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Hacer cuadros para ver consumo de energía

por: Eliseo Sebastian
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Cuadros de consumo de energía solar

Dimensionamiento de paneles solares fotovoltaicos

1. Introducción

Muchos no conocen exactamente de qué se trata la energía solar. Hoy tratamos de motivar para informarnos, educarnos y ganar de la energía gratis que día a día nos impacta a través de la radiación solar por lo que le conoce como la energía solar.

Dónde o con qué lo agarramos a esa energía solar. Para qué tanto nos es útil o nos perjudica a la larga. Podemos calcular cuántos paneles solares se necesita en una casa, edificio o empresa. Puede tener sentido comprar un panel solar de rendimiento de energía. Bueno, hoy veamos parte de una lista de interrogaciones.

2. 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.

3. Corriente continua y Corriente alterna

Corriente Continua & 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, lavavajillas, lavadoras de ropa, planchas para ropa, televisores, refrigeradora, terma de agua y más.

En Europa y en Centroamérica y Sudamérica la corriente alterna que llega a los hogares es de 220 voltios y tiene una frecuencia de 50 Hz (Hertz. Número de veces que se repite un fenómeno por unidad de tiempo), mientras que en los EE. UU. la tensión de la corriente es de 110 o 120 voltios con una frecuencia de 60 Hz.

La generación normal de la Corriente Alterna sucede en los megas 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.

4. Cómo saber la carga de cada artefacto

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).

ArtefactosCargas:(P) WHoras/Díawatt-hora/día
Bombilla11 CC444
Secadora de cabello10000.5500
Televisión 19” color803240
Laptop Computadora40280
Aire acondicionado110022,200
Refrigeradora50241,200
Consumo neto de energía (Watts/hora/día)4,264
Total considerando 10% posible pérdida energía y ya en KiloWatts:      (kWh/día)4.738 (aprox.)

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 kilowatts-hora (Wh o kWh).
  • He aquí otra tabla en una Cabaña en algún lugar del planeta Tierra:

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:

(4,738 Wh / día) / 1,000 = 4.7 kWh/día (redondeando)

Ajuste por Seguridad: Se estiman diferentes criterios los mismos mayormente usados se explican en el apartado «Calcular número de paneles solares fotovoltaicos«

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.

5. ¿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, indaguemos de qué potencia son y veremos cuántos paneles solares se necesitarán para mantener con energía estos. 

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

Los módulos fotovoltaicos o colectores solares fotovoltaicos (paneles solares, placas solares fotovoltaicas), 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 a la potencia máxima que el módulo puede entregar bajo condiciones estandarizadas, que son (para no olvidarse nunca):

  • – radiación de 1000 W/m²
  • – temperatura de célula de 25 °C (no temperatura ambiente).

6. 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.

7. Apoyo

Así como la siguiente cartilla o ficha se encuentra en todas partes relacionados con la energía en el hogar. Dejamos el siguiente listado para basarnos en los cálculos de consumo de energía. Ejemplo:

Artefactos potencias en Watts

8. 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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