Calculadora de Paneles Solares
La calculadora de paneles solares es una herramienta que ayuda a determinar el número óptimo de módulos fotovoltaicos para una instalación, tanto en serie como en paralelo, según el consumo energético y las características técnicas del sistema.
Se puede introducir datos como la tensión de trabajo (DC), la energía máxima diaria que se desea cubrir (en kWh o Ah) y las especificaciones de los paneles solares (potencia, rendimiento, tensión nominal y horas de pico solar).
La calculadora procesará esta información y proporcionará la energía diaria generada por un panel, el número de paneles necesarios en serie y en paralelo, y el total de paneles requeridos para la instalación.
Con el uso de esta calculadora fotovoltaica se podrá saber exactamente cuántos paneles se necesitan y cómo organizarlos, evitando sobrecostes o infra-dimensionamiento.
La calculadora de paneles solares es una herramienta de asistencia para el dimensionamiento preliminar y no sustituye el asesoramiento de un profesional cualificado.
Contenidos
Funcionamiento de la Calculadora de Paneles Solares
La calculadora simplifica el proceso de dimensionar un campo fotovoltaico solar, para obtener resultados de forma rápida. Solo se necesitan introducir algunos datos básicos sobre el consumo energético y las características de los paneles que se desea utilizar.
Se comienza indicando la tensión de trabajo del sistema (como 12V, 24V, 48V o 96V) y el consumo energético diario, ya sea en kWh o Ah.
A continuación, se especifican las propiedades de los paneles solares: su potencia nominal (Wp), el rendimiento esperado, la tensión nominal (como 12V o 24V) y las horas de sol pico en la ubicación de la instalación. Con esta información, la calculadora proporciona un desglose completo de la instalación ideal.
Los resultados incluyen la energía diaria que generará cada panel, el número de paneles requeridos en serie y paralelo, y el total necesario. Además, se puede ajustar manualmente cualquier parámetro para comparar diferentes configuraciones y optimizar el sistema.
Tensión de Corriente Continua
Se indica aquí la tensión de trabajo en corriente continua (DC) de la instalación, que para sistemas de autoconsumo, normalmente corresponde a 12V, 24V, 48V o 96V. La elección de la tensión de la instalación determinará la conversión de la energía a amperios-hora (Ah) para los cálculos del sistema.
Las tensiones recomendadas por tipo de proyecto son:
– 12V: aplicaciones mínimas (iluminación, dispositivos pequeños).
– 24V: viviendas desconectadas de la red.
– 48V: autoconsumo óptimo para casas.
– 96V: grandes instalaciones.
Energía máxima diaria
Se introduce la energía máxima diaria que necesita la instalación receptora y la unidad de energía. Se puede elegir entre kW·h o entre A·h.
¿Cómo saber el consumo diario?
Desde una factura eléctrica, se busca el "consumo mensual" en kWh y se divide entre 30 días.
En ausencia de estos datos, se pueden usar estas referencias orientativas:
– Casa pequeña (1-2 personas): 5-10 kWh diarios
– Casa mediana (3-4 personas): 10-20 kWh diarios
– Casa grande o con aire acondicionado: 20-40 kWh diarios
En cualquier caso, se puede hacer una estimación más exacta usando la herramienta de cálculo de energía máxima diaria.
Además, para un cálculo real se deberían tener en cuenta factores como la autodescarga y el rendimiento de las baterías, el rendimiento de los inversores y reguladores, y otras pérdidas, como las caídas de tensión y el efecto Joule. La energía máxima debería considerar un coeficiente de pérdidas KT.
Datos del Panel Solar
Aquí se deben introducir varios datos relacionados con los paneles solares a utilizar:
● Potencia del panel PM: campo numérico para introducir el valor de potencia que asigna el fabricante al panel solar, generalmente indicado en watio pico Wp. Mide la potencia máxima teórica que un panel solar puede generar bajo condiciones ideales de prueba (llamadas STC). También se le denomina potencia nominal.
● Rendimiento del panel: se introduce un porcentaje que relaciona la potencia eléctrica de salida Ps con la potencia eléctrica de entrada Pe del panel. Estas pérdidas eléctricas suelen tener valores típicos entre el 85% al 95%.
● Horas de pico solar (HPS): campo numérico para introducir el número de horas en un día durante las cuales la irradiancia solar alcanza un nivel estándar de 1.000 W/m². Depende de la irradiación para la zona geográfica proyectada. Se puede consultar páginas como: PVGIS (Comisión Europea).
● Tensión del panel VN: campo selector para elegir entre los valores estándar de los paneles solares (12, 24, 48 o 96 V). Este campo está relacionado con el campo de “Tensión de corriente continua”. Dependiendo de la tensión de trabajo seleccionada se podrá elegir la tensión del panel igual o menor que ese valor. Por ejemplo, si la tensión de corriente continua es de 24 V, se podrá escoger entre 12 V o 24 V.
● Tensión máxima del panel VM: campo numérico que se calcula de forma aproximada a partir de la tensión nominal del panel (1.45 x VN). Si se desea usar el valor exacto, se puede obtener en la hoja de especificaciones del fabricante o en la etiqueta situada en la parte trasera del panel. Este campo es editable por el usuario.
Resultados de la Calculadora de Paneles Solares
Una vez completados todos los campos requeridos, la calculadora realiza automáticamente los cálculos necesarios y presenta de forma clara y organizada los siguientes datos de los paneles solares a instalar:
● Energía diaria de 1 panel, en Ah: se calcula la cantidad de energía que puede generar un panel solar individual en un día, mediante esta fórmula:
donde:
IM = corriente máxima del panel. Se obtiene con la ley de Ohm (IM = PM / VM)
HPS = horas de pico solar (horas de suficiente irradiancia solar)
hPANEL = rendimiento del panel, en tanto por 1 (la aplicación la pasa de % a tanto por 1).
● Energía diaria de 1 panel, en kWh: se calcula a partir de la energía en Ah, multiplicando por la tensión de corriente continua de trabajo para pasar a W y dividiendo por 1000 para pasar a kW.
● Nº de paneles en paralelo: el número de paneles en paralelo se calcula dividiendo la energía máxima diaria, introducida en el campo correspondiente, entre la energía diaria de 1 panel EPANEL, en Ah (si la energía máxima diaria se introdujo en kWh la aplicación la pasa a Ah).
● Nº de paneles en serie: el número de paneles en serie se calcula dividiendo la tensión de corriente continua de trabajo del sistema fotovoltaico entre la tensión del panel VN a utilizar.
● Nº total de paneles: se obtiene multiplicando el Nº de paneles en paralelo por el Nº de paneles en serie.
Consideraciones Importantes de la Calculadora de Paneles Solares
La calculadora proporciona una estimación técnica inicial, pero para garantizar la precisión del diseño de un sistema fotovoltaico, se deben tener en cuenta los siguientes factores:
● Horas de Pico Solar (HPS): dependen de la ubicación geográfica, época del año e inclinación de los paneles.
– Valores subestimados → Sistema insuficiente.
– Valores sobredimensionados → Coste innecesario.
● Rendimiento del panel (η): no solo incluye pérdidas eléctricas del panel, sino también la degradación anual (0.5%-1% por año) y el efecto de la temperatura (los paneles pierden eficiencia en climas muy cálidos).
● Consumo energético real: la calculadora usa promedios, pero picos de consumo (ej: aire acondicionado) pueden requerir más capacidad. Se recomienda un análisis del historial de consumo por estaciones.
● Limitaciones de la herramienta: la calculadora fotovoltaica no considera los siguientes factores:
– Sombras parciales (árboles, edificios, etc.).
– Orientación e inclinación óptima de paneles (ideal: sur en hemisferio norte, con inclinación ≈ latitud local).
– Pérdidas por suciedad en paneles (hasta un 10-15% si no se limpian).
Para instalaciones complejas (ej: conexión a red con excedentes), consulta a un profesional.
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