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Antes de nada, he de decir que este artículo requiere de un nivel de manitas AVANZADO, si estás empezando en este vicio de ser manitas, toma con mucha cautela el contenido de este artículo.

Existe un mito (entre muchos) que afirma que la instalación solar fotovoltaica, no es rentable.

Dada esta errónea consideración, no se toma como opción en muchas aplicaciones en las que verdaderamente podrían resultar una opción interesante, puesto que si bien es cierto que el problema principal es el coste del almacenamiento de energía (baterías), esto puede suplirse optimizando al máximo la forma en la que hacemos uso de la energía.

En internet hay cientos de sitios dedicados exclusivamente a ésta temática, he de admitir que yo mismo, aún siendo instalador, cuando leo según que publicaciones, pienso que si no supiera previamente de lo que se está hablando, probablemente no estaría entendiendo absolutamente nada, así que comprendo que haya tanto desconocimiento entorno a este tipo de solución.

El cálculo de una instalación solar AISLADA en realidad, no es difícil, tan sólo es necesario sentarse y tener en cuenta una serie de consideraciones:

Conocer el consumo real de los aparatos eléctricos que vamos a conectar a la instalación

Para saber el consumo que va a tener que soportar nuestra instalación aislada, necesitamos hacer un análisis de lo que tenemos o de lo que consideramos que vamos a tener, quizás pueda dar un poco de pereza, pero es mejor tomarse un tiempo en recopilar el máximo de información posible para obtener el resultado más exacto posible.

Para ello, realizaremos una tabla, algo así como esta:

Aparato a conectar  Potencia (w)  Unidades  Tiempo de uso diario  Total Energía consumida diaria (Wh)
         
         
         
         

La forma de completar la tabla es la siguiente:

En Aparato a conectar: Ponemos el nombre del aparato, (no me refiero a la marca, sino el cómo nos refiramos al mismo, si tenemos por ejemplo dos televisores, podríamos poner televisor comedor y televisor dormitorio)

Potencia (w): Ese dato lo sacamos de las especificaciones del propio aparato, es el número que va antes de la letra W (wattios)

Unidades: Es la cantidad de aparatos que tenemos "repetidos", lo más común es que sólo tengamos uno de cada a excepción de las bombillas y otras luminarias

Tiempo de uso diario: Aquí se complica un poco más, porque normalmente no se utiliza del mismo modo una instalación todos los días, es cierto. En estos casos, lo mejor es buscar una opción intermedia entre el día que más uso hagamos de cada aparato y el que menos vayamos a utilizarlo.

Total Energía consumida diaria (Wh): Es el resultado de multiplicar el valor de la potencia por el del tiempo, es importante señalar que para tener valores reales, definamos siempre los valores en wattios y horas. 

Por cada aparato distinto que tengamos, necesitaremos completar una línea en esta tabla, por lo que el largo de la tabla la definirán nuestras necesidades de suministro.

Para este ejemplo, haremos el cálculo de una instalación solar fotovoltaica en una casita pequeña aislada, de esas que se utilizan con muy poquito equipamiento:

Aparato a conectar  Potencia (w)  Unidades  Tiempo de uso diario  Total Energía consumida diaria (Wh)
 Nevera combi 32,42 (*1)  14  32,42 x 1 x 14 = 453,88 Wh
 Televisión LED 70  1 3 70 x 1 x 3 = 210 Wh
 Lámpara led 6 7 x 6 x 5 = 210 Wh 
 Foco led exterior  30  1 30 x 1 x 8 = 240 Wh
 TOTAL 139.42      1113,88 Wh

Sumamos los totales de Energía consumida DIARIA y nos da unas necesidades de 1113,88 Wh.

*1 Para realizar el cálculo del consumo de la nevera, lo he hecho del siguiente modo:

He tomado una nevera con etiqueta A++, con un consumo anual de 284Kwh, esa cifra la he pasado a wh (multiplicar por 1.000) y me ha dado 284.000wh, luego he calculado las horas que tiene el año, es decir: 365 x 24 = 8760 y luego he dividido del siguiente modo: 284.000wh / 8760 = 32,42wh a la hora, que se traduce en 32,42 wattios de potencia

Cálculo de los paneles

Una vez tenemos definidas las necesidades de energía, necesitamos saber qué potencia de paneles necesitamos. Es un factor muy importante a dimensionar para no gastar de más ni tampoco quedarnos cortos.

Hay una fórmula muy sencilla para determinar la potencia de entrada:

Potencia de los paneles = Consumo diario / Horas de sol de pico

Para no hacer demasiado largo este artículo, la forma de  calcular las horas de pico, lo haré en una publicación independiente, pero para el caso, para mi ubicación y el mes más desfavorable, he obtenido unas Horas de sol de pico de 2,53 

Por lo tanto: 1113,88 / 2,53 = 440,26w

Para este ejemplo, vamos a utilizar 3 paneles Policristalinos de la casa Enjoy solar de 160 w a 12 voltios y una Intensididad máxima de 8,85A cada unidad, la suma de las 3 potencias, nos otorga una potencia de 480w de potencia nominal.

A día de hoy, este panel está alrededor de los 100 euros, como todo, los precios se van moviendo, pero siempre hablo a modo de referencia, no en términos absolutos, quizás en el momento en el que estés leyendo este artículo quizás estén incluso más baratos o puedas encontrar con paciencia modelos que desarrollen más potencia por metro cuadrado.

 
  

Cálculo del regulador de carga

Como en este ejemplo, estamos haciendo una instalación sencilla y hemos optado por paneles de 12 voltios, voy a optar por un regulador de carga tipo PWM, si se quieren hacer montajes más grandes, ya se pasaría a paneles de 30 voltios hacia arriba, que no es que sean más caros, la verdad es que tienen un precio muy bueno, pero como es un producto orientado a instalaciones más grandes, el resto de componentes se nos dispararían y no hay que olvidar ante todo que todos los elementos de la instalación deben ir compensados.

Teniendo claro este concepto, el cálculo del regulador es muy sencillo, sumamos la intensidad máxima del conjunto de paneles que hemos elegido y sobredimensionamos un 10%.

De tal modo: 8,85 x 3 = 26,55 + 10% = 29,20A

Por lo que optamos por un regulador de 30A tipo PWM, más concretamente, el controlador de carga solar de Topcloud de 30A. Realmente tiene un coste ridículo, estamos hablando de menos de 20 euros

 
 

Cálculo de las baterías

Llegamos al punto donde mucha gente se acobarda, pues las baterías no son un elemento económico, es cierto, sin embargo, cuando realizamos una instalación solar, en cualquier caso, tenemos que hacer una reflexión de cómo utilizamos la energía. Es como cuando nos mudamos de vivienda y aparecen mil cacharros que decidimos tirar porque ni nos acordábamos que teníamos, con la electricidad ocurre lo mismo, hay una proporción muy grande de nuestros consumos cotidianos que podrían evitarse, sólo que como no pasamos por una escasez, no caemos en la cuenta de ello (veremos que ocurre con futuras normativas)

Para el ejemplo, calcularemos baterías para una autonomía de 3 días, para ir sobrados, ya que la capacidad de carga se puede llegar a reducir mucho si está nublado o si estamos consumiendo por encima de lo que se están cargando las baterías.

He pensado en dos unidades de la batería de gel TPG250 12V 250Ah en C100 y 200Ah en C10 de ciclo profundo 

El motivo es que nos ofrece una profundidad de descarga del 30%, es decir, para que la batería nos dure, su carga no puede descender de ese 30%, podría parecer mucho, pero hay baterías que rondan el 50% de profundidad de descarga.

La fórmula para determinar las baterías es:

 
 

(Consumo diario / Voltaje de la batería) x número de días +Profundidad de descarga en %. Veamos entonces si nos serviría:

(1113,88 / 12) x 3 + 30% = 92,82 x 3 + 30% = 278,47 + 30% = 361,998Ah

Esta batería, puede asumir una capacidad de descarga de 200Ah en ciclos de 10 horas, así que si sumamos dos baterías, tendremos 400Ah para un ciclo de 10 horas, más que suficiente para lo que necesitamos. Eso si, como se puede ver, es el elemento que más costoso.

Cálculo del inversor

El inversor es el último paso antes de obtener nuestro voltaje a 220 o 230 Voltios, éste tiene que cubrir nuestras necesidades máximas de consumo de energía y curiosamente, ese dato lo teníamos recogido en la tabla 1, en el total de potencia (w), para este ejemplo, recordamos que teníamos una necesidad de potencia máxima simultánea de 139,42 w

En nuestro ejemplo, no tenemos muchos aparatos que consuman electricidad, por lo que para este caso, no aplicaré el Coeficiente de Simultaniedad que normalmente SI que se aplica en el cálculo de las instastalaciones eléctricas, ya que partimos de la base que no ponemos en funcionamiento todo lo que tengamos que consuma electricidad a la vez. También haré un artículo sobre el cálculo de este coeficiente.

La cuestión es que, de forma completamente independiente al valor que hemos obtenido, no podemos simplemente ir al mercado y comprar un inversor de 139,42 w.

Primero, porque no existen de esa potencia tan concreta, habrá que buscar el que esté por encima de ese valor

Segundo, porque los fabricantes utilizan un "truquito" y las cifras que suelen poner así en grande, son las potencias de pico que pueden alcanzar los aparatos

Tercero y último, porque los inversores de la potencia nominal que necesitaríamos, son de juguete, así que toca dar un salto hacia arriba.

Para el ejemplo, he elegido el inversor de 12V a 220V de 600 w (con picos de 1200w), de la casa ERAYAK, a día de publicación del artículo está por menos de 50 euros, por lo que puede verse, se utiliza incluso en vehículos, pero tenemos tan poco consumo, que no necesitamos un inversor de corriente de más capacidad, con éste, nos sobraría.

 
 

Conclusión

Recapitulando, si tenemos en cuenta los tres paneles, el regulador, las dos baterías y el inversor, tenemos un coste en equipamiento de 1035,37 euros, a eso, se le suma el material auxiliar como cableado y soportes y nos da un aproximado de unos 1200 euros, eso, en los casos donde no existe posibilidad de suministro, no es una inversión descabellada y además hay que tener en cuenta que yo no he tratado de buscar ofertas concretas, por lo que la inversión podría ser incluso menor que la aquí calculada.

 

Publicado en Energías renovables

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