particularizado, nos va a dar problemas de rendimiento. No es lo mismo un kit fotovoltaico con baterías para una casa en Cali, que una en Manizales, ni tampoco para una casa con una familia numerosa que una que viva una sola persona.etc.

Como decimos, se deben tener en cuenta una serie de variables para que su instalación fotovoltaica rinda satisfactoriamente y tenga una larga esperanza de vida. Damos a continuación las pautas a seguir para obtener los datos necesarios previamente al cálculo de la instalación fotovoltaica:

Estimación del consumo que debe cubrir la instalación fotovoltaica:

Claro está que cuando vamos a dimensionar una instalación fotovoltaica aislada, lo primero de todo, y además lo más importante, es saber el consumo que debe cubrir nuestra instalación.

Para ello, tenemos que calcular la potencia total de la instalación teniendo en cuenta la potencia unitaria de cada carga que se conecta a la instalación y las horas estimadas de funcionamiento diario. Portanto, necesitamosrecopilar la siguienteinformación:

• La potencia unitaria de cada carga, es decir, debemos hacer un listado con cada uno de los electrodomésticos, luces, aire acondicionado, ….etc, cualquier equipo eléctrico que usemos y anotar la potencia unitaria de cada uno de ellos, que vendrá indicada en alguna etiqueta de cada equipo y marcada en Wattios (W o Watt).
• Las horas previstas de uso diario. Es decir, anotamos a lado de la potencia unitaria, el número de horas que solemos hacer uso de cada equipo. Eso nos va a dar el dato de la energía (Whd) que consume cada equipo.
• Localización del proyecto. Simplemente saber dónde se va a realizar la instalación fotovoltaica, para poder conocer las horas de sol pico de que se disponen a lo largo del año.

Un ejemplo, supongamos que tenemos un electrodoméstico y cuando miramos la etiqueta vemos la siguiente imagen:

Vemos entonces que hablamos de un equipo eléctrico de una potencia unitaria de 33,51. En este caso el refrigerador es un aparato de uso las 24 horas del día, tendremos un consumo energéticodiario de 0.0465416 * 24 = 1,117

Visto entonces hasta aquí, resumimos:

Para saber la potencia unitaria, se consulta la etiqueta de cada equipo. Sus unidades son en Kilovatios por hora (Kwh).

Para saber el consumo energético diario de cada equipo, podemos usar la siguiente fórmula:

Energía-Equipo [Whd] = Potencia unitaria [W] * Número de horas uso diario [h]

y se mide en Whd (Wattios hora día).

Como es lógico, para saber la energía total consumida diariamente, habrá que calcular la energía consumida por cada uno y luego sumarlas todas. Esto es fundamental, sobre todo para asegurar una vida larga a la batería solar que vayas a instalar.

¿Cómo podemos calcular un sistema solar si no sabemos la potencia unitaria y horas de uso?

En diversas situaciones no tenemos acceso a todos los datos requeridos , porque vamos a hacer una casa nueva, o por imposibilidad de visitar el lugar, no podemos tener todos los datos de potencia y consumos necesarios para el cálculo.

Dada esta situación podemos utilizar como referencia aproximada los siguientes datos:

Los datos anteriores de la tabla, se puede usar de referencia, sin embargo el resultado es mejor y si tenemos los datos directamente de los equipos.

Procedimiento para el cálculo de una instalación fotovoltaica aislada:

Definición de “Horas de Sol Pico” o HPS .

Se puede definir cómo el número de horas en que disponemos de una hipotética irradiación solar constante de 1000 W/m2 sobre cada placa solar que componen de la instalación de sistema solar. Es decir, una hora solar pico “HPS” equivale a 1Kwh/m2 o, lo que es lo mismo, 3.6 MJ/m2.

Expresado de otra forma, es una manera de contabilizar la energía recibida del sol agrupándola en bloques, siendo cada “bloque” de 1 hora recibiendo 1000 watts/m2.

Datos importante a tener en cuenta :

• Irradiación: Es la magnitud que describe la radiación o intensidad de iluminación solar que recibimos medida como una potencia instantánea por unidad de superficie, W/m2 o unidades semejante.
• Irradiación: Es la cantidad de irradiación recibida en un espacio de tiempo determinado, es decir, la potencia recibida por unidad de tiempo y por unidad de superficie. Es común expresar Wh/m2 o, en caso de un día, en Wh/m2/día o unidades semejante.

Para calcular entonces el valor de HPS se debe dividir el valor de la irradiación incidente entre el valor de la potencia de irradiación en condiciones estándar de medida (STC), pues es en esas condiciones donde se cumplen las características eléctricas de los módulos fotovoltaicos.

Ese valor de irradiación en condiciones estándar de medida es de 1000 watts/m2. Es decir, si se dispone de los datos de irradiación solar de un determinado día y se divide entre 1000, se obtienen las HSP.

Por ejemplo, si tenemos una irradiación de 3.800 Wh/m2, para cambiar a HSP, se divide entre 1.000W/m2, con lo que obtenemos 3.8 HPS. Los pasos a seguir siempre para dimensionar el sistema fotovoltaico autónomo son siempre:

1. Estimación del consumo. Aquí siempre es fundamental los datos aportados por el consumidor, y deben ser siempre lo más realistas posibles para evitar desviaciones en el dimensionamiento.

Si la instalación se realizara para una vivienda de uso diario todo el año, se escogerá el valor medio de todo el año. Si la instalación se realizara para el uso ocasional, por ejemplo en verano, hay que escoger los valores de los meses de verano.

1. Datos del lugar donde se realizará la instalación para saber la irradiación de donde estará ubicado el sistema.
2. Dimensionado del generador fotovoltaico Cantidad de paneles necesarios.
4. Dimensionado del sistema de acumulación Cantidad de baterías solares necesarios. Para el cálculo del banco de baterías es muy importante tener en cuenta los días de autonomía que se van a otorgar a la instalación, para proyectos domésticos se suelen tomar entre 3 y 5 días de autonomía, 6 o 7 días en caso de tratarse de zonas con baja irradiación donde pueden producirse periodos de varios días en condiciones de poca luz. Para sistemasremotossuelentomarse 7 y 10 días de autonomía.
5. Dimensionado del regulador.
6. Dimensionado del inversor.

Ya determinados los puntos anteriores procedemos al método de cálculo. Suponemos un consumo para una vivienda con uso diario durante todo el año, como por ejemplo:

Con los datos de esta “Tabla de Consumos” obtenemos el consumo medio diario de la instalación al que se le ha aplicado un 20% como margen de seguridad recomendado.

Debemos adicionalmente tener en cuenta que en la instalación habrá pérdidas por rendimiento de la batería y del inversor y esto tiene un efecto en la energía necesaria final.

Frecuentemente, para el buen dimensionamiento, tomaremos un rendimiento de la batería de un 95%, del inversor un 90% y de los conductores un 100%.

Para poder captar la energía solar  y convertirla en energía eléctrica, es necesario un proceso en el que intervienen varias partes. Primera parte los cristales de material semiconductor reciben un tratamiento que busca darle a cada uno una carga positiva y una carga negativa. De esta manera, se logra que las celdas tengan las dos cargas y puedan generar electricidad. Luego, se colocan en el panel intercalándolas y vinculándolas entre sí, mediante un hilo conductor. Cuando esas celdas cristalinas quedan expuestas de modo directo a la luz, la energía del sol hace que se muevan los electrones de la parte de la celda cargada negativamente hacia la parte cargada positivamente. De este modo, gracias a la luz del sol y los materiales usados para armar las celdas, generamos una corriente eléctrica de un punto a otro. Todas juntas hacen que se produzca un campo eléctrico en el panel solar.

• Los paneles solares tradicionales son ampliamente utilizados porque tienen altas tasas de eficiencia, es decir, son capaces de transformar más energía del sol en electricidad que los paneles solares flexibles.
• Dado que la producción de energía es la cualidad principal que la mayoría de las personas busca al instalar sistemas solares domésticos, los paneles solares tradicionales son la opción preferida.
• Pero los paneles solares tradicionales son más pesados ​​y más frágiles que los paneles solares flexibles. Ambas cualidades significan que también son más difíciles de instalar y transportar
• Los paneles solares flexibles son superiores a sus contrapartes rígidas de muchas maneras. Son más ligeros y más delgados y, como su nombre lo indica, tienen la capacidad de doblarse a un promedio de 30 grados.
• Los paneles solares flexibles son mejores para casas y edificios con techos que no soportan el peso de los paneles solares tradicionales.
• También se encuentran a menudo en vehículos recreativos , embarcaciones y aplicaciones fuera de la red. En casas rodantes o ciertos edificios, su flexibilidad permite que el panel siga el contorno de un techo curvo.
• Su peso ligero también los hace perfectos para uso temporal o de corto plazo. Los cargadores móviles para teléfonos, computadoras portátiles y otros dispositivos incorporan paneles solares flexibles, y también se usan en aplicaciones militares donde las fuentes eléctricas tradicionales no están disponibles.
• La mayoría de los paneles solares flexibles tienen garantías de solo 5 años, mientras que los paneles tradicionales están garantizados por al menos 20 años.

Conclusión

Cuándo se decida a instalar paneles solares en su casa haga un estudio previo de su necesidad energética, de su presupuesto y espacio disponible en el techo.

Esto le ayudará a tomar la decisión correcta si elegir PANELES SOLARES FLEXIBLES O TRADICIONALES.

• Los paneles tradicionales tienen una vida útil de hasta 25 años.
• Los paneles flexible con tecnología ETFE vida útil de hasta 15 años.
• Los paneles normal flexible vida útil de hasta 10 años.

Los paneles solares requieren poco mantenimiento. No hay necesidad de lavarlos tan seguido pero deben mantenerse en las mejores condiciones para que su rendimiento no se vea afectado.

No, la relación entre paneles solares y baterías ha de ir proporcionada, ya que si la capacidad de las baterías es muy superior a la potencia conjunta de los paneles, la carga de baterías tardará más en completarse y la batería sufrirá, acortando su vida útil.

No, las baterías no tienen efecto memoria pero sí que se sulfatan perdiendo capacidad si no son debidamente cargadas y ecualizadas cuando lo requieran. Esta sulfatación produce una pérdida de capacidad reversible con los medios de carga adecuados.

No, el regulador sirve para mantener las baterías en voltaje de flotación, aunque no estemos usando la instalación, si desconectamos las baterías del sistema, esta tiene auto-descarga y seguramente a la vuelta a nuestra casa la batería estará descargada o sulfatada.

No, aunque las placas puedan darnos algo de voltaje las noches de luna llena no habrá intensidad de corriente y por tanto energía para poder aprovechar.

Antes de llevar a cabo el proyecto fotovoltaico te recomendamos que tengas algunos puntos en cuenta con el fin de que la instalación cumpla con el rendimiento esperado.

– Como colocar las placas solares

El aspecto principal a tener en cuenta a la hora de instalar los paneles solares es la orientación de la placa fotovoltaica debe ser al Sur y con una inclinación en función de la latitud y el uso que vaya a tener la instalación. Por otro lado esta colocación se puede hacer en diferentes superficies, y todas serán igual de buenas siempre y cuando cumplamos con la inclinación y orientación adecuada ya que si la orientación no es la idónea o no tenemos buena inclinación tendremos ciertas pérdidas.

Otro punto a tener muy en cuenta es la presencia de sombras en las placas solares, si existen sombras aunque únicamente se presenten en un panel o en un área reducida la producción se reduce en gran medida. Si la instalación se compone de paneles en serie al afectar a un panel afectamos a toda la serie por lo que es muy importante tener plena ausencia de sombras en el campo fotovoltaico.

Por este motivo es recomendable estudiar con detalle el lugar donde van a ir colocados los paneles y comprobar que no van a recibir sombras de árboles, chimeneas, edificios, etc. Una vez realizada la instalación si nos hallamos ante un problema así la solución es difícil y costosa.

– Posición.

Los paneles generalmente se colocan en una posición fija y no se suelen modificar, por lo que el mantenimiento de las placas es prácticamente nulo. No obstante tanto el polvo, barro, hojas, etc. reducen la productividad del sistema y por lo que es necesario mantenerlas limpias. Por ese motivo recomendamos una revisión periódica del sistema con mayor asiduidad si nos encontramos en zonas rurales o marítimas.

– Garantía de los componentes.

Los componentes de las instalaciones solares se caracterizan en su mayoría por su larga vida útil, los paneles solares alcanzan una vida útil de más de 30 años con garantías desde fábrica de 20 años.

El impuesto al sol es un tema que suscita multitud de dudas, desde hace años a todo aquel que desea instalar placas solares en su vivienda habitual, su casa o nave.

El impuesto al sol recae sobre aquellas instalaciones fotovoltaicas que superan los 10kW (en el 95% de los caso de las instalaciones a viviendas e instalaciones particulares son inferiores de 10kW, por lo que recae sobre grandes instalaciones fotovoltaicas de empresas de grandes dimensiones y amplias necesidades).

Otro de los puntos relacionados sobre el impuesto al sol es que la instalación fotovoltaica no debe interferir en la conexión de la red de la compañía eléctrica, para cumplir con este punto es muy recomendable que la instalación fotovoltaica la realice un equipo profesional formado para ello.

También se debe tener en cuenta que legalmente no se debe contratar más potencia para una instalación fotovoltaica de la ya contratada por una compañía eléctrica, obviamente este punto y el punto anterior se de cumplir siempre que hablemos de la instalación de un kits de conexión a red.

Y por último, se debe instalar un dispositivo que permita el famoso ‘vertido 0’ o dispositivos de conexión a red, es decir, que evite que la energía de más que produzcan los paneles solares se devuelva a la compañía eléctrica.

Los paneles fotovoltaicos se conectan entre si y con el resto de componentes mediante cables de cobre. Por lo general necesitaremos un inversor para convertir la electricidad en corriente continua que se genera en las placas solares, en corriente alterna que usan nuestros electrodomésticos y, en su caso, para verterla a la red.