muy bueno

1. Como caso de ejemplo, vamos a tomar la necesidad de electrificar una casa sin conexión
eléctrica a la red en una zona rural, que será utilizada por una familia de 4 personas los fines
de semana
Vamos a ver los cálculos paso a paso:
Primer paso: Cálculo de consumos estimados
Establecemos para el caso de ejemplo los equiposbásicos necesariosque consumirán energía:
Bombillas: 4 unidades x 4 horas x 60 Wattios (100%) = 960 Wh
Televisión: 1 unidad x 3 h x 70 W (100%) = 210 Wh
Ordenador portátil: 2,5 h x 60 W (100%) = 150 Wh
Nevera: 24 h x 200 W (50%) = 2400 Wh
Microondas: 0,5 h x 800 W (100%) = 400 Wh
En este apartado, tendréis que estimar los consumos para vuestro caso concreto. Se podrían
estimar aquí los consumos necesarios para otros tipos de instalaciones, como por ejemplo la
demanda de autoconsumo para cubrir de forma parcial las necesidades de una instalación
conectada a la red o una instalación pensada para abastecer un punto de recarga de una bici,
moto o coche eléctrico, para cargar las baterías, etc.
Más adelante realizaremos artículos más específicos para este otro tipo de casos, hoy nos
vamos a centrar en nuestro ejemplo para una casa aislada.
Así pues, si sumamos los diferentesconsumos parciales, obtenemosel consumo total estimado
para nuestra casa de ejemplo:
Total consumos por día estimados (Cde) = 4120 Wh / día
Aplicamos un rendimiento de la instalación del 75% para calcular la energía total
necesaria para abastecer la demanda:
Total energía necesaria (Ten) = Cde / 0,75 = 5493 Wh/día
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2. Segundo paso: Radiación solar disponible
Para obtener la radiación solar incidente, se pueden utilizar tablas con estimaciones ya
existentes. Una buena fuente de estas estimaciones es la aplicación PVGIS (Photovoltaic
Geographical Information System – European Commission, Joint Research Center), que tiene
una plataforma on-line desde donde se pueden obtener losdatosde insolación para toda Europa
de forma fácil y rápida.
Suponiendo que nuestra instalación esta en Granada, utilizando la
aplicación PVGIS obtenemos los siguientes valores:
Latitud: 37°10’38” Norte
Longitud: 3°35’54” Oeste
Potencia nominal de la instalación solar fotovoltaica: 1kWp
Inclinación de los módulos: 35deg.
Orientación de los módulos: 0deg.
Mes Ed Em Hd Hm
Enero 3.45 107 4.35 135
Febrero 4.11 115 5.25 147
Marzo 4.70 146 6.21 193
Abril 4.53 136 6.05 181
Mayo 4.76 148 6.49 201
Junio 5.11 153 7.14 214
Julio 5.26 163 7.49 232
Agosto 5.18 160 7.34 228
Septiembre 4.69 141 6.46 194
Octubre 4.39 136 5.88 182
Noviembre 3.63 109 4.66 140
Diciembre 3.38 105 4.27 133
Total 4.43 135 5.97 182

3. Donde:
Ed: Producción media diaria de energía eléctrica del sistema (kWh)
Em: Producción media mensual de energía eléctrica del sistema (kWh)
Hd: suma diaria promedio de irradiación global por metro cuadrado recibida por los módulos del
sistema (kWh / m2)
Hm: suma promedio de irradiación global por metro cuadrado recibida por los módulos del
sistema (kWh / m2)
El mes más desfavorable de radiación, observamos que es en diciembre con 4,27 kWh·m2/día.
De forma que dimensionaremos la instalación para las condiciones mensuales más
desfavorables de insolación, y así nos aseguramos que cubriremos la demanda durante todo
el año.
Una vez conocemos la radiación solar incidente, la dividimos entre la radiación solar incidente
que utilizamos para calibrar los módulos. (1 kW/m2), y obtendremos la cantidad de horas sol
pico (HSP). A efectos prácticos en nuestro caso este valor no cambia, pero utilizaremos el
concepto de HSP (horas sol pico) que es el número de horas equivalente que tendría que brillar
el sol a una intensidad de 1000 W /m2 para obtener la insolación total de un día, ya que en
realidad el sol varía la intensidad a lo largo del día.
HSP = radiación solar tablas / 1kW/m2 = 4,27 HSP
Tercer paso: Cálculo de placas o paneles solares necesarios
Vamos a realizar los cálculos para establecer el número de módulos (placas o paneles solares)
en función de las condiciones de radiación más desfavorables. Para realizar este cálculo
nosotros hemos elegido módulos de 180 W. Este dato viene dado en las características
técnicas de los módulos elegidos según cada modelo y fabricante.
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1. Para instalaciones de uso diario utilizaremos la fórmula:
Numero de módulos = (energía necesaria) / (HSP * rendimiento de trabajo * potencia pico del
módulo)
El rendimiento de trabajo tiene en cuenta pérdidas producidas por el posible ensuciamiento
y/o deterioramiento de los paneles fotovoltaicos (normalmente 0,7 – 0,8).
Número de módulos para instalación de uso diario:
Nmd = (5493) / (4,27 * 0,8 * 180 )= 8,9 Redondeando 9 módulos
2. Para instalaciones de fin de semana utilizaremos la fórmula:

4. Numero de módulos = (3 * energía necesaria) / (HSP * rendimiento de trabajo * 7 * potencia
pico del módulo)
Número de módulos para instalación de uso para fin de semana:
Nmfd= (3 * 5493) / (4,27 * 0,8 * 7 * 180) = 3,8 Redodeando 4 módulos
Como nuestro caso de ejemplo es para una casa que se usa los finesde semana,necesitaremos
cuatro módulos de 180 W cada uno. Teniendo en cuenta que las necesidades de consumo que
hemos establecido son muy básicas, si se introducen consumos mayores en el primer apartado
nos resultará una cantidad de placas mayor.
Con los módulos elegidos de 180 Watios pico (Wp), obtendremos una instalación solar de 720
Wp totales (4 x 180 Wp).
Teniendo en cuenta que los módulos trabajan a 12V, si queremos una instalación que trabaje
a 24V, podemos realizar una asociación en serie de grupos de dos placas y luego estos dos
gruposde dosplacas en serie, asociarlosen paralelo.El voltaje de funcionamiento dependerá
del sistema de acumuladores que elijamos.
Cuarto paso: Capacidad de los acumuladores
Para diseñar la capacidad de las baterías de acumulación, primero tendremos de establecer
la autonomía deseada en caso de tener días desfavorables sin insolación por abundante
nubosidad.
En el caso que nos ocupa, para fines de semana la máxima autonomía necesaria la podemos
establecer en 3 días (viernes, sábado y domingo). En electrificación de casas rurales para
abastecimiento diario podría establecerse entre 4-6 días, teniendo en cuenta que este valor se
puede reducir en el caso de que dispongamos de un grupo electrógeno de refuerzo.
Capacidad de la batería = (energía necesaria * días de autonomía) / (Voltaje * profundidad de
descarga de la batería)
La profundidad de descarga depende del tipo de batería elegido. Estos valores oscilan entre
0,5 a 0,8. Podéis consultar estos valores en las características técnicas para cada modelo y
fabricante. En nuestro caso, elegiremos una batería que tolere una descarga de hasta un 60%
(0,6).
Capacidad de acumulación = (5493 * 3) / (24 * 0,6) = 1144,38 Ah (c100)
El valor c100 indica que la capacidad de la batería será la suministrada por ciclos de carga de
100 h, que es la frecuencia de carga normalmente establecida en electrificación rural.
La selección del sistema de acumulación requiere de diferentes comprobaciones para que el
sistema dure y tenga un óptimo rendimiento. Los sistemas de acumulación necesitan una
mínima intensidad de carga para asegurar que las baterías carguen correctamente y evitar que
tengan una vida útil más corta de la esperada.
Este artículo pretende ser un ejemplo básico del cálculo de los parámetros necesarios para
realizar una instalación, pero una vez conocemos la capacidad necesaria para nuestra

5. instalación, te recomendamoscontactar con especialistas para saber más detalleso información
sobre las característicastécnicasde un sistema o fabricante concreto de acumuladores.Puedes
acceder a nuestro directorio de empresas y profesionales de energías renovables para
encontrar instaladores, fabricantes o distribuidores de sistemas solares fotovoltaicos y baterías
de acumulación cerca de tu localidad, y realizar consultas sin compromiso.
Quinto paso: Selección del regulador y del convertidor
Finalmente, ya sólo quedaría elegir un regulador de carga y un convertidor de corriente
continua a corriente alterna para poder disponer de corriente alterna a 220 V en nuestra
vivienda apta para cualquier tipo de aparato o electrodoméstico.
Los reguladores de carga vienen determinados por la intensidad máxima de trabajo y por el
voltaje en que hayamos diseñado nuestra instalación.
La potencia del convertidor de CC/AC la tendremos que elegir en función de la suma de todas
las potencias nominales de los equipos consumidores multiplicado por el coeficiente de
simultaneidad de uso de estos. (normalmente valores que van de 0,5-0,7). En nuestro caso la
potencia total estimada es de 1360 W
Potencia convertidor = 1360 * 0,7 = 952 W
Así pues, con un convertidor de 1000 W sería suficiente para nuestro ejemplo, siempre y
cuando realmente utilicemos sólo los aparatos contemplados inicialmente. Siempre podemos
establecer una potencia mayor por si puntualmente se utiliza algún otro electrodoméstico de
mayor consumo.