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Hacer cuadros para ver consumo de energía

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Cuadros de consumo de energía solar

Dimensionamiento de paneles solares fotovoltaicos

1. -Conceptos básicos

Cargas eléctricas

Las cargas en este campo son las potencias (vatios=watts) de los aparatos o equipos eléctricos que se usan en las casas u oficinas. Son los llamados artefactos electrodomésticos conocidos técnicamente como ‘generadores autónomos de corriente eléctrica‘.

Carga” en un sistema de paneles solares es conocido a la potencia eléctrica que se consume en una determinada unidad de tiempo.

Ahondamos esta diferencia, en nuestro contenido Corriente continua y corriente alterna…” aquí en este documento.

Corriente continua y Corriente alterna

DC y AC1Corriente Coninua – Corriente Alterna

Estos equipos, artefactos, máquinas, utensilios se diferencian en dos grupos:

Los que tienen carga de corriente continua o directa (DC o CC), y los de corriente alterna (AC).

Para instalar nuestro Sistema solar en casa es importante distinguir los equipos o artefactos que trabajan con DC y cuáles con AC

Hemos indicado que la diferencia es que la corriente continua CC circula solo en un sentido, mientras que la corriente alterna AC circula en ambos sentidos en repetidas veces y constantemente.

Es la ‘AC’ como llega a nuestras casas para facilitar el consumo en nuestros equipos de sonido, televisores, lavavajilla, lavadoras de ropa, planchas para ropa, televisores, refrigeradora, terma de agua, etc.

En Europa y en Centro y Sudamérica la corriente alterna que llega a los hogares es de 220 Volt y tiene una frecuencia de 50 Hz, mientras que en los EE.UU la tensión de la corriente es de 110 ó 120 Volt, con una frecuencia de 60 Hz.

La generación normal de la Corriente Alterna sucede en las mega o mini hidroeléctrica o centrales hidroeléctricas; mientras que la generación de Corriente Continua siempre sucede de los paneles solares fotovoltaicos.

Por esta razón, para lograr de DC a AC de paneles solares fotovoltaicos a las Cargas AC toca usar los Inversores para elevar los 12 V a 220 V.

2. -Prácticas

Veamos en esta plantilla siguiente la cantidad de energía que consume cada carga, cada artefacto.

Simplemente cada artefacto tiene su potencia que multiplicado por el tiempo de uso se tienen los resultados parciales de consumo (columna derecha) lo que sumarizando todas las cargas y las corrientes se tienen un total de 4,264 Watts hora por día o 4.7 kWh/d incluyendo el 10% por alguna pérdida (4,264/0.90). 

Artefactos Cargas:(P) W Horas/Día watt-hora/día
Bombilla 11 CC 4 44
Secadora de cabello 1000 0.5 500
Televisión 19” color 80 3 240
Laptop Computadora 40 2 80
Aire acondicionado 1100 2 2200
Refrigeradora 50 24 1200
Consumo neto de energía ( Watts/hora/día) 4264
Total considerando 10% posible pérdida energía       (kWh/día) 4.7

Esta tabla resume (como ejemplo) el consumo diario que pueda haber en la casa. Nos servirá para los cálculos hasta dimensionar el número y calidad de los paneles solares fotovoltaicos.

Para hallar la cantidad de energía que consume en una vivienda debemos recalcar dos o tres sencillas fórmulas:

  • Potencia en watts o kilovatios (W o kW) x Número de horas de consumo
  • Energía en watt-hora o kilowatt-hora (Wh o kWh).
  • He aquí otra tabla en una Cabaña en algún lugar del planeta Tierra:
Cabaña1
Cuadro consumo de energía solar

Entonces, esto es lo primero que tenemos que dominar.

Aquí (arriba) la cantidad de Watts incluye el total en cada rubro. Por ejemplo, el resultado de 60 Watts podría ser dos fluorescentes de 30 Watts, o seis bombillas de 10W. Igual en la sala, los 120 W incluyen el total de focos o luminarias.

Resultado de esta plantilla: El total de energía necesaria por día finalmente es el consumo diario dividido por 1000:

(1 699 Wh / día ) / 1000 = 1.699 kWh/día

Ajuste por Seguridad: Se estiman diferentes criterios los mismos y mayormente usados se explican en el apartado “Cómo calcular el número de paneles solares.

Este dato será nuestro punto de partida para calcular luego el número de paneles solares, tamaño, calidad, tipos de cable, baterías, inversor, controlador. HEMOS CALCULADO ASÍ LA ENERGÍA MÁXIMA INSTALADA.

Se puede empezar con dos focos, un radio pequeño y un ordenador portátil, solo que debe saber la potencia de cada uno y ver cuántas horas trabajan en un día.

Ahora, esta actividad se hace como mínimo en un tiempo de 7 días. Así, el promedio por día será más ajustado a la realidad.

3. -¿Entonces que nos queda?

Hacer un inventario de focos, fluorescentes, bombillas, artefactos, aparatos, equipos que usamos en casa y a preguntar o indagar de qué potencia son cada uno.

Si arrancamos con 02 focos, indagemos de qué potencia son y veremos cuántos paneles solares se necesitarán para mantener con energía éstos. 

La energía requerida según tablas se proveería por cualquiera de los siguientes de paneles

Los módulos fotovoltaicos o colectores solares fotovoltaicos (llamados a veces paneles solares, aunque esta denominación abarca otros dispositivos) están formados por un conjunto de celdas (células fotovoltaicas) que producen electricidad a partir de la luz que incide sobre ellos.

El parámetro estereotipado para clasificar su potencia se denomina potencia pico, y se corresponde con la potencia máxima que el módulo puede entregar bajo unas condiciones estandarizadas, que son:

  • – radiación de 1000 W/m²

    Paneles solares
  • – temperatura de célula de 25 °C (no temperatura ambiente).

x

4. -Las placas fotovoltaicas

Monocristalinas, Se componen de secciones de un único cristal de silicio (reconocibles por su forma circular u octogonal, donde los 4 lados cortos, si se observa, se aprecia que son curvos, debido a que es una célula circular recortada).

Policristalinas, formadas por pequeñas partículas cristalizadas.

Amorfas, cuando el silicio no se ha cristalizado.

Finalmente, la efectividad de una placa o célula solar es mayor cuanto mayores son los cristales que van a la par con su peso, grosor y costo.

El rendimiento de las ‘monos y policristalinas puede alcanzar el 20 % mientras que el de las amorfas puede no llegar al 15 %, sin embargo, su costo y peso es muy inferior.

5. -Apoyo

Así como la siguiente cartilla o ficha se encuentra en todas partes relacionados con la energía en el hogar. Dejamos el siguiente para que podamos usar en nuestras exposiciones:

Artefactos potencias en Wattsx

6. -Conclusiones

  • A pesar de sus detractores, el uso de la energía solar es el futuro, siempre encontraremos cartillas, fichas de indicación de potencia de cada artefacto o aparato doméstico.
  • Sea en el campo, ciudad o playa, hagamos primero un estimado de qué artefactos, cuántos y qué aparatos se van a utilizar y en qué tiempo cada uno de ellos. Se utiliza modelos como tablas arriba indicados.
  • Es importante recordar que el mínimo número de días de medición de consumo de corriente (energía) sea siete (una semana íntegra) de por lo menos 4 veces al año para una confianza en el poder energético de los paneles y el sistema en marcha incluido el Controlador, Batería(s) e Inversor.
  • La energía solar fotovoltaica es la que mejor se adapta al entorno urbano y rural, y se trata de una tecnología totalmente contrastada. Su desarrollo sostenible requiere del trabajo conjunto y coordinado de varios actores.
  • Con tablas como los ejemplos arriba sirven para saber la o las cargas de la energía solar fotovoltaica aislada o conectadas a la Red Eléctrica.
  • El objetivo este artículo es contribuir a la difusión y el desarrollo de la energía solar fotovoltaica y dar algunas pistas a los actores involucrados para, todos juntos, ponernos manos a la obra.


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Ingeniero Químico Colegiado, Universidad Nacional San Cristóbal de Huamanga. Post-grado Proyectos de Electrificación Rural Energía Solar, Pontifica Universidad Católica del Perú Maestría en Gestión y Auditorías Ambientales -FUNIBER- graduado Universidad de Piura, Perú. Consultor: Concejo Nacional de Consultores del Perú Experiencia: Gerencia de Operaciones Centro Industrial de Carbón y Coque.” Interamericancoal S.A.” – Colombia Exfuncionario de Operaciones Empresas Minero Metalúrgicas de la C. de P. Corporation, Centromin Perú y Doe Run Peru SRL. Miembro de la “Asociación Peruana de Energía Solar”. Miembro de “International Solar Energy Society”-ISES, Freiburg Alemania. Afiliado Marketing ONLINE: http://www.eliseosebastian.com; Facebook: /eliseosebastiantames Twitter: /eliseosebas Skype: eliseo801

30 Comentarios

  1. buenas noches ingeniero, gracias por toda esa informacion tan valiosa, lo que me ha preocupado siempre son los costos..

  2. quisiera saber para realizar los calculos para sistemas de bombeo, cuantos paneles, regulador, inversor,

  3. Felicitaciones Profesor Eliseo;

    Excelente manera de explicar los conceptos de sistemas energéticos solares,
    muchas gracias por compartir.He aprendido bastante y estoy compartiendo todo su material con mis alumnos y compañeros.

    Saludos

  4. Excelente informacion, de esta forma podre saber cuantos y cuando usar los aparatos electricos, que debo de usar y que no debo de usar demamaciado, veo que usan como referencia un foco de 100 wats, pues aqui estamos usando los focos de 9 wats, el ahorro es significativo.
    GRACIAS AMIGO ELISEO.
    Saludos desde Sonora Mexico.

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