¿Cómo dimensionar la potencia pico de paneles?

Para poder dimensionar la potencia pico de paneles tenemos que tener conocer los siguientes criterios y conceptos.

Potencia máxima de carga (caso reguladores de carga)

Tenemos que saber con precisión cual es nuestra potencia máxima de carga. Para ello, debemos conocer qué regulador de carga vamos a montar y si es compatible con nuestra batería. Es decir, que su intensidad máxima de carga esté en el rango de lo que la batería permita.

Entonces, si todo está revisado, tendremos que multiplicar tensión del banco de baterías y intensidad máxima de nuestro regulador de carga.

Por ejemplo, un regulador de carga de 50A con un banco de baterías de 24V tendrá una potencia máxima de carga de 1200W.

Es cierto que los paneles solares nunca entregan su potencia nominal. Puesto que esta se refleja en base a un ensayo a 1000W/m2 de radiación y 25ºC de temperatura denominado STC con radiación directa. La realidad es que eso no se da y las condiciones máximas hacen que el panel rinda como mucho el 85% de su nominal. Por eso, podemos sobredimensionar por encima de esto el campo solar entre 5 y 20% más.

Para este caso, 1320W en paneles sería buena opción. Instalar más paneles es desperdiciar la inversión.

Potencia máxima de consumo (caso inversores-cargadores)

Cuando en lugar de un regulador de carga tenemos un inversor-cargador con conexión directa a paneles solares, este es capaz de usar la energía solar directamente para alimentar sus cargas de corriente alterna conectadas, por tanto, es posible instalar un campo solar de mayor potencia. La limitación ahora la impone el inversor. Es decir, si instalamos un inversor 3kW, no tiene sentido instalar más de 3.6kW en paneles solares por el mismo criterio de antes.

Criterio de carga de baterías

En los puntos 1 y 2 el criterio ha sido llegar al máximo de lo que permite la unidad electrónica que tengamos. Pero no siempre es necesario ir tan alto.

Otro criterio interesante es diseñar la instalación para que durante la mitad del día cargue la batería, y en la otra mitad esté disponible para uso en horas de sol.

Por tanto, para llevarlo a cabo vamos a determinar la potencia que es necesaria para cargar en banco de baterías que tengamos en 4h.

Lo primero es conocer el banco que vamos a instalar, si es litio tendremos ya su tamaño en kWh y aplicar el factor de máxima descarga que suele ser 80-90% y si es plomo, tendremos que multiplicar su tensión, por su valor de Ah (amperios-hora) y aplicar un factor de intensidad máxima de descarga de 50-70%.

Así, tomando el caso de un banco de litio de 10kWh, si queremos cargarlo en cuatro horas, necesitamos una potencia continua de 2500W. Como hemos dicho anteriormente, los paneles no entregan una potencia continua, pero si sabemos que, durante las 4 horas de máxima radiación, su valor varía poco porque el ángulo solar es más o menos parecido.

Entonces, aplicamos el mismo criterio de antes, es decir, 2750Wp puede ser una buena opción. Igual que he tomado 4 horas, puedo tomar menos tiempo (o más), pero tenemos que tener en cuenta la limitación que tenemos de la intensidad máxima que admite la batería al cargar, es decir, el punto número uno.

Criterio de necesidad energética media

Se trata de, por cálculo, conocer cual será nuestro consumo diario (en términos de kWh). Bien por que asumamos un valor razonable de lo que consume una casa normal (entre 10 y 30kWh diarios) o bien porque hagamos una suma exhaustiva de consumos de electrodomésticos.

Entonces, es tan fácil como asumir que los paneles solares van a tener cinco horas nominales de producción diarias que es un valor típico medio anual.

Aunque los paneles producen energía durante todo el día y de forma variable, hablar de horas nominales es como hacer una equivalencia energética como si los paneles produjeran la misma energía pero a potencia constante (a la nominal del panel) durante un tiempo determinado (horas nominales).

En este caso, el cálculo es dividir esos 15kWh entre las 5 horas nominales, y tendremos que necesitaremos en paneles 3kW. Es decir, con este sencillo cálculo sabremos que 3kW nominales de paneles van a producir diariamente unos 15kWh de media.

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