Cómo dimensionar una instalación fotovoltaica

En el proceso de dimensionado de una instalación fotovoltaica se deben de seguir los siguientes pasos:

1- Entender correctamente las necesidades del cliente: aunque parezca un paso demasiado obvio, la realidad es que muchas veces se procede a dimensionar instalaciones fotovoltaicas sin ni siquiera conocer realmente qué espera el cliente. Este paso incluye preguntas como: ¿cuánto quiere ahorrarse en la factura el cliente? ¿El cliente quiere maximizar la producción fotovoltaica? ¿El cliente quiere llenar el tejado de placas solares? ¿El cliente quiere llegar a un punto óptimo que le pueda permitir reducir al mínimo el retorno de la inversión?, etc. Hay muchas posibles consideraciones que hay que discutir al detalle con el cliente para poder definir con exactitud qué es lo que espera el cliente de la instalación fotovoltaica. Así mismo, también es muy importante solicitar la información del consumo energético del cliente ya que será necesario para poder diseñar correctamente la instalación así como un perfil de consumo para poder saber en qué momentos del día consume más energía y en qué momentos del día consume menos. Así mismo, información relacionada con la ubicación/localización del cliente también es un punto muy importante, no solo por ver donde instalar las placas solares sino también por poder conocer el recurso solar existente en la ubicación.

2- Caracterizar la curva de demanda energética del cliente: una vez se ha recopilado la información acerca del consumo mensual o diario del cliente, es muy importante caracterizar la curva de demanda energética y poder definir cuánto está consumiendo cada hora del día. Y es que no es lo mismo una vivienda compuesta por una pareja de jubilados en la que el consumo se centra en ciertas horas del día que una pareja joven con dos hijos pequeños que prácticamente durante el día no están en casa y que todo el consumo energético lo tienen por la tarde. Son dos casos muy distintos y hay que saber identificarlos para poder caracterizar correctamente la curva de demanda energética. La caracterización de la curva de demanda energética puede hacerse de dos formas distintas: una forma es descargando directamente el archivo .csv de la distribuidora eléctrica del cliente con la información del consumo energético que ha tenido en las 8760 horas del año. La otra forma, en caso de que no se tenga acceso a esta información, consiste en, a partir de la información mensual o la información diaria, aplicarle un perfil de consumo horario en base a los hábitos del cliente para poder adecuar y generar una curva personalizada de consumo energético diario que se pueda adecuar lo más parecido posible a la curva de consumo real que tiene el cliente. Esto es un aspecto fundamental porque luego esta curva se va a utilizar para compararla con la curva de producción de la instalación.

3- Obtener la información del recurso solar: es fundamental conocer cuál es el potencial fotovoltaico que hay en el emplazamiento donde se va a realizar la instalación de autoconsumo solar. No es lo mismo instalar las placas solares en Asturias que instalarlos en Valencia. Para producir la misma cantidad de electricidad, en Asturias probablemente serán necesarias más placas solares que en Valencia. Por lo tanto, es necesario conocer la información del recurso solar para poder adecuar el dimensionado a las características específicas del potencial fotovoltaico que hay en la ubicación de la instalación. Para esto lo mejor es acudir a bases de datos de radiación solar oficiales.

4- Cálculo de la potencia fotovoltaica óptima para la instalación de autoconsumo solar: para esto, una vez se tiene la información de los pasos anteriores, ya es posible hacer una comparativa entre cuál es la curva de demanda energética para cada día del año durante los 365 días del año y se puede comparar esa información con el recurso solar, con lo cual a partir de la información de la curva de demanda energética y la información de la curva de recurso solar se pueden superponer estas dos curvas y se puede calcular cuál es la potencia necesaria para alcanzar una cobertura de demanda determinada. Es muy importante antes de esto conocer que hay unos determinados ratios energéticos que ayudan en gran medida a poder seleccionar correctamente la potencia recomendada. Ratios energéticos como una cobertura de demanda, aprovechamiento fotovoltaico, porcentaje de vertido, etc. Son unos parámetros variables que tenemos que se tiene que ir analizando mientras se prueba con distintas potencias para poder ajustar el diseño de la instalación fotovoltaica a las necesidades del cliente. Así, si por ejemplo el cliente indica que tiene un consumo de 400 kWh/mes con una curva de perfil determinada y propone que quiere calcular una instalación fotovoltaica con almacenamiento que le permita obtener una cobertura de demanda (ahorro energético) de un 80% para esos valores, con la información del recurso solar y conociendo que se puede hacer un cálculo de producción a partir de Irradiación x Potencia Instalada x Rendimiento de la instalación, poder ir probando distintas potencias hasta alcanzar un ratio de cobertura de demanda como el que pide el cliente. Con todo esto a partir de esa información y a partir de esa comparativa de ambas es posible ir seleccionando la potencia de la instalación que permita llegar a ese ratio energético objetivo para cumplir con los criterios demandados por el cliente y poder así proponerle un sistema al cliente que se adecue a las necesidades solicitadas por el cliente. Todos estos cálculos se hacen con herramientas de cálculo como Solar Monkey o PVCase.

5- Selección de los componentes: una vez dimensionada la potencia fotovoltaica óptima y, en caso de necesitar almacenamiento, la capacidad de las baterías, y en general la instalación fotovoltaica, se puede proceder a seleccionar el panel fotovoltaico, el inversor adecuado para las potencias, tensiones y corrientes del sistema, el cableado de la parte de DC, el cableado de la parte de AC y todas las protecciones.

6- Distribución eléctrica del array fotovoltaico y la distribución geométrica: una vez se ha seleccionado el tipo de placa solar que se va a instalar y el inversor y se conoce la información técnica de ambos, se puede proceder a realizar la distribución eléctrica del array fotovoltaico (dividir las placas solares en streams). También, llevar a cabo la distribución geométrica en función de la superficie disponible en el tejado teniendo en cuenta posibles sombras y elementos que puedan afectar al diseño geométrico de la instalación.

7- Preparación de una memoria técnica o informe técnico para entregarlo al cliente: consiste en recopilar toda la información de los cálculos llevados a cabo y resumirlos en un informe que se le pueda entregar al clienta para mostrarle que el sistema que se ha dimensionado se adecua correctamente a todas sus características. Finalmente, se elaboraría el presupuesto de la instalación fotovoltaica para entregársela al cliente.

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