Este documento explica cómo calcular los componentes necesarios para una instalación solar fotovoltaica aislada para una casa de campo, incluyendo el cálculo del consumo energético, la capacidad de las baterías, el número y tamaño de los paneles solares, el regulador y el inversor. Proporciona fórmulas y pasos detallados para estimar cada parte del sistema en función de los requisitos de energía y las condiciones climáticas de la ubicación.

1. Como calcular una instalación solar fotovoltaica para una vivienda aislada
Sábado, 19 de Noviembre de 2011 17:08
¿Estais interesados en conocer como calcular una pequeña instalación solar fotovoltaica para
dotar de alumbrado y televisión a vuestra casa de campo? En lugares donde la baja tensión no
llega o puede ser relativamente caro el llevarla, las instalaciones solares fotovoltaicas aisladas,
nos permiten aprovechar la radiación solar para disponer de energía cuando el sol ha dejado
paso a la luna. Nuestro colaborador, David, Técnico Proyectista Instalador de Energía Solar
Fototérmica y Fotovoltaica por el Censolar (Centro de Estudios de la Enegía Solar), comparte
con nosotros el siguiente artículo en el que nos detalla como hacer de una forma simple los
cálculos para ver que necesitamos instalar de acuerdo a nuestras necesidades.
Saludos, aquí os explico de una forma como podéis dimensionar vuestra propia instalación
fotovoltaica, los cálculos y formulas presentados en el presente estudios están avalados por
curso de instalador-proyectista de energía solar de la academia Censolar.
En primer lugar comenzaremos por estimar los consumos eléctricos diarios de los equipos
eléctricos que vayan a operar de continuo en la instalación:
(1) Potencia suministrada por el fabricante (temperatura exterior 20 ºC - interior 5 ºC )
Consumo energético teórico : Et = 749 Wxh, resultado de sumar la columna derecha de la tabla
anterior, Energía (Wxh).
A partir del consumo energético teórico , debemos calcular consumo energético real,
necesario para hacer frente a los múltiples factores de perdidas que van ha existir en la
instalación fotovoltaica, del siguiente modo :
E = Et / R
Donde R es el parámetro de rendimiento global de la instalación fotovoltaica, definido como :

2. R= (1-kb-kc-kv)x(1-kaxN/Pd)
Los factores de la ecuación son los siguientes
Kb : coeficiente de perdidas por rendimiento del acumulador.
0.05 en acumuladores que no demanden descargas intensas.
0.1 en descargas profundas.
Kc : coeficiente de descargas varias 0.5 a 0.15 como valores de referencia.
Ka: coeficiente de autodescarga diario
0.002 para baterías de baja autodescarga Ni-Cd
0.005 para baterías estacionarias de Pb-acido (las mas habituales)
0.012 para baterías de alta autodescarga
N : números de días de autonomía de la instalación
Serán los días que la instalación deberá operar con un mínimo de irradiación (días nublados
continuos) en los cuales se va consumir mas energía de la que el sistema va a ser capaz a
generar.
Pd : profundidad de descarga de diaria de la batería
Esta profundidad de descarga no excederá del 80 %
Kb= 0.05 Kc=0.05 Kv=0.15 N=11 Pd=0.8 Ka=0.005
Según la ecuación el rendimiento de la instalación fotovoltaica R es el siguiente:
R=(1-0.05-0.05-0.15)*(1-0.005*11/0.8)= 0.698
A partir de la ecuación el consumo real
E= 749/0.698 = 1073 Wxh
CÁLCULO DEL ACUMULADOR. BATERÍAS.
Una vez definida la energía real se puede obtener fácilmente la capacidad del banco de
baterías C (AxH) necesario del siguiente modo:
C=(Exn)/(VxPd)= (1073x11)/(12x0.8)= 1229 A h
Ahora solo tenéis que mirar el catalogo de baterías y elegir la que se aproxime en capacidad a
la calculada.
CÁLCULO DE LOS PANELES SOLARRES FOTOVOLTAICOS.

3. Ahora calcularemos las características y numero de paneles necesarios, para cargar el banco
de baterías que hemos dimensionado.
Primero calcularemos la energía diaria necesaria Ep que será superior a la energía real E,
teniendo en cuenta un rendimiento de la instalación del 90 %
Ep=E/0.90
1073/0.9= 1192 Wxh
Ahora comprobaremos cuales son el numero de horas de sol pico sobre el horizonte en la zona
de Córdoba por ejemplo (H.S.P).
Necesitamos los siguientes datos:
- Latitud de Córdoba: 37´9º
- Inclinación: 37´9 + 15 = 52´9
- Hcorregida = 7´245
- k = 1´48
- HSP = 0.2978
Para hallar la inclinación que han de tener los paneles, se le han sumado 15º a la latitud, ya
que se considera que la instalación se usa todo el año.
La Hcorregida se ha calculado en base a la tabla de valores de H (Energía en MJ incidente sobre
1 m cuadrado de superficie horizontal). Se ha considerado el dato correspondiente al mes más
desfavorable, Diciembre en este caso, siendo el valor 6´9 MJ/m² y se ha multiplicado por 1´05
que es el factor de corrección que se aplica cuando se considera una atmósfera limpia.
El factor k es un factor de corrección para superficies inclinadas, ya que los paneles no se
encuentran horizontales. En base a la latitud y a la inclinación de los paneles, se obtiene un
valor de k = 1´48.
Las HSP (Horas de Sol Pico) se han calculado según la siguiente ecuación:
HSP= 0.2978x1.48x7.24= 3.19
Teniendo las H.S.P ahora obtendremos el numero de paneles necesario mediante la ecuación
siguiente:
N= Ep/(Px(HSP))
donde P es la potencia de cada panel.
1192/120(3.19) = 3.11 utilizaremos 4 paneles de 120 w.

4. CÁLCULO DEL REGULADOR.
Elemento fundamental en la instalación tiene como objetivo interrumpir la conexión de los
paneles con las baterías y evitar que sigan en carga para que no se produzca una sobrecarga en
estas y así aumentar la vida de estas y proceder a continuar cargándolas cuando estas lo
necesiten.
El regulador estará tarado para que se produzca la desconexión con las baterías
automáticamente cuando la tensión en las bornas de la batería sea del 70 % de la profundidad
de descarga admisible y el aviso acústico al 50%.
Calcularemos la intensidad máxima admisible de los 4 paneles conectados en paralelo:
Imax = Ip* N= 7.1*4= 28.4A
Ip es la intensidad pico de un panel= 7.1 A
N es el numero de paneles en paralelo
Utilizaremos un regular inmediatamente superior a 28.4 A.
CÁLCULO DEL INVERSOR DE CORRIENTE.
La entrada del convertidor será de 12 v y la salida 220 v 50 Hz de frecuencia , el convertidor
será utilizado para los electrodomésticos de la casa que funcionan a 220 voltios
convencionales, la elección de este será para una potencia máxima instantánea en la que la
televisión, y el frigorífico estén utilizando electricidad. Si los dos electrodomésticos están
funcionando tendremos una potencia de 540 wh , luego elegiremos el que comercialmente
este preparado para esta potencia.
Proyectista Instalador de Energía Solar Fototérmica y Fotovoltaica por Censolar.