¿Cómo calculo cuántas placas necesito?
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Uno de los primeros pasos para tener tu instalación de placas solares para autoconsumo es el diseño y dimensionamiento de la instalación, es decir, lleva a cabo el cálculo de placas solares que vas a necesitar.
Los instaladores de paneles solares evalúan diferentes datos y factores para calcular el número de paneles necesarios y la mejor solución para la instalación de energía solar, pero muchas personas quieren saber realmente como es el proceso de diseño y cálculo de la instalación solar fotovoltaica para autoconsumo.
En este artículo, te vamos a mostrar cómo los expertos diseñan las instalaciones de energía solar fotovoltaica para viviendas o negocios.
Vamos a empezar con lo que los expertos en energía solar tienen que considerar a la hora de realizar el dimensionamiento y el cálculo de la instalación de paneles solares fotovoltaicos.
Se consideran varios factores durante el proceso, pero hay dos que son los más importantes. El primero es el espacio disponible para la instalación de placas solares, ya sea en el tejado o en el suelo, y el segundo es el consumo de electricidad de tu casa o negocio cada año.
Otros factores que también afectan al diseño son el tipo de inversores y paneles que se utilizan, las estructuras, la orientación y las sombras.
Muchas personas deciden instalar sus paneles solares en el tejado, el espacio disponible va a determinar el número máximo de paneles que puedes instalar. Aunque el tamaño de los paneles no está estandarizado, la mayoría de ellos suelen tener medidas similares.
El espacio en tu azotea puede estar limitado por cosas como chimeneas, ventilación, ascensor, etc, que ocupan un espacio que puede hacer que sea imposible instalar placas solares fotovoltaicas para cubrir el 100% de tu consumo anual de electricidad.
Tu instalador será capaz de ayudarte a identificar los obstáculos que son insuperables y en los que puedes poner soportes o estructuras para colocar las placas, cumpliendo los requisitos de la legislación actual.
Si no se dispone del espacio suficiente para su instalación, una opción son los paneles de mayor eficiencia, que generan más energía por metro cuadrado en comparación con los paneles estándar.
Estos paneles pueden ser más caros, pero el ahorro a largo plazo suele ser mayor. Tu instalador solar será capaz de proporcionar diferentes opciones para ayudarte a identificar si tu casa se beneficiaría con la instalación de paneles solares de alta eficiencia.
Para poder realizar el estudio utilizan diferentes programas y herramientas para estimar la viabilidad del dimensionamiento y calcular cuántas placas necesita tu instalación fotovoltaica para autoconsumo. También suelen combinar los datos de estas herramientas con imágenes aéreas, para ubicar los paneles fotovoltaicos en tu tejado, calcular cuánta electricidad generará la instalación y cuánto puedes ahorrar en tus facturas de la luz.
Para sacar el máximo provecho de tu instalación de paneles solares, ésta tendrá que estar diseñada para cubrir el 100% de tu factura eléctrica anual, o bien para cubrir el 100% de tus consumos durante las horas de sol.
Esto depende del tipo de instalación solar fotovoltaica que quieras realizar, si quieres aislarte completamente de la red, instalar baterías o seguir conectado a ella. Debido a esto, los instaladores de placas solares te pedirán las facturas eléctricas de todo el año para calcular cuánta energía necesitarás para cubrir tu demanda. Con esos datos calcularán exactamente qué porcentaje de tu factura eléctrica será compensado por tu instalación de paneles solares.
En el caso de que sea necesario realizar un cálculo de una instalación fotovoltaica aislada, ya sea para una vivienda desconectada de la red o para una obra nueva, se han de estimar los consumos en base a los electrodomésticos, iluminación, etc. con los que cuente la vivienda o negocio. otro elemento importante en este tipo de instalaciones es el cálculo de las baterías necesarias.
Debido a que los paneles fotovoltaicos convierten en energía eléctrica la luz que reciben del sol, en un tejado orientado al sur tus paneles generarán más electricidad en comparación con los paneles fotovoltaicos instalados en los tejados que están orientados hacia el norte. La orientación de tu tejado es un factor crítico en el cálculo de la instalación fotovoltaica.
Es común que los tejados tengan algunas sombras, ya sean de edificios cercanos, árboles o chimeneas. Los instaladores de paneles solares pueden decidir no instalar en zonas sombreadas para maximizar el rendimiento del sistema, o también pueden recomendarte equipos específicos diseñados para estos casos concretos. Se suelen utilizar micro inversores u optimizadores de potencia para ayudar a limitar el efecto del sombreado en el rendimiento general de la instalación.
Otros factores, como la resistencia o el estado de tu tejado, tu sistema eléctrico o las sombras eventuales, pueden requerir que un ingeniero visite tu casa o empresa para recopilar información clave, para el correcto cálculo de las placas solares que requiere la instalación de energía solar.
A la hora de instalar energía solar en tu vivienda es normal que te plantees la duda: ¿cuántas placas solares necesito?. A lo largo de este post, vamos a explicar cómo se realiza el cálculo de los paneles necesarios para instalar en una casa. Para ello hablaremos de cómo se calcula la energía que genera un panel solar y de las diferentes formas de conexión entre ellos (serie, paralelo...) y por último, pondremos un ejemplo práctico con una panel de calidad probada.
En todas las instalaciones de autoconsumo fotovoltaicas, existen tres opciones para conectar los paneles entre sí. Cada una de ellas presenta una serie de ventajas y desventajas tal y como te explicamos a continuación:
En este tipo de instalaciones, los paneles solares se conectan entre sí asociando, por un lado, todos los polos positivos entre sí, y por otro, los polos negativos.
Con este tipo de conexión conseguimos aumentar la corriente generada en cada rama (string), la cual será el resultado de sumar las corrientes de cada panel. Sin embargo, la tensión de salida será la misma que la de cada módulo fotovoltaico que compone la rama.
Es decir, con los paneles solares en paralelo, la corriente generada será igual a multiplicar el número de paneles solares que componen la rama por la corriente unitaria, la tensión se mantendrá constante e igual a la unitaria.
En este tipo de instalaciones, los paneles solares se conectan entre sí asociando el polo positivo de un panel con el polo negativo del siguiente, y así sucesivamente.
Con este tipo de conexión conseguimos aumentar la tensión de salida de cada rama (string), la cual será el resultado de sumar las tensiones de cada panel. Sin embargo, la corriente generada será la misma que la de cada módulo fotovoltaico que compone la rama.
Es decir, con los paneles solares en serie, la tensión de salida será igual a multiplicar el número de paneles solares que componen la rama por la tensión unitaria y la corriente se mantendrá constante e igual a la unitaria.
Es importante mencionar que debemos conectar siempre paneles de las mismas características. ¿Qué pasa si se produce una avería y hay que sustituir un único panel de una rama? Pues deberíamos comprar un módulo fotovoltaico de las mismas especificaciones o superiores de tensión y corriente para asegurar la producción del sistema de generación solar.
Es el tipo de conexión de placas solares menos utilizado. En él, hay varias ramas con varios paneles conectados en serie y a su vez estas ramas están conectadas en serie. Se utiliza cuando necesitas unas configuraciones de tensión y corriente muy específicas.
Resumiendo: en conexiones en serie, la corriente de salida es igual a la corriente unitaria y la tensión total es la suma de las tensiones unitarias de cada rama o string. En conexiones en paralelo, ocurre lo contrario, es decir, la tensión total es igual a unitaria y la corriente total es la suma de las unitarias.
Para calcular la energía generada por una placa solar durante un día (Epanel) debemos utilizar la siguiente ecuación:
Epanel =Ipanel x Vpanel x HSPx ŋ [Whd]
Siendo:
Esto es la energía generada por una única placa fotovoltaica, pero si lo que queremos saber es cuánta energía produce una instalación de placas solares, la fórmula de cálculo es la siguiente:
Einstalación- paneles =Iinstalación- paneles x Vinstalación-paneles x HSP x ŋ[Whd]
La corriente y la tensión resultante variarán en función de como se conecten los paneles de cada rama (string): en paralelo o en serie.
Una vez comprendido cómo se calcula la energía generada por una placa solar y las diferentes formas de conexionado que existen entre estos, vamos a ilustrar con un ejemplo lo anteriormente explicado. Para ello, vamos a utilizar unos módulos solares CanadianSolar ALL BLACK CS6K 300 MS con las siguientes características:
Y tenemos una instalación de autoconsumo fotovoltaico que consta de 8 paneles Canadian conectados en dos ramas en paralelo compuesta cada una por 4 paneles solares. Ahora procedemos a realizar el cálculo empleando la fórmula mencionada más arriba:
Einstalación-paneles =Iinstalación- paneles x Vinstalación-paneles X HSP x ŋ[Whd]
El cálculo es éste, ya que consideramos que utilizamos el mismo modelo de panel y que cada rama tiene el mismo número de paneles.
Suponiendo que nos encontramos con HSP de 4 y con un rendimiento del panel ( ŋ ) del 90%, tenemos que:
Einstalación- paneles = 18,48 x 130 x 4 x 0,9 = 8648, 64 Whd = 8, 65 kWhd
Esta es la forma de saber cuántas placas solares necesitas para tu vivienda.
Todos estos factores se tienen en cuenta al diseñar una instalación de placas solares y todos juegan un papel clave en su correcto funcionamiento.
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