¿Cuántos paneles solares para casa necesito para mi proyecto de energía renovable?

¿Cuántos paneles solares para casa necesito para mi proyecto de energía renovable?

Una de las primeras y principales preguntas que surgen al planificar un proyecto solar fotovoltaico es ¿cuántos paneles solares para casa necesito?, pues, entre más paneles instales, necesitaras menos energía de la red eléctrica y más dinero ahorrarás, pero a la vez, el costo inicial del proyecto será más elevado. En este artículo te presentaremos de manera resumida y fácil de entender, una serie de pasos para que puedas determinar el número de paneles que necesitas para tu hogar o negocio.

  1. Consumo y porcentaje de demanda a cubrir:

El primer paso es conocer cuanta energía al día consumes y que porcentaje de lo que demandas diariamente deseas cubrir con el sistema fotovoltaico. Para esto, inicialmente necesitas al menos 10 facturas de energía eléctrica del inmueble al que deseas realizarle la instalación; toma una factura y averigua el valor de energía (en kWh) que consumes en el mes y promédialo con los mismos valores de las otras facturas; el valor promediado divídelo por 30 y obtendrás el consumo de energía diario promedio.

Ahora necesitas determinar qué porcentaje de ese valor diario que hallaste deseas cubrir con el sistema solar (recuerda entre más energía cubras, mayor será el ahorro a futuro, pero también mayor será la inversión inicial). Si escoges cubrir un porcentaje muy alto o la totalidad de la demanda, necesitas sistemas de almacenamiento que respalden tu sistema en días nublados o en la noche (sin embargo, este caso no se tomará en cuenta en este artículo).

  1. Valor de horas de sol al día:

Luego de conocer el valor de energía que debe producir el sistema diariamente (igual al valor de energía que deseas cubrir, hallado en el paso anterior) debes buscar en un mapa solar, aplicación, página de internet, etc. el valor de horas de sol que recibes en tu ubicación geográfica. Este valor es muy importante, ya que de él dependerá la energía que producirá el sistema solar que deseas instalar.  Por ejemplo, en Colombia la Unidad de Planeación Minero Energética (UPME) proporciona un mapa con la radiación global multianual promedio, como se muestra en la siguiente figura.

Colombia

Figura 1. Mapa de raciación multianual global en Colombia.

Luego de obtener el valor, divide la cantidad de energía diaria que producirá el sistema al día entre las horas de sol diarias, esto te dará el valor de potencia que debes instalar. Por ejemplo, si deseas generar 10 kWh en la ciudad de Barranquilla en donde las horas de sol son aproximadamente 5,75, debes colocar un sistema cuya potencia sea igual a 1740 W.

  1. Número de paneles:

Finalmente, debes dividir el valor de potencia encontrado en el paso 2 y dividirlo sobre la potencia nominal de los paneles solares para casa que escojas, el resultado será el número de dispositivos que debes instalar en tu sistema de generación de energía fotovoltaica.

Adicionalmente, debes tener en cuenta que pueden existir restricciones al momento de diseñar tu sistema solar fotovoltaico. Algunas de las más recurrentes se exponen a continuación:

  • Espacio: Puede que no tengas un área donde instalarlos o sea muy pequeña, por lo que el tamaño de tu sistema solar deberá ser reducido y será proporcional al número de paneles que puedan ser colocados en la superficie que dispusiste para el sistema. En la industria de energía fotovoltaica aproximadamente se pueden obtener 150 Watts por cada metro cuadrado de superficie.
  • Sombra: La energía producida por los sistemas fotovoltaicos es muy sensible a la sombra que exista sobre la superficie de los paneles solares para casa. Con sólo cubrir el 10% de los paneles, es posible que la salida de potencia del sistema disminuya un 80-90%. Por lo tanto, si el lugar de instalación tiene edificios, árboles o algún tipo de objeto que pueda producir sombra sobre los paneles, existirán muchas pérdidas en el sistema solar y será mejor que reconsideres el lugar en el que instalarás tu sistema solar fotovoltaico.
  • Costo: A pesar de que el costo de los paneles y de la mayoría de componentes de los sistemas solares han disminuido en gran medida, sigue siendo un sistema con una inversión inicial alta en comparación a otros sistemas de generación de energía. Por lo que, antes de dimensionar el sistema averigua bien los costos de los componentes y de la instalación. Muchos países entregan grandes incentivos a través de impuestos y deducciones en la renta a aquellos que inviertan en generación renovable (como es el caso de Colombia).

Es importante resaltar que todos los componentes generan pérdidas y dependiendo de factores como la temperatura, humedades o presión (entre otros) sus valores operativos pueden diferir bastante de sus nominales. Sin embargo, por el interés de éste artículo no se tomará en cuenta ningún tipo de pérdida.

A modo de “aterrizar” un poco lo expuesto en este artículo, se presenta el siguiente ejemplo.

Un granjero en la sábana de Bogotá (Colombia) quiere comprar un sistema solar fotovoltaico que genere energía suficiente para suplir el 40% de su consumo actual. Según las facturas de los últimos 12 meses, en promedio él consume 300 kWh al mes. Pretende instalar los paneles solares para casa en el techo de su casa, el cual tiene aproximadamente 50 metros cuadrados de área y no posee obstáculos que impidan la colocación de los paneles o generen sombra. ¿Cuántos paneles debe el instalar para cubrir sus necesidades?

Inicialmente el problema nos dice que no existen obstáculos en el techo que generen sombra sobre los paneles o que impidan su instalación y dado que posee una superficie de instalación amplia, supondremos que no nos generará ninguna restricción (al final lo comprobaremos). Podemos hallar la respuesta a este ejemplo, siguiendo los pasos

  1. El ejemplo nos dice que el sistema debe generar 120,000 Wh (300,000*0.4) al mes, por lo que serán aproximadamente 4000 Wh (120,000 Wh/30) al día.
  2. Además, las horas de sol en esta zona de Colombia son aproximadamente 3.75, por lo que el sistema debe tener una potencia de 1066.7 W. Si asumimos que el sistema tiene pérdidas del 20%, el sistema debe tener como mínimo una potencia de 1280 W (1066.7*1.2) para cumplir con los requerimientos del granjero.
  3. Finalmente, si escogemos unos paneles Phonosolar PS260P-20/U (cuyas dimensiones son 1.6 m x 0.99 m x 0.04 m y generan una potencia de 260 W) el granjero necesitará de 5 paneles (1280 W/260 W) para suplir el 40% de la demanda.

El área de los paneles solares para casa es aproximadamente 1,6 metros cuadrados, por lo que no tendrá problemas de espacio al instalarlos en el techo de su casa.

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