Calcular cantidad paneles fotovoltaicos-3

 

Artículo, continuación de “Calcular cantidad paneles fotovoltaicos-2

1.- Introducción

Se trata de calcular la cantidad de paneles solares para generar corriente eléctrica aislado de la red de municipio o gobierno local. Antes de ello, tenemos que dominar en preparar nuestra tabla como en el ejemplo abajo.

Veamos a manera de recordación la tabla o plantilla donde hemos anotado los promedios finales de Potencia de cada equipo, aparato o artefacto.

Aquí vemos las horas de trabajo diario promedio de cada uno para calcular finalmente la Potencia o Energía Máxima del total de la casa o cabaña consumo diario:

Cabaña1

Data para calcular cantidad de paneles fotovoltaicos

Recomendamos que lea nuevamente la Parte 1. Continuar los pasos. [Recordar que nuestros cálculos están resueltos en base 1 día].

2.- Continuación desarrollo del proyecto

  • Emplear la batería solar fácil de encontrar: 12V, 100 Ah.
  • Consideramos además un factor de seguridad de 20% por razones explicadas en este artículo y por último
  • Hemos considerado un Ciclo Profundo de Batería de  70%.
  • Hasta el momento tenemos calculada la Energía Máxima Instalada (Emax) igual a:

243 Amp-hora/día

3.- Cumplimiento de la Ley de Ohm

Ecuación Básica: P = V x I.- Importante para tener en cuenta la tensión de baterías, es decir relación de la Potencia con la Tensión y la Corriente, puesto que el consumo varía en función de la Tensión a utilizarse. 

Potencia (Watt) = Voltaje(voltios-V) x Corriente (amperios-A)

  • OJO: La expresión “tensión” es referido al Voltaje o Voltios (V), y la Corriente o Intensidad (I) de corriente es la corriente expresada en Amperios (Amp). 

    Regla base de proporción: “Si deseamos mantener la misma Potencia: Cuanto mayor sea la Tensión menor será la Corriente o cuanto menor sea la Tensión mayor será la Corriente”.


  • 4.- Irradiancia solar, Radiación, Hora solar pico

  • Para la selección de los Paneles Solares Fotovoltaicos se tiene que conocer el valor de la irradiación solar promedio del día y medido a través de la estadística controlada históricamente del lugar donde se está efectuando la instalación.
  • Cada pueblo, cada lugar, cada zona donde hay poco o  bastante brillo solar debe tener esta información emanadas del gobierno central o entidad de información mundial (NASA).

    Importante concepto que hay que tener muy en cuenta con los mapas solares analizadas, estudiadas producto de estadísticas anuales en diferentes lugares de variada altitud y latitud. Para nuestro ejemplo usaremos la siguiente tabla gracias a la facilidad del Instituto.

  • El cálculo de la energía total recibida en un metro cuadrado de superficie terrestre (o de un panel fotovoltaico) horizontal, es representado por el área de 1,0 m² como por ejemplo abajo se puede apreciar (tabla) medidas en diferentes ciudades valores de un mínimo 3.4 kWh/m2 hasta el más grande de 7.1 kWh/m².

  • Este valor en kWh/m² resulta de la suma o integración de la energía incidente en cada hora, tanto los menores valores de las horas tempranas o tardes del día, como los de mayores valores del mediodía.
  • En esta tabla, la unidad de Irradiación está dada en kWh/m2/d

Tabla de valores de Irradiación para cálculo de paneles fotovoltaicos

5.- Cálculo de la energía de paneles fotovoltaicos

Conociendo la Tensión (V) y la Corriente (I) de cada célula solar, multiplicado por el número de células que constituye un módulo o panel solar podemos hallar el contenido de  Energía de cada uno de ellos en Watts (W) o Vatios.

Gracias al Mercado Comercial, estos datos vienen debidamente garantizados y probados por laboratorio que suele mucho mejor tomar en cuenta de sus catálogos.

6.- Efecto de la temperatura ambiente

Debemos tener en cuenta que el voltaje del punto de máxima potencia disminuye al aumentar la temperatura del ambiente, por ende del mismo módulo. Es bueno, por tal motivo, buscar un módulo solar cuyo voltaje de máxima potencia coincida con el voltaje de la batería, considerando la temperatura de las células solares.(Ayuda).

Tener en cuenta que la temperatura de las células solares siempre es mayor de 20 a 25 ºC que la misma temperatura del ambiente. Esto por regla general.  Ejemplo la siguiente imagen:

Efecto de la temperatura en la tensión de los paneles fotovoltaicos

7.- Compra de los paneles solares fotovoltaicos

Habiendo hecho el estudio de ubicación de los mismos, nos lanzamos al mercado para adquirir los módulos solares que requerimos.

Sea por medio de Internet o visita in situ casas comerciales, solicitaremos previamente las caracterísiticas eléctricas y físicas de los paneles a través de sus catálogos como el que hemos hallado lo que mostramos a continuación como ejemplo:

Catálogo de Panel Solar de 60 Células

8.- Cálculo de la Energía en cada Panel Solar (Epanel)

Con lo explayado puntos arriba, estamos libres de poder calcular la energía de los paneles fotovoltaicos que se van a utilizar finalmente. Para este cálculo requerimos los siguientes 2 datos:

      8.1.- La corriente en su punto de máxima potencia (IMPP) hallado en el cátalogo mencionado en el punto 7, vemos que es igual a IMPP = 7.8 A.

      8.2.- La Irradiación del lugar donde vamos a instalar los paneles

Nos apoyamos en la Tabla que aparece arriba en el punto 4.

                8.2.a.- Ejemplo en la ciudad de Tuxtla Gutierrez en México y hemos encontrado que el promedio de la Hora Solar Pico o la Irradiancia igual a 4.4 kWh/m2/d (promedio año).

                8.2.b.- Ejemplo en la ciudad de Huancayo-Perú el valor de la Hora Solar Pico o la Irradiancia igual a 6.7 kWh/m2/d (promedio año).

      8.3.- Porcentaje de Seguridad (10%)

No siempre pero se asume un trabajo de 90% y no 100% con el fin de asegurar un 10% a favor por diferentes factores como el tiempo de uso, clima o eventualidades que puedan afectar al 100% de respuesta. Mejor nos aseguramos con un 10% adicional.

Por lo tanto:

El rendimiento de los Paneles Fotovoltaicos que va ha instalarse en México es de:

Epanel = 7.8 x 4.4 x 0.90

Epanel (México) = 30.89 A

El rendimiento de los Paneles Fotovoltaicos que va ha instalarse en Perú es de:

Epanel = 7.8 x 6.7 x 0.90

Epanel (Perú) = 47.03 A

Resultado final:

9.- Cálculo del número de paneles solares fotovoltaicos

      9.1.- Para Tuxtla, México:

243/30.89 = 8 paneles

      9.2.- Para Huancayo-Perú:

243/47.03 = 5 paneles

Importante: Nòtese que hemos seleccionado este tipo de Paneles (arriba), de código REC 230PE, como pudo tomarse cualquier otra marca o proveedor. Lo fundamental es, además de los otros detalles, tomar en cuenta para los cálculos, el dato de Corriente (Amperios) en el Punto de Máxima Potencia (IMPP) del Panel como dato de confianza.

Este Panel es de 230 Wp, tiene 60 células policristalinas, módulos de tres filas de 20 células/fila, tres diodos, etc. (ver catálogo REC 230PE arriba).

10.- Conclusión

Hemos concluido con la tarea de calcular la cantidad de paneles fotovoltaicos de una manera didáctica sin tener que acudir a modelos automáticos ni calculadoras programadas con el fin de evaluar el porqué de las cosas para decisión más segura y fundamentada.

La diferencia de la Irradiancia nos ejemplariza cómo es que el mismo modelo de paneles puede variar su número o cantidad a ser instalados: En Tuxtla-México se llevarán 8 paneles solares fotovoltaicos, mientras para Huancayo Perú se requieren 5 paneles. 



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10 Comentarios

  1. Qué bueno Oscar David. Me da gusto contar con amigos como tú con ideales claros y haber visto mi trabajo con paciencia. Es verdad, pongo mi mejor esfuerzo para no comenter el mismo error de muy “buenos” textos pero que a veces no están claros, no todos por supuesto. A la orden, me dices tus inquietudes estaré presto para seguir conversando. Ya vienen mejores opciones. Saludos desde Huancayo Perú http://www.eliseosebastian.com

  2. OSCAR DAVID GARCIA dice:

    SALUDOS. FELICITACIONES POR SER CLARO EN TU EXPOSICION .TE SALUDO DESDE EL SALVADOR.ESPERO,NO DUDO QUE ESTA INFORMACION NOS SERVIRA PARA UN PEQUEÑO PROYECTO CASERO EN LA ZONA RURAL DE USULUTAN Y DE ESTA MANERA QUEREMOS AYUDAR A NUESTRO MEDIO AMBIENTE

    NUEVAMENTE FELICITACIONES Y MUCHOS EXITO.

  3. Gracias por tu opinión y en especial felicitarte por que ésto que dices es producto de tu propio tiempo y las ganas de investigar y hacer las cosas. Espero tu profundización y ¡manos a la obra! con los proyectos. Atte. http://www.eliseosebastian.com

  4. angel carrasco dice:

    Un tema muy interesante, felicidades muy explicito y creativo, estaba buscando una explicación como esta para entender como obtener los valores de y cantidades de paneles. Saludos y gracias

  5. Perdona la demora Christian Garrido. Muy bien, te felicito. Tendrías que adquirir 3 paneles de la calidad que mencionas. Veo que haz seguido los pasos correctos. Hasta cualquier momento. Saludos http://www.eliseosebastian.com

  6. Christian Garrido dice:

    Hola, junto con felicitarlo y saludar, quisiera plantear un problema. Si necesito 500Wh/d en un sistema de 12V con un máximo de descarga de las baterías 50%, tomando la irradiación de abril en Santiago de Chile (5,4) y finalmente usando un panel de 300W con un impp de 8.18A, me da que debo usar 2,5 paneles. ¿Es correcto ese resultado?

    Espero su respuesta, y desde ya muchas gracias por toda la información que nos entrega. Saludos !!

  7. Por supuesto que están las ‘puertas abiertas’ para ti Gustavo como para Fernando. Grandes aspiraciones de Uds. Estoy a la Orden y por por favor no duden en hacerme llegar sus críticas, comentarios, aportes en fin para un trabajo en equipo. Gracias. Atte. http://www.eliseosebastian.com

  8. GUSTAVO dice:

    Aprovecho estas lineas para felicitarlos por dar a conocer y educar en este tema tan apasionante como es la energia solar. Junto a mi amigo estamos dando nuestros primeros pasos en este tema y quisiera saber si puedo contar con su apoyo si surgen dudas. Somos de una localidad de la provincia de Santa Fe llamada San Lorenzo en la Republica Argentina. Desde aqui nuestros saludos.

    Fernando y Gustavo.

  9. ¡Un fraterno saludo Asociación Ecológica Madremonte! Gracias por sus motivadoras líneas. Estaré en contacto con Uds
    Por el momento, deseo expresar mis reconocimientos de sus frases para así también animemos a muchos que nos leen que NO
    ESTAMOS SOLOS.

    Un abrazo.

  10. Quiero felicitarlo por tan hermosa labor de formar y educar a otras personas en temas de tanto interés para el bienestar de la humanidad y la conservación del planeta. Somos una organización ambiental y motivaremos a nuestros asociados y amigos para que aprovechen esta web tan interesante, más ahora con los planes de nuestro gobierno de privatizar el servicio de energía.

    La vida lo bendiga por tan noble labor.

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