Vacaciones eco-sostenibles, una estrategia hotelera
14 mayo, 2019

Parámetros principales de una instalación solar fotovoltaica

En esta entrada vamos a tratar de definir y aclarar los aspectos principales de una instalación fotovoltaica:

Existen diferentes tipos de instalaciones solares fotovoltaicas, una instalación solar fotovoltaica; puede estar conectada a red o aislada, puede ser fija o con seguidores que muevan sus paneles con respecto al movimiento del sol y puede instalarse en el suelo o sobre cubierta. Cada instalación es diferente entre si, pues la orientación, inclinación, latitud y longitud, distancias de acometidas, número y combinación de strings… son diferentes, por tanto sus rendimientos serán diferentes, a continuación explicaremos los parámetros fundamentales de una instalación fotovoltaica.

Diferencia entre kW, kWp y kWh

Un vatio (W) es la potencia producida por una diferencia de potencial de 1 Voltio (V) y una corriente eléctrica de 1 Amperio (VA). Donde 1 kW = 1.000 W.

El Kilovatio (kW) es la unidad que mide la potencia del inversor o alternador, y define la potencia nominal de la instalación (kWn) en corriente alterna en el punto de conexión a la red eléctrica, la eficiencia en la entrega potencia nominal máxima de un inversor se debe de definir en la ficha del inversor, bajo la norma europea, es muy importante fijarse en como baja la eficiencia del inversor en función de cómo sube la temperatura, pues en los ensayos es de 25 º C de temperatura ambiente, esta temperatura ambiente es superada varios meses al año, sobre todo en latitudes sur.

El Kilovatio Pico (kWp) es la unidad que mide la potencia máxima del generador, en este caso un conjunto de módulos fotovoltaicos, que se da en un laboratorio bajo unas condiciones de Medida Estándar (STC): irradiación de 1.000 W/m2; distribución espectral de AM 1,5 G; temperatura de la célula 25ºC. En la práctica, la potencia máxima de un módulo fotovoltaico no suele alcanzarse, no obstante, en momentos puntuales, sobre todo en días de invierno muy fríos y sin nubes de algunas latitudes, las condiciones de funcionamiento de los módulos se pueden asemejar a las STC y los paneles pueden entregar su potencia pico e incluso algo más de potencia al inversor. El inversor no limita la potencia a su potencia nominal, y generalmente todos los modelos pueden trabajar con sobrecargas de potencia de un 10-15% durante un tiempo, es por esto por lo que se suele sobre dimensionar el generador respecto a la potencia nominal de la instalación entre un 5% y un 25%, aunque este dato no debe considerarse como una norma, pues la configuración idónea de cada instalación fotovoltaica ha de ser determinada por un técnico capacitado en función de todos los parámetros que se ha comentado influyen en el rendimiento.

El Kilovatio Hora (kWh) es la unidad de energía eléctrica, y equivale a la energía desarrollada por un kW de potencia durante una hora.

¿Cuánta electricidad genera una planta Solar Fotovoltaica?

La capacidad de generación de una Instalación Solar Fotovoltaica depende básicamente de tres parámetros: condiciones ambientales, calidades y pérdidas de potencia.

Condiciones ambientales: a más materia prima, es decir, radiación solar, más generación de electricidad. No obstante, conviene saber que las tecnologías fotovoltaicas que se comercializan actualmente alcanzan su máxima potencia con temperaturas del módulo de 25ºC y se produce una bajada de rendimiento de aprox. un 0’07% por cada grado por encima de 25ºC en la célula solar. Por tanto, en dos lugares con la misma radiación solar, aquél que facilite una mayor ventilación de los módulos fotovoltaicos, influirá positivamente en la eficiencia de la instalación. Del mismo modo la menor absorción de temperatura por parte de los módulos azules (policristalinos) frente a los negros (monocristalinos) hace que los primeros compensen su menor eficiencia con respecto a los segundos en latitudes sur, varios meses al año. A esto hay que añadir que las instalaciones solares fotovoltaicas son enemigas de las sombras, aunque sean parciales, y que la orientación e inclinación del generador tienen importancia a la hora de conformar la curva de producción, dándose casos donde una orientación SUR no siempre es la más interesante cuando se busca un alto grado de autoconsumo frete a la máxima optimización de producción.

Calidades: fundamentales, las de los componentes, la del proyecto de ingeniería, el cableado y la del mantenimiento. Todas ellas sumarán para que el rendimiento final de la planta sea el óptimo, muy importante fijarse en los detalles, como por ejemplo desde donde se gestionan las garantías, donde está ubicado el servicio técnico, tiempos de reposición de materiales defectuosos, costes de envío de piezas y mano de obra de sustitución. Si queremos garantía verdadera de rentabilidad de una planta con una vida estimada de 25 años es fundamental que tengamos claro que los componentes de nuestra planta ofrecen garantías reales y no sólo “comerciales” para el momento de la venta.

En cuanto a las pérdidas de potencia del sistema, aunque están ligadas a la calidad del proyecto, son inevitables y variarán notablemente en función de parámetros ambientales y calidades de los componentes de la instalación.

Pérdidas de potencia: a título únicamente orientativo (ya que hemos comentado que son varios los factores que pueden afectar y que hay que tener en cuenta), podemos decir que un kilovatio pico de potencia de generador de una instalación fija (sin seguimiento) con el estado actual de la tecnología policristalina produce unos 1.200 kWh al año en Barcelona, casi 1.400 kWh al año en Madrid, y algo más de 1.600 kWh al año en Sevilla. En ciudades del norte de Europa, la producción media no alcanza los 850 kWh/kWp con lo que debemos de ser conscientes del tesoro del que disponemos en España con respecto al recurso solar.

No debemos fijarnos en la producción pico nominal, que varía incluso en días de una misma semana, aparentemente iguales, debido a los cambios en los espectros de radiación solar, este no es un parámetro que se utilice como patrón por ninguna herramienta de dimensionado y cálculo solar, el parámetro utilizado es la cantidad de energía producida por periodo, medida en kWh, que es la que establece el rendimiento de una planta y la medida que ha de ser monitorizada para saber si una planta está produciendo bajo parámetros correctos o necesita algún tipo de actuación.

Esperamos que el presente artículo sirva de ayuda para aquellos que intentan comprender mejor los parámetros principales a valorar en el dimensionamiento y funcionamiento de una instalación solar fotovoltaica.