Como calcular el numero de paneles solares para instalar en casa – 3

Cómo ahorrar dinero

 

.Artículo continuación de ….”calcular-paneles-solares-fotovoltaicos-instalar-en-casa-2

Repaso:

Se trata de calcular la cantidad de módulos solares para generar corriente eléctrica aislado de la red de municipios o gobierno local.

Antes de ello, tenemos que dominar en preparar nuestra tabla como la siguiente.

Veamos a manera de recordación la tabla o plantilla donde hemos anotado finalmente 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 por día:

Cabaña1

Recomendamos que se lea nuevamente este documento=> Parte 1. [ No lo pierdas]

Seguir los pasos que no son nada del otro mundo. [Recordar que nuestros cálculos están resueltos en base 1 día].

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
  • Tomamos un factor pérdidas de 70% mencionadas. Veamos qué pasa.
  • Hasta el momento tenemos calculada la Energía Máxima Instalada (Emax) igual a:

243 Amp (Parte 2)

Siempre tener en cuenta los Conceptos Teóricos

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. 

  • 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”

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

P = V x I

Irradiancia solar, Radiación, Hora solar pico 

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 del orden de 3.4 a 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.

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. Esto es importante.

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.

En esta tabla la Unidad de Irradiación está dada en kWh/m2/d  (detalles)

  • Energía de cada panel fotovoltaico.- Conociendo la Tensión (V) y la Corriente (I) de cada célula solar, multiplicado por el número de células que constituye un módulo solar podemos calcular la Energía de cada módulo (W).
  • Gracias al Mercado Comercial, estos datos vienen debidamente garantizados y probados por laboratorio que suele mucho mejor tomar en cuenta de sus catálogos.
  • Efecto de la temperatura ambiente.- Es decir, el voltaje del punto de máxima potencia disminuye al aumentar la temperatura del ambiente por ende del mismo módulo. Es bueno, por eso, buscar un módulo solar cuyo voltaje de máxima potencia coincida con el voltaje de la batería, considerando la temperatura de las células solares.
Tener en cuenta que la temperatura de las célula solares siempre es mayor de 20 grados a 25 grados C que la misma temperatura del ambiente. Esto por regla general.  Ejemplo la siguiente imagen:
__________________________FIN DE AYUDA MEMORIA_________________________
Una vez seguros de lo que estamos haciendo, simplemente nos lanzamos al Mercado para buscar los módulos solares que requerimos también habiendo hecho el estudio de ubicación de los mismos para nuestra comodidad.
Catálogo disponible para nuestro caso:

Calcular la energía del panel solar (Epanel)

Para este cálculo requerimos los siguientes datos:

  • La corriente en su máxima potencia (IMPP)

Este dato se encuentra en el catálogo de nuestros paneles adquiridos.

IMPP = 7.8 A (REC  230PE. arriba). Ilustración también aquí.

  • La Irradiación del lugar donde vamos a instalar los paneles

Nos apoyamos de los datos para la ciudad es Tuxtla Gutierrez en México y hemos encontrado que el promedio de la Hora Solar Pico o la Irradiancia es 4.4 kWh/m2/d (el más bajo, tabla-arriba).

  • Porcentaje de Seguridad (10%)

No siempre pero se asume un trabajo de 90% y no 100% esto con el fin de asegurar un 10% a favor, no que realmente el panel rinde sólo el 90%. Concepto de “seguridad 10%”.

Por lo tanto el rendimiento de un Panel Solar Fotovoltaico en este lugar de México es de:

Epanel = 0.9 x 7.8 x 4.4

Epanel = 30.89 A

RESULTADO FINAL:

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, 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).

Conclusión:

Respuesta 1

Número de Paneles Solares Fotovoltaico para Tuxtla, México:  

243/30.89 = 8 paneles del modelo ‘REC 230 PE’ según catálogo para nuestro caso

====

2. Qué pasa si este proyecto lo llevamos a Huancayo, Perú

  • En la misma tabla arriba observamos el informa de Hora Solar Pico para la zona de Huancayo, Perú, es de 6.7 Kwh/m2/d

Epanel = 0.9 x (IMPP) x HSP(Huancayo

Epanel = 0.9 x 7.8 x 6.7

Epanel = 47.03 A => Huancayo, Perú

Respuesta 2

Número de Paneles para Huancayo, Perú: 243/47.03 = 5 paneles del modelo ‘REC 230 PE’ según catálogo para nuestro caso

Hemos concluido con la tarea de calcular la cantidad de paneles solares 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.

Ahora nos queda hacer el estudio del lugar o área dónde instalar pensando en nuestra vivienda o lugar lejos de las redes eléctricas. 

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59 Comentarios

  1. lionel dice:

    tengo una casa que solamente se utilizaran paneles en ela iluminación de ésta, son 161 lámparas led de 4 Watt cada una y estarán encendidas un tiempo estimado de 5 horas, ¿cuantos paneles necesitaría?, esto es en Chile, saludos.

    • Estimado Lionel. Tu pregunta es incompleta. Siguiendo los ejemplos en los temas al respecto de mi Blog te darás cuenta que se requieren varios datos como: Si vas a trabajar con la Red o Aislado. Si vas a instalar en zona aislada de la Red, debes saber o estimar qué baterías y cuántas baterías deseas (de 12V, 24V o 48V o prefieres un Banco de Baterías). Además estimar qué paneles tienes o estás viendo. Es decir las características fisicas y eléctricas de los paneles solares fotovoltaicas. Arroja 7 paneles de las características en el artículo al respecto pero tomando 2 baterías de 12V. Estoy estimando los paneles de este ejemplo. Espero tu consideración y estudio. Lo necestias. Te veo en otra ocasión pero dale los estudios amigo. Es provecho para ti. Preguntas como haces no se puede adivinar los otros datos. Ahora Chile tiene regiones con más o con menos Energía Solar (HSP), Radiación, dias malos, etc. Espero tu progreso. Saludos http://www.eliseosebastian.com

  2. cesar castellanos dice:

    Excelente articulo me ha aclarado muchas dudas con respecto a generacion de energia fotovoltaica.
    Me gustaria saber si usted conoce un modelo matematico para calcular la radiacion solar en un lugar determinado.
    MUCHAS GRACIAS.

  3. Gerardo Cobos dice:

    Estimado Eliseo, Primero quiero felicitarlo por su Blog. He aprendido muchas cosas y la verdad me ha inspirado a realizar mis propios paneles solares(En construccion). Soy autodidacta viviendo en mexico. En referencia a este capitulo en particular la penultima operacion se toma 0.9 de porcentaje de seguridad multiplicado por la corriente punto maximo de potencia: IMPP: 7.8A y el valor de irradiacion solar en la zona, 4.4KWh/m2/d para tuxtla. Le pido muy amablemente que me puedas explicar, por que si estamos usando unidades de potencia en KWh/m2/d multiplicamos por corriente y no por potencia? o en su defecto por que la irradiacion solar nos la dan siempre en KWh/m2/d si finalmente necesitamos es saber la corriente generada en una hora por metro cuadrado al dia?

    Otra inquietud. Si construi mi propio panel(En construccion) con 36 celulas que generan 1.75W, 3.5A y 0.5V para el caso mensionado la corriente IMPP si todas estan conectadas en serie seria 3.5A? Le Agradezco de antemano su ayuda para completar mi aprendizaje mediante su block.

    Saludos cordiales.

    • Estimado Gerardo agradezco su consulta, es buena. También gracias por su generosidad en sus palabras. Para indicarle que en este campo de las Energías Renovables los conceptos y resoluciones de fórmulas no son necesariamente de equivalencias matemáticas. El decir por ejemplo 4.4 kWh en un metro cuadrado durante un día sale del contexto de unidades matemáticas. Son las HSP en ese lugar y en un día. Si en este ambiente se usan paneles con IMPP (máxima tensión Vmp con máxima intensidad de corriente Imp ) de 1.0, entonces la transformación de corriente será 4.4 A.
      Pero en este problema se ha escogido un panel de IMPP 7.8A, la corriente que está en la máxima potencia -ojo. Algunos instaladores se aseguran con este dato que trae el panel, otros prefieren tomar el dato de la Corriente de Cortocircuito Isc (En el nuestro arroja 8.3A) pero al final con este último dato arroja menos paneles lo que no es recomendable. Entonces, para saber la corriente generada por este panel en un día es de 30.89A, pero por nuestras necesidades se necesitan más paneles como ve el problema resuelto con dos ejemplos.
      Estimado Gerardo, yo le agradeceré que relea estos conceptos en algunos artículos que he publicado. Están a continuación: Gracias sinceramente por su interés:
      1. Hora solar pico
      2. curva tensión intensidad
      3. Corriente de Corto Circuito

      Saludos otra vez.
      . Si esa potencia se logra con un panel fv de tensión máxima de 1.0, el panel

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