Noticias :: Cuantos paneles solares necesito? – Naturaltech

March 28, 2012
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Para NaturalTech, gentileza de Instituto Interamericano de Electrónica
Cursos de Energía Solar Fotovoltáica
www.iie.bligoo.cl


¿Cómo podemos calcular fácilmente un Generador Solar Fotovoltáico para nuestro hogar?

Lo primero es revisar en la Boleta de Venta de la empresa eléctrica que nos despacha la energía, el gráfico de consumo anual de nuestro hogar. Allí veremos que la empresa detalla el consumo mensual. Procedemos entonces a sumar los totales parciales mensuales que se informan en la boleta a objeto de establecer la cifra de consumo anual.

Sólo a modo de ejemplo, supongamos que sumados los consumos parciales de los 12 meses, establecemos un consumo total anual equivalente a 1.800 Kw., cifra que procedemos a dividir por 365 a objeto de determinar nuestro consumo diario promedio:

1.800Kw. / 365 = 4.9Kw. x día

resultado que por razones práctica redondearemos en 5Kw por día. Tenemos entonces la cantidad a generar por parte de nuestro Generador Solar Fotovoltaico, calculado en este caso para prescindir totalmente de la energía eléctrica pública o domiciliaria; en otras palabras calcularemos un sistema del tipo conocido como OFF GRID.

Si una batería de ciclo profundo de 105 Amperes completamente cargada representa una potencia almacenada equivalente a 1.260 Watts, o lo que es igual 1,26 Kilowatts (Kw.)

105A. x 12V. = 1.260W.

(en realidad es un poco más si tenemos en cuenta que la batería cargada presenta un nivel 13,5V promedio, pero con fines de cálculo fijémosla en 12V. nominales)

Para cubrir el consumo de 5Kw. diarios requerimos almacenar y disponer de dicha potencia en nuestro Banco de Baterías, es necesario establecer el número de baterías que requeriremos, entonces procedemos a simplificar nuestros 5Kw. diarios llevándolos a Watts:

5.000 Watts / 1.260 Watts = 3,96 = 4 baterías de ciclo profundo de 105A. en paralelo.

Como el Controlador de Carga (CdC) no permitirá que el grupo de baterías se descarge completamente, sino sólo hasta un 70% de la energía almacenada disponible, entonces:

5.000 Watts x 70% = 3.500 Watts/día, verdaderamente disponibles en las baterías.

Aquí el sendero se nos bifurca; podemos optar -y es lo lógico- por racionalizar nuestro consumo eléctrico y así disminuirlo, quedándonos con un grupo de 4 baterías, o seguir consumiendo al mismo descuidado rítmo, lo que nos llevará a sumar a lo menos 1 batería de 105A. para acercarnos lo más posible a la cifra de consumo diario determinado.

Se ha establecido como norma que el ritmo correcto de carga para las baterías no debe superar el 4 ó 5% de la capacidad de carga de ella, cifra que varía dependiendo de cada fabricante. El 5% de 105 Amperes es una cifra algo mayor a 5Ah.(Amperes/hora) lo que significa que la recuperación de carga correrá a un ritmo de 5A por hora, y si el grupo de baterías descargó 70A. cada una, debemos recuperar durante el día 70A x 4 baterías, o sea 280A.

El Controlador de Carga a ocupar en el caso del ejemplo (5Ah. x 4 baterías = 20Ah.) deberá ser capaz de manejar a lo menos 25Ah. a objeto trabaje con cierta holgura a razón de 5Ah. por batería. Si decidimos agregar una batería más, el CdC debe ser de a los menos 30Ah. o superior.

¿Cuantos paneles solares?

Mencionamos que para recuperar las baterías debemos cosechar nada menos que 280A. durante el día solar. Supongamos que disponemos de Paneles Solares capaces de entregar 5Ah. y que van a trabajar durante 7 horas promedio:

5Ah x 7h. = 35A.

Entonces requeriremos como mínimo un grupo de 9 paneles de 80 Watts/h. operando en configuración paralelo.

80W/h. x 9720Wh. x 7 horas = 5.040Watts, ó 5Kw. por día, o lo que es igual:

5.000W/d. / 14V. (Voltaje nominal estimado para batería a carga máxima) = 358A de carga por día.

Suficiente corriente (A.) como para recargar al máximo el grupo de Baterías diariamente, para el cual habíamos calculado necesario una cosecha de 280A por día.

La diferencia de 78A. resultante equivale a la no despreciable suma de 936 Watts por día, que podemos aprovechar para cargar una batería adicional de 100A/h. incrementando así en más de un 20% la capacidad total estimada de nuestro generador solar fotovoltáico y muy útil para los días de invierno, donde hay menos sol y por tanto mayor consumo de energía eléctrica.

Este sistema puede operar con un convertidor de 2Kw. ó dos de 1Kw. conectados en paralelo, pero del mismo fabricante.

Nota: El cálculo se ha realizado considerando 365 ds. de sol, lo cual obviamente no pasa de ser una simple hipótesis para la zona central de Chile, por tanto si deseamos tener cubierto dicho aspecto, debemos incrementar la capacidad de nuestro Generador Solar Fotovoltáico en a lo menos un 50%, para operar con un par de días nublados y totalmente desconectados de la red eléctrica pública, caso contrario crear una configuración mixta que nos permita operar paralelamente tambien en modalidad ON GRID para cuando debamos enfrentar 3 ó 4 días sin sol.

¿Por qué una operación mixta ON GRID / OFF GRID?

Porque este cálculo se realizó considerando un consumo promedio o parejo, diariamente durante los 12 meses del año, lo cual no es tan real por la simple razón que nuestro sistema consumirá bastante más de 5Kw/día en invierno y bastante menos durante la época estival o de verano, detalle importante a tener en cuenta al momento de calcular y diseñar un generador solar fotovoltaico. Otra vertiente sería efectuar el mismo cálculo descrito, pero promediando únicamente el alto consumo de los meses invernales.

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