Cálculo del dimensionado de una instalación fotovoltaica

A día de hoy y más aún cuando tenemos el precio de la luz por las nubes son muchas las personas que tienen en mente la instalación de placas solares en sus casas o incluso comunidades.

Cabe recalcar que no entraremos en detalles sobre regularizaciones o trámites. Solo trataremos un ejemplo de como tenemos que dimensionar nuestra instalación, teniendo en cuenta los diferentes elementos que esta requiere.

Realizaremos el dimensionado para una instalación aislada, es decir que la única fuente de energía que tengamos sea la del sol. En nuestro caso particular la instalación se hará en una casa de campo donde no hay un uso de vivienda habitual.

Paso 1º - Dispositivos conectados

En primer lugar y algo que debemos tener en cuenta son los aparatos que vamos a conectar en nuestro sistema. En nuestro caso tendremos (aunque no sea simultáneamente):

• -          Cuatro focos downlight
• -          Una nevera
• -          Una cámara de vigilancia

Ahora toca ver los consumos que vamos a tener y aproximadamente cuanto tiempo vamos a tener encendido cada aparato.

Para ello vamos a ver en la página web del vendedor los datos técnicos de cada elemento.

• -          Un foco downlight = 12 W
• -          Nevera = 175 Wh/día
• -          Cámara de vigilancia = 6,5 W

Supongamos que en media de tiempo tenemos lo siguiente:

• -          Foco downlight = 12 W  *4 focos * 8h al día = 384 Wh/día
• -          Nevera = 175 Wh/día
• -          Cámara de vigilancia = 6,5 W * 24h al día = 156 wh/día.

Lo cual tenemos un consumo total de 715 Wh/día.

Nota: las medidas están en Wh/día es decir cuantos vatios a la hora y por día consume ese dispositivo.

Paso 2º - Número de paneles solares.

En este punto vamos a ver la cantidad de paneles solares que necesitamos para poder alimentar nuestra instalación.

Para ello nos vamos a ir a la siguiente página PGIS, en ella podremos ver la cantidad de Wh/día que tenemos en nuestra zona.

1. Seleccionamos la zona donde se va a hacer la instalación. Para ello podemos hacer uso del mapa o introducir las coordenadas.

2. Una vez introducida nuestra posición (sirve para cualquier parte del mundo), en el campo Installed peak PV power [kWp]. Vamos a introducir los watios que genera nuestra placa, si nos vamos a la web del fabricante podemos ver este dato, en nuestro caso elegiremos una de 455W.

3. En el apartado Installed peak PV power [kWp], pondremos 0,455 ya que nos lo piden en kWp. El resto de los datos los dejamos así. Esto nos generará una gráfica anual por meses con la cantidad de Wh que va a recibir nuestra placa.

4. Una vez obtenido el gráfico seleccionaremos el mes donde hay menos cantidad de kWh en nuestro caso el mes de noviembre donde tenemos 50,87 kWh, esta cantidad la dividimos entre 31 días = 1,64 kwh luego tenemos una cantidad de 1640 Wh/día la cual corresponde a la producción media al día.

Como vimos en el paso 1 nosotros teníamos un consumo total de 715Wh/día luego con una sola placa podemos alimentar de sobra nuestra instalación.

Paso 3º - Calculo capacidad de batería. 

Para el cálculo de la capacidad de la batería cogeremos el consumo total de nuestra instalación que en nuestro caso es de 715Wh/día y suponemos que vamos a dar un margen de dos días nublados donde no vamos a tener carga de la batería. Lo que nos queda 715Wh/día * 2 días = 1430Wh.

Esto nos permite dejar un margen, este margen depende de la zona en la que vivas ya que no es lo mismo vivir en el norte de España donde hay más cantidad de días nublados que en el Sur.

Por otra parte, no vamos a querer que la batería se descargue menos del 50% de su capacidad, luego los 1430Wh los multiplicamos por 2 = 2860Wh.

Esa cantidad que nos ha salido la dividimos entre el voltaje de nuestro sistema que en nuestro caso será de 12V luego la capacidad de nuestra batería debe ser de 238 Ah.

En nuestro caso elegiremos la siguiente.

 Paso  4º - Regulador de carga.

Este es un elemento del sistema que nos permite regular la cantidad de voltaje que le entra a nuestra batería. Para ello vamos a tener en cuenta las especificaciones de nuestra placa solar.

Como tenemos que el voltaje de nuestra placa es superior (50.4V) al de nuestra batería (12V) tendremos que usar un regulador de carga MPPT. Para calcular la potencia del regulador multiplicamos el número de placas por los vatios de esta. En nuestro caso 1 placa solar * 455Wp = 455Wp, y esto lo dividimos entre el voltaje de nuestro sistema en este caso 12V luego tenemos 37,916 A. 

En nuestro caso elegiremos el siguiente. 

 Paso 5º - Inversor (Opcional)

 El inversor es un elemento del circuito que nos permite transformar 12V en 230V (dependiendo del inversor y país).

Para la elección del inversor os dejaré un esquema que dependiendo del voltaje de nuestro sistema tendremos que elegir.  

• -          Sistema 12V no más de 1000W.
• -          Sistema de 24V de 1000w a 3000W.
• -          Sistema de 48V superior a 3000W.

Como nuestro sistema es de 12V usaremos uno inferior a 1000W. 

Elegiremos este 

 

En total nuestro sistema aislado de energía fotovoltaica tiene un precio de 1016,99€.

Nota: Ese precio no incluye cable ni protecciones.