¿Cómo dimensionar una instalación fotovoltaica conectada a red?

Cada vez son más los particulares y las empresas que deciden instalar paneles fotovoltaicos para reducir el consumo energético procedente de la red y así abaratar las facturas cada mes. Sin embargo, antes de elegir un equipo concreto, es importante aprender a dimensionar una instalación fotovoltaica conectada a red, para lo cual os hemos preparado un artículo muy completo donde intentamos explicaros todos los detalles para que entendáis mejor el funcionamiento de estos sistemas, así como vuestras propias necesidades energéticas.

Qué significa dimensionar una instalación fotovoltaica

Cuando hablamos de dimensionar una instalación fotovoltaica, a lo que nos estamos refiriendo es al cálculo de la instalación en función de las necesidades energéticas que vaya a tener nuestro hogar, nave, bajo comercial, oficina, etcétera.

Es decir, el objetivo es el de averiguar cuánta energía queremos obtener del sol, y en función de ello, el tipo de instalación que más nos interesa, prestando especial atención a la cantidad de paneles solares que van a ser necesarios para cubrir dichas necesidades.

Tipos de instalaciones fotovoltaicas para dimensionar

A la hora de dimensionar una instalación fotovoltaica, es importante entender que existen dos opciones que son una instalación conectada a la red eléctrica que es la que nos ocupa en este artículo, o la instalación fotovoltaica autónoma:

• Dimensionar instalación fotovoltaica conectada a red: se trata de una instalación fotovoltaica que no incorpora baterías, sino que está diseñada para producir electricidad que se consume al instante, mientras que el excedente se vierte a la red. Cuando llega el momento en el que esta instalación no produce lo suficiente, como puede ser en días nublados, con lluvia, con nieve, durante la noche o incluso cuando la demanda de energía es superior a la producción de los paneles fotovoltaicos, entonces la diferencia de energía se obtendrá desde la red, garantizando así el consumo en todo momento. Una ventaja importante de este tipo de instalación es que nos permite muchas posibilidades de redimensionamiento, ya que siempre vamos a tener el comodín de la red para disponer de toda la energía que necesitemos.
• Dimensionar instalación fotovoltaica autónoma: en el caso de tratarse de una instalación autónoma, es decir, instalación fotovoltaica desconectada de la red, entonces va ser necesario instalar unas baterías, lugar en el que se almacenará el exceso de energía producida durante las horas de sol, de manera que pueda ser utilizada cuando los paneles no producen lo suficiente o no producen absolutamente nada como puede ser durante la noche, días nublados o en momentos de mayor demanda energética. En este caso, la instalación debe cubrir todas las necesidades energéticas de la vivienda, ya que de lo contrario, si no dispone de suficiente energía almacenada, puede encontrarse con la interrupción del suministro en momentos puntuales.

La diferencia entre dimensionar una instalación fotovoltaica conectada o autónoma

Hay que tener en cuenta que, a la hora de dimensionar una instalación fotovoltaica, el hecho de si está o no conectada a la red es de suma importancia, ya que en cada caso vamos a tener unas necesidades y unos objetivos distintos.

De esta manera, si se trata de una instalación fotovoltaica autónoma, lo que necesitamos es cubrir por completo todo el consumo durante las 24 horas del día, mientras que en el caso de dimensionar una instalación fotovoltaica conectada a red, lo que vamos a hacer es intentar sustituir parcialmente los consumos que tenemos durante el día o, mejor dicho, mientras haya suficiente radiación solar, mientras que durante la noche y los días nublados, se absorberá directamente la energía de la red, a lo cual hay que sumar también los momentos de día soleado en los que tenemos un mayor consumo de lo habitual por diferentes razones.

En definitiva, para la instalación fotovoltaica vamos a necesitar conocer todo el consumo a lo largo de todo el día, mientras que para una instalación conectada a red, como no almacenamos energía, lo que calculamos es el porcentaje aproximado de la energía que nos queremos ahorrar.

Pasos para realizar el dimensionamiento de una instalación fotovoltaica conectada a red

Ahora que ya tenemos los conceptos un poco más claros, es el momento de pasar a la acción, de manera que vamos a conocer todos los pasos necesarios que debemos contemplar para dimensionar una instalación fotovoltaica conectada a red:

Estudio del consumo eléctrico de la edificación

Lo primero que tenemos que hacer siempre en estos casos es calcular el consumo eléctrico de la vivienda o edificación para la cual queremos incorporar este kit fotovoltaico con conexión a red.

Lo ideal es utilizar un analizador de redes o un aparato que nos permita medir el consumo horario del edificio a lo largo de varias semanas, ya que esto nos permite conocer no sólo el consumo de energía, sino también las horas en las que se produce, lo que ayuda a conocer mucho mejor la energía que podemos producir durante las horas de sol para satisfacer nuestras necesidades al máximo, reduciendo la dependencia de la red pero sin sobredimensionar la instalación.

Eso sí, la medida perfecta la realizaríamos si utilizamos estos aparatos de medición a lo largo de todo un año, ya que el consumo varía en función de las estaciones, de la misma forma que durante el invierno, los paneles van a rendir menos que durante el verano, por lo que de esta forma se podría ajustar mejor la producción.

Existen diferentes aparatos de este tipo que cuentan con precios económicos, pero si no queremos esperar tanto tiempo, siempre podemos hacer el cálculo rápido del consumo energético que se basa en sumar los consumos de los diferentes electrodomésticos y aparatos que tenemos conectados a la instalación eléctrica.

Para ello hay que tener en cuenta los vatios que consume cada electrodoméstico por hora, y la cantidad de horas que está en funcionamiento a lo largo del día.

Una vez que se haya realizado un cuadro con esta información y que incluya absolutamente todos los electrodomésticos, iluminación y aparatos que consuman electricidad en el hogar, lo único que habrá que hacer es sumar para saber aproximadamente cuántos kWh necesitamos tener disponibles.

Aquí hay que tener en cuenta que hay aparatos que no se utilizan todo el año (aire acondicionado o calefacción), mientras que otros generalmente se utilizan durante el día, por lo que siempre es interesante intentar orientar los consumos en función de la hora para poder determinar cuánta energía necesitamos realmente durante las horas de sol que es cuando la instalación fotovoltaica va a producir.

Cálculo de las necesidades que se quieren cubrir

También es importante calcular las necesidades que se quieren cubrir con la instalación, es decir, al tratarse de una instalación conectada a red, está claro que vamos a consumir una parte de la energía de la instalación, mientras que el resto se consumirá de la red eléctrica.

Para ello se calcula aproximadamente que este tipo de instalaciones se dimensionan con el objetivo de ofrecer un autoconsumo diurno que se encuentre entre el 40% y el 60%, lo que representará aproximadamente entre un 20% y un 35% del consumo total de la vivienda.

Sin embargo, estos cálculos pueden variar en función de las posibilidades de la instalación y del tipo de kit que queramos incorporar.

Análisis de la ubicación física donde se va a realizar la instalación

Un mismo equipo fotovoltaico va a producir diferentes cantidades de energía en función de la ubicación física en la que se encuentre.

De esta manera, hay que tener en cuenta factores como son los siguientes:

• Zona geográfica en la que se va a instalar el kit.
• Superficie máxima disponible para la instalación de paneles.
• Orientación de los paneles.
• Cálculo de los sombreados en función del tipo de panel que se va a instalar.
• Cálculo del número de paneles necesarios para cumplir con las necesidades según el estudio realizado.

Estudio del comportamiento de los paneles

Hay un aspecto muy importante que es el hecho de que no todos los paneles son iguales ni producen lo mismo, sino que los hay más potentes y otros menos, de la misma manera que los hay que se adaptan mejor a unas determinadas condiciones que otros.

Estudiar el tipo de panel más adecuado en función de la zona geográfica donde lo vamos a instalar y de las posibles sombras que se pudiesen generar a lo largo del día, es la mejor manera de garantizar buenos resultados.

Para conocer el comportamiento del panel, el fabricante facilita información importante como es:

• Curva en condiciones estándar, conocido por las siglas STC.
• Curva en condiciones de temperatura máxima prevista.
• Curva en condiciones de temperatura mínima prevista.

Elección del inversor más adecuado

Hay que tener en cuenta que en el mercado existe un amplio abanico de inversores diferentes, cada uno de ellos con unas características determinadas, y sobre todo con un uso específico.

Es decir, no nos va a servir el mismo inversor para una instalación autónoma que para una instalación conectada a red, y de igual manera, atendiendo al dimensionamiento que hayamos realizado, vamos a necesitar un inversor con unas características u otras.

No obstante, también hay modelos que permiten una gran polivalencia, como por ejemplo instalar un kit fotovoltaico conectado a red pero que también disponga de baterías para acumular energía eléctrica, por lo que es importante estar bien asesorados en este sentido y elegir aquel que más se adapte a nuestras necesidades reales.

Recuerda también que la horquilla de precios puede variar mucho en función de las características del inversor, por lo que tampoco debemos optar por algo a lo que no le vamos a sacar partido, sino que es importante calcular bien el inversor que necesitamos.

Cuando hablamos de inversor, lo ideal es optar por un inversor cargador que además tenga un regulador de carga de tipo MPPT, y a ser posible, que nos ofrezca la opción de paralelizar con más modelos iguales, es decir, poder ampliar la instalación de cara al futuro introduciendo más inversores cargadores con las mismas características.

Estudio básico de rentabilidad

Antes de realizar la inversión, es muy importante utilizar todos los datos obtenidos en los apartados anteriores con el objetivo de calcular la rentabilidad real que vamos a obtener.

Seguramente recordaréis que al principio hemos incorporado un apartado en el que calculamos las necesidades que se quieren cubrir, de manera que debemos plantearnos si con el análisis realizado y el equipo elegido, vamos a poder alcanzarlas o, si por el contrario, vamos a precisar de una instalación mayor o incluso menor.

El proceso de dimensionar una instalación fotovoltaica conectada a red es el paso esencial que nos va a permitir conocer la diferencia entre disfrutar de las ventajas de la fotovoltaica, o gastar dinero de forma innecesaria, lo que significa que es muy importante hacer un cálculo sincero y con la máxima exactitud, de manera que se pueda barajar una instalación que nos ofrezca suficiente energía pero sin realizar un desembolso excesivo que haga que la amortización requiera de un plazo excesivamente largo.

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