Los paneles solares son una excelente forma de aprovechar la energía limpia y gratuita del sol, y rápidamente se están volviendo comunes en los techos de todo el entorno. A menudo, nuestros clientes nos preguntan qué panel es el adecuado para su aplicación, por lo que en este artículo cubriremos los fundamentos de los paneles solares, los tipos comunes disponibles y te ayudaremos a entender cómo calcular el tamaño del panel que necesitas.
¿Qué son los paneles solares?
Los paneles solares son paneles montables compuestos por células fotovoltaicas que se colocan juntas y convierten la luz solar en electricidad a través del efecto fotoeléctrico. Las células están hechas de materiales semiconductores (generalmente silicio) que están unidos. Estos materiales liberan electrones cuando son golpeados por la luz solar, lo que crea una corriente eléctrica. La mayoría de los paneles son rígidos, sin embargo, también existen versiones semi-flexibles y totalmente flexibles gracias a las células de película delgada.
Paneles monocristalinos vs poli cristalinos
Existen dos tipos principales de paneles solares, los monocristalinos y los policristalinos, pero ¿cuáles son sus diferencias? Los paneles monocristalinos tienen células que se crean a partir de un solo cristal de silicio que ha sido cortado para crear las células. Los paneles policristalinos tienen células creadas a partir de la fusión de fragmentos de cristales de silicio y luego formando un molde, que posteriormente es cortado. Debido a sus diferentes construcciones, esto puede afectar el rendimiento, apariencia y costo de los paneles. Consulta la tabla a continuación para obtener una descripción general rápida de las diferencias.
- Paneles Monocristalinos
- Altamente eficientes
- Apariencia uniforme
- Mayor eficiencia en temperaturas más altas
- Paneles Policristalinos
- Menor costo
- Más sostenibles para producir
- Menor eficiencia
- Textura y color desiguales
¿Paneles rígidos o flexibles?
Los otros dos tipos de paneles solares son los rígidos o (semi) flexibles. Los paneles rígidos suelen estar compuestos por células solares alojadas en un resistente marco de aluminio que puede resistir cualquier clima y velocidad de desplazamiento. Los paneles semi-flexibles están compuestos por células solares unidas a un material flexible que puede adaptarse a una superficie ligeramente curvada, que generalmente está reforzada con placas de aluminio y tiene recubrimientos de ETFE resistentes. Consulta la tabla a continuación para obtener una descripción general rápida de las diferencias.
- Paneles Rígidos
- Los más eficientes
- Más duraderos
- Opción más económica
- Menos propensos a rayarse
- Mayor vida útil
- Paneles Flexibles
- Menos pesados
- Se pueden instalar en techos ligeramente curvados
- Se puede caminar sobre ellos
- Menos propensos a agrietarse
- Perfil bajo y se adhieren directamente al techo para una mejor estética
¿Qué tamaño de panel (o paneles) necesito?
Rendimiento del panel: se realista
Es importante recordar que la potencia de salida de un panel solar no es fija. Está afectada por muchas variables, las más significativas son la temperatura del panel, la intensidad de la luz solar y la dirección de la luz solar. Un panel solar produce su máxima potencia en condiciones frías y despejadas cuando el sol está directamente encima y golpea el panel perpendicularmente a su superficie. La potencia que obtendrás en un día nublado o con el sol bajo en el cielo en los días cortos de invierno será considerablemente menor que la capacidad máxima teórica del panel. Por lo tanto, es importante considerar el clima y la época del año en la que esperas utilizar el panel, ya que esto te ayudará a comprender qué puedes esperar de manera realista de él.
Calcular el consumo de energía
Los cálculos solares se basan generalmente en vatios-hora (Wh), que es una medida de potencia a lo largo del tiempo. La potencia producida por un panel durante el día a menudo se expresa en Wh, por lo que es útil convertir tu consumo de energía a Wh para poder comparar fácilmente la energía que estás utilizando con la energía que un panel podría proporcionar. O dicho de manera más sencilla, ¿el panel devolverá a mi batería lo que yo tomo de ella?
En primer lugar, debes averiguar la cantidad de amperios que consumirás de cada uno de los equipos conectados a tu batería (los cargas simplemente son equipos que consumen energía de la batería) y durante cuánto tiempo estarán encendidos en un período de 24 horas. Esto debería basarse en un uso típico, ya que variará de un día a otro.
Para cada carga, deberás multiplicar la corriente consumida por el número de horas durante las cuales está encendida para obtener un cálculo de los amperios-hora (Ah). Algunos ejemplos de cargas y sus correspondientes cálculos de Ah se muestran en la siguiente tabla:
| Cargas | Corriente consumida (A) | Número de horas de uso (durante un periodo de 24 horas) | Ah requeridos |
|---|---|---|---|
| 4x Luces LED | 4 | 4 | 6 |
| Abanico | 3 | 1 | 3 |
| Refrigerador | 4 | 8 (el compresor no funciona todo el tiempo) | 32 |
| Total: | 46 |
Para estas cargas de ejemplo, puedes ver que en total estaríamos consumiendo alrededor de 46 Ah de capacidad de la batería en un período de 24 horas.
Para convertir este valor a vatios-hora, debes multiplicar Ah por el voltaje. Para simplificar las cosas, utilizaremos 12 V como voltaje de funcionamiento en este ejemplo.
Amperios-hora (Ah) x Voltios (V) = Vatios-hora (Wh)
Usando nuestro ejemplo anterior: 36 Ah x 12 V = 412 Wh (por un período de 24 horas)
Podemos ver que consumimos aproximadamente 415 Wh durante un período de 24 horas, por lo que necesitaremos un panel (o paneles) que pueda proporcionar al menos esta cantidad durante el día para cubrir nuestro consumo durante todo el período de 24 horas.
Calcular la salida de tu panel
Ahora que sabemos cuántos Wh se consumen por día, podemos calcular el tamaño del panel necesario para soportar esto calculando la cantidad de Wh que producirá por día. Recuerda que la potencia nominal citada por el fabricante del panel es un máximo y la salida será considerablemente menor si las condiciones no son ideales. Sin embargo, para fines del cálculo, podemos hacer algunas suposiciones sobre el tiempo durante el cual se está produciendo la potencia máxima, en función de las condiciones de luz solar en invierno y verano.
En el Reino Unido, en promedio, tenemos alrededor de 1 hora de luz solar máxima en invierno y 6 horas en verano, por lo que si asumimos que un panel produce su máxima potencia durante estas duraciones, el cálculo para la cantidad total de Wh producidos es el siguiente:
Potencia nominal del panel en vatios (W) x Tiempo expuesto a la luz solar máxima por día (horas) = Salida de potencia en vatios-hora (Wh) por día
| Potencia del panel solar | Estación | Cálculo de Wh |
|---|---|---|
| 50 W | Invierno | 50 W x 1 hr = 50 Wh |
| 80 W | Invierno | 80 W x 1 hr = 80 Wh |
| 100 W | Invierno | 100 W x 1 hr = 100 Wh |
| 150 W | Invierno | 150 W x 1 hr = 150 Wh |
| 200 W | Invierno | 200 W x 1 hr = 200 Wh |
| 250 W | Invierno | 250 W x 1 hr = 250 Wh |
| 300 W | Invierno | 300 W x 1 hr = 300 Wh |
| 50 W | Verano | 50 W x 6 hrs = 300 Wh |
| 80 W | Verano | 80 W x 6 hrs = 480 Wh |
| 100 W | Verano | 100 W x 6 hrs = 600 Wh |
| 150 W | Verano | 150 W x 6 hrs = 900 Wh |
| 200 W | Verano | 200 W x 6 hrs = 1200 Wh |
| 250 W | Verano | 250 W x 6 hrs = 1500 Wh |
| 300 W | Verano | 300 W x 6 hrs = 1800 Wh |
Alternativamente, podrías reorganizar la fórmula anterior de la siguiente manera para obtener el tamaño del panel necesario para igualar tu consumo:
Cantidad total de Wh consumidos por día / Tiempo expuesto a la luz solar máxima por día (horas) = Potencia nominal del panel solar en vatios (W)
Invierno: 415 Wh / 1 hora = 205 W (redondeado a 2 paneles de 250 W)
Verano: 415 Wh / 6 horas = 69 W (redondeado a un panel de 80 W)
Puedes ver que si utilizas tu panel durante el invierno, el verano o ambos, puede tener una gran influencia en el tamaño del panel que necesitarás. En invierno, necesitarías 2 paneles de 250 W, pero en verano solo necesitarías un panel de 80 W, lo cual es una gran diferencia. Durante el otoño y la primavera, tus requisitos de panel probablemente se encontrarían entre estos dos tamaños.
En realidad, el espacio de montaje disponible y tu presupuesto limitarán tu elección, y si utilizas tu embarcación o vehículo principalmente durante el verano, es posible que decidas optar por un tamaño de panel que se ajuste a tus necesidades energéticas durante los meses de verano, sabiendo que necesitarás complementarlo durante los meses de invierno con una conexión a la red eléctrica o carga del alternador.
Otras consideraciones del sistema
Capacidad de la batería
Es importante recordar que cualquier carga que funcione durante la noche (o en cualquier momento en que el panel no esté produciendo energía) consumirá energía de tu batería y la descargará, por lo que debes asegurarte de que tu batería tenga suficiente capacidad para soportar las cargas durante la noche sin descargarse demasiado (la descarga máxima recomendada para las baterías de tecnología de plomo-ácido es de aproximadamente el 50% para evitar la sulfatación).
Controladores solares
Para obtener el rendimiento máximo de tu panel solar, recomendamos optar por un controlador de Punto de Máxima Potencia (MPPT) que pueda aprovechar al máximo las capacidades de tu panel. La tecnología MPPT tiene una eficiencia de conversión mucho mejor y puede recolectar más energía que la tecnología anterior de Modulación por Ancho de Pulso (PWM). Es particularmente beneficioso en condiciones de luz que cambian rápidamente, como en días parcialmente nublados.
Vale la pena mencionar que, aunque los controladores solares tienen una potencia máxima de panel que pueden convertir en corriente de carga, esta no es el tamaño máximo de panel que se puede conectar. De hecho, podrías conectar un panel de 300 W a un controlador que solo pueda convertir 200 W de potencia si sabes que tu panel de 300 W nunca producirá esa cantidad en el clima o la temporada en la que lo utilizarás. Importante: La única advertencia aquí es que la tensión de circuito abierto (Voc) del panel (o paneles conectados) nunca debe exceder la tensión Voc del controlador, ya que esto puede causar daños.
Resumen
Calcular el tamaño del panel solar que necesitas no es una ciencia exacta, ya que la producción diaria de un panel depende de varios factores. El espacio de montaje disponible y tu presupuesto también tienen un impacto, y debes tener en cuenta la época del año en la que lo utilizarás. Esperamos que este artículo te brinde una idea de algunos de los aspectos a considerar.
Si dependes mucho de la energía solar como tu principal fuente de energía (por ejemplo, si estás fuera de la red o acampando en la naturaleza), probablemente valga la pena optar por el panel (o paneles) más grandes que puedas pagar y que se ajusten al espacio disponible.
Por otro lado, si la energía solar es una fuente de energía secundaria y tienes otras opciones, como cargar desde tu alternador o conexión a la red eléctrica, es probable que un panel más pequeño sea suficiente. Si solo utilizas la energía solar para mantener tu batería durante el almacenamiento, puedes optar por un panel muy pequeño.