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La energía fotovoltaica ha ganado un protagonismo significativo en la transición hacia fuentes de energía renovable. Este artículo se centrará en el cálculo de una instalación fotovoltaica, considerando la producción media de kWh de una placa solar, la influencia del sol en dicha producción, los tipos de instalaciones fotovoltaicas y cómo determinar la potencia y el número de paneles necesarios. Exploraremos también las distintas modalidades de autoconsumo, analizando sus ventajas y limitaciones.
La producción de kWh de una placa solar depende de varios factores, entre ellos la eficiencia del panel, su potencia nominal y las condiciones ambientales. Generalmente, un panel solar estándar tiene una potencia nominal que varía entre 250 y 400 vatios (W). Bajo condiciones óptimas, como una irradiación solar de 1000 W/m², un panel de 300 W puede producir alrededor de 1,2 kWh por día.
Algunos de los factores que influyen en la producción de kWh son:
El sol es el factor más crítico en la producción de energía fotovoltaica. La cantidad de energía que un panel solar puede generar depende directamente de la cantidad de radiación solar recibida.
La irradiación solar se mide en kilovatios hora por metro cuadrado por día (kWh/m²/día). Esta métrica varía según la ubicación geográfica, la estación del año y la hora del día. Por ejemplo, en España, la irradiación media anual puede variar entre 3 kWh/m²/día en el norte y 5 kWh/m²/día en el sur.
Las horas pico de sol (HPS) son un concepto utilizado para estimar la producción de energía solar. Representan las horas en las que la irradiación solar es de 1000 W/m². Si una ubicación tiene 5 HPS al día, un panel de 300 W podría producir aproximadamente 1,5 kWh/día (300 W * 5 horas = 1500 Wh = 1,5 kWh).
Existen principalmente dos tipos de instalaciones fotovoltaicas: conectadas a la red (on-grid) y aisladas de la red (off-grid).
Las instalaciones on-grid están conectadas al sistema eléctrico público. Estas instalaciones permiten inyectar el exceso de energía generada a la red, y en caso de insuficiencia, consumir energía de la red.
Las instalaciones off-grid no están conectadas a la red eléctrica. Son ideales para áreas remotas sin acceso a la red pública. Requieren sistemas de almacenamiento de energía, como baterías, para garantizar el suministro eléctrico cuando no hay luz solar.
El autoconsumo es una modalidad donde los usuarios generan su propia electricidad para cubrir sus necesidades. Existen varias modalidades de autoconsumo:
En esta modalidad, el sistema fotovoltaico está diseñado para que toda la energía generada sea consumida in situ, sin inyectar excedentes a la red. Esto se consigue mediante sistemas de control que ajustan la producción para igualar el consumo.
Aquí, el exceso de energía generada que no es consumida instantáneamente se inyecta a la red eléctrica. Dependiendo de la normativa local, los usuarios pueden recibir compensaciones económicas por los excedentes aportados.
El autoconsumo compartido permite que varios usuarios se beneficien de una misma instalación fotovoltaica. Esto es común en comunidades de vecinos o edificios de apartamentos, donde se puede instalar un sistema en el tejado y distribuir la energía generada entre varios propietarios.
Determinar la cantidad de potencia y el número de paneles solares necesarios depende de varios factores, incluyendo el consumo energético, la irradiación solar local y las características de la instalación.
El primer paso es determinar el consumo energético mensual en kWh. Esto se puede obtener de las facturas de electricidad. Por ejemplo, si una vivienda consume 300 kWh al mes, se necesitará un sistema que pueda generar al menos esa cantidad de energía.
Utilizando datos de irradiación solar para la ubicación específica, se puede calcular cuántos kWh puede producir un panel solar en promedio al día. Por ejemplo, si la irradiación solar es de 5 kWh/m²/día, y se utiliza un panel de 300 W con una eficiencia del 18%, cada panel podría producir:
0.3kW x 5 HPS x 30 días = 45kWh/mes
Dividiendo el consumo mensual total entre la producción mensual de un panel. Poniendo a cada panel una generación de 45kWh y un total de 300kWh a cubrir, necesitamos 7 paneles
Por lo tanto, se necesitarían aproximadamente 7 paneles de 300 W cada uno para cubrir un consumo mensual de 300 kWh.
El cálculo de una instalación fotovoltaica es un proceso que requiere considerar múltiples factores, desde la producción media de kWh de los paneles solares hasta la irradiación solar local y las necesidades específicas de consumo. Los diferentes tipos de instalaciones, ya sean conectadas o aisladas de la red, ofrecen diversas ventajas y desafíos que deben ser evaluados cuidadosamente. Todo esto es apenas una parte del Máster en Energías Renovables, Eficiencia Energética y Sostenibilidad. Con una planificación adecuada y una comprensión clara de las variables involucradas, es posible diseñar un sistema fotovoltaico eficiente y efectivo que satisfaga las necesidades energéticas de los usuarios mientras contribuye a un futuro más sostenible.
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Daniel Gonzalez Enriquez
COPYWRITER
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