PRELIMINARES

Si está leyendo esto, es posible que se encuentre ante un mar de dudas. Sea cual sea el motivo por el que se ha decidido a instalar paneles fotovoltaicos, con este tutorial le queremos ayudar a elegir correctamente los elementos que va a necesitar; además le orientaremos para que su instalación tenga el mayor rendimiento o el que mejor se ajuste a sus necesidades.
En primer lugar debe tener en cuenta el objetivo de su instalación. Las respuestas a la pregunta, “¿para qué voy a usar la electricidad producida?”, pueden ser múltiples, desde una instalación para autoconsumo (ahorrando un buena cantidad de dinero todos los meses en su factura de la luz) hasta un complejo sistema de riego automatizado para una explotación agrícola.
En cualquier caso, siempre debe tener en cuenta que va a necesitar espacio suficiente para colocar las placas y que éstas tienen que estar orientadas al sur. Los paneles se podrán colocar tanto sobre un tejado o cubierta, como sobre una estructura, en función del espacio disponible.

INCLINACIÓN DE LAS PLACAS

Antes de ponerse a hacer los cálculos para saber cuánta potencia va a necesitar, debe plantearse cuándo quiere que las placas den mayor rendimiento. La razón de esto es muy sencilla ya que como sabrá la elevación del sol es distinta según la época del año (y la latitud en la que se encuentre su ubicación).
Hay un sencillo cálculo, según el cual, si quiere una mayor producción en invierno la inclinación de las placas debe ser igual a la latitud en la que se encuentre su ubicación más 18°; por el contrario si quiere una mayor producción en verano debe restarle esa misma cantidad de grados a su latitud.
El cálculo de la inclinación de nuestras placas no es muy complicado, pero en general, se acepta (para España) que la inclinación de los paneles sea de 20º para verano y de 45º para invierno. También es habitual que la inclinación sea de 30º para promediar el rendimiento a lo largo del año. Independientemente de esto, la decisión la deberá tomar usted, pero por comodidad a la hora de conseguir las piezas para soportar las placas, tenga en consideración estos valores.

TIPO Y NÚMERO DE PLACAS

Necesitará saber cuántas placas tiene que poner para que se cumplan sus necesidades energéticas. Un error muy común que se suele cometer a la hora de elegir el número de placas necesarias es pensar que las placas siempre van a producir la misma energía. Al leer la placa de características de un panel fotovoltaico podemos ver la potencia nominal de las mismas, que es la potencia que daría ese panel a máxima producción, pero usted ya sabrá que la máxima producción solo se dará bajo ciertas condiciones. En el mejor de los casos esas condiciones se darán durante una cantidad de horas muy concretas (dependiendo de la inclinación de las placas) según la época del año. Además, influyen otros aspectos como son la temperatura, el grado de suciedad, la longitud y sección del cableado, etc.
Pero tranquilo, no se ponga nervioso, la solución es sencilla y tiene nombre propio: sobredimensionar. Esto no es más que añadir una cantidad de potencia en placas instaladas. Lo recomendable sería añadir un 20% adicional a la potencia calculada.
Ahora que ya sabe cuánta potencia va a necesitar y para qué va a utilizar la electricidad producida, podrá elegir el tipo de placas. En este punto, puede usted comenzar a leer las innumerables características de todos y cada uno de los modelos y fabricantes, tomando una decisión meditada, o bien, fiarse de lo que le cuentan, encomendándose a la “suerte” para que todo vaya bien.
Como en todo, también dispone de una solución intermedia, que consiste en fijarse únicamente en los detalles más relevantes.
Comprobará que la tensión de las placas varía de un modelo a otro. Lo más común es que encuentre paneles de 12 y 24V. Y de nuevo lo más común es que los paneles de 12V sean de 36 células y los de 24V de 60 y 72 células.
Simplificando, se podría decir que la célula es la unidad mínima de la que está construida una placa.
También simplificando, se podría decir que en la mayoría de las aplicaciones, la mejor opción es escoger paneles de 60 células.

CÁLCULO DE POTENCIA

Para ser claros, no es la potencia lo que nos interesa, sino la energía, pero están relacionadas de una manera muy sencilla; en este apartado haremos referencia solo a la potencia, pero mantenga esta idea en su mente para más adelante. En este apartado solo necesitará tomar unas pocas notas.
Suponga que quiere hacer funcionar un aparato que tiene (como máximo) una potencia de 100 W. Según lo expuesto en el apartado anterior necesitará como mínimo una placa con una potencia de 120 W.
A simple vista es bastante sencillo, solo tiene que sumar el total de la potencia que estime que va a necesitar y el resultado de la suma multiplicarlo por 1,20. Pero, teniendo siempre en cuenta que esta regla funcionará solo los días soleados (en algunas partes de España esto no será un inconveniente la mayor parte del año).
¿Qué pasa entonces si quiero usar la energía producida de noche o con cielos nublados?
Muy fácil, tendrá que instalar baterías y calcular la energía que va a necesitar (salvo en el caso de una instalación de autoconsumo).

CÁLCULO DE ENERGÍA

En esta sección mostraré los cálculos necesarios para la elección de la batería, si no tiene pensado usar baterías pase al siguiente apartado.
La energía que va a necesitar se calcula multiplicando la potencia por el tiempo que se va a estar usando esa potencia. Las unidades de energía son vatiosxhora (Wh). De nuevo los cálculos son bastante sencillos.
Supongamos que quiere tener los siguientes dispositivos funcionando:
  • 3 bombillas LED de alta intensidad (20W) durante 6 horas al día
  • 1 TV LED (150W) durante 3 horas al dia
En total las bombillas tienen una potencia de 60 W que a lo largo de 6 horas diarias consumirán un total de 360 Wh. El televisor, con 150W y 3 horas de uso, consumirá diariamente un total de 450 Wh.
Atendiendo solo a la potencia (60+150 W)*1,20=252 W, con una placa de 260 W tendríamos suficiente la mayor parte del año.
 
INSTALACIÓN MODULAR Y AMPLIABLE

Hay un detalle muy importante que debe tener en cuenta sobre cualquier instalación fotovoltaica, la modularidad.
Esto no es más que la posibilidad de ir añadiendo elementos a la instalación o incluso aumentarla, de ahí que también sea ampliable.
Pero para no invertir dinero en aparatos que no le valgan con posterioridad, hágase una simple pregunta, ¿lo que necesito hoy es lo que necesitaré dentro de algún tiempo?
Ahorrarse una pequeña cantidad de dinero en una compra actual, puede costarle mucho más en una compra en un futuro inmediato. Si lo que va a hacer es ir comprando “las piezas” para su instalación de forma gradual, tenga muy presente como quiere que quede todo al final, cuando ya lo tenga todo. Así se evitará sorpresas.

REGULADOR

Ya tiene usted todas las placas instaladas y cableadas. Fuera luce un espléndido día con un sol radiante. ¿Y ahora qué?
La respuesta no es única, ya que dependerá de lo que quiera hacer funcionar con la electricidad producida. Como sabrá las placas producen una corriente continua que puede ser utilizada por multitud de aparatos, por poner unos ejemplos, una bomba de continua o iluminación LED.
Pero, ahora se estará preguntando qué ocurre con esa electricidad producida, si como se ha dicho, dependerá de múltiples factores, como la hora del día, la época del año, la limpieza de las placas, etc.
Efectivamente, la electricidad producida no es siempre la misma, variará en tensión y corriente. Aunque pequeñas variaciones podrían ser aceptables, lo mejor será instalar un regulador que se encargará de darnos una salida estable y además nos será indispensable si queremos tener baterías, ahora o en el futuro.
Ahora tendrá que decidir el tipo de regulador que va a necesitar. En las páginas de productos de nuestra tienda online podrá encontrar breves tutoriales que le orientaran para elegir el que mejor se adapte a sus necesidades. En un intento de hacer la lectura lo más sencilla posible, la elección se basará en dos simples criterios:
  • Si va a cargar baterías y tiene placas de 36 células elija el regulador PWM, en caso contrario la mejor opción es el MPPT
  • La intensidad del regulador será igual al cociente entre la potencia necesaria y la tensión de las placas
Si además, lo que quiere es alimentar aparatos domésticos convencionales que funcionan con corriente alterna a 230 V, va a necesitar un inversor.

INVERSOR 

El inversor se va a encargar de convertir la corriente continua producida por sus placas (12V, 24V, etc.) en corriente alterna a 230 V (en el caso de monofásica). Hay una serie de modelos de inversores entre los que tendrá que elegir, pero lo primero en lo que debe fijarse es en la potencia que son capaces de suministrar.
Como usted ya ha calculado la potencia que van a consumir sus aparatos, la elección del modelo es muy sencilla. Además no tendrá que tener en cuenta nada más, ya que tiene sus cálculos sobredimensionados.
Pero, ¿son todos los inversores iguales?
No, dependerá del tipo de onda de salida.
No se agobie, sin entrar en detalles técnicos la elección es mucho más sencilla de lo que parece. Si lo que quiere es alimentar aparatos eléctricos sencillos no tiene que preocuparse por elegir ningún modelo en concreto. Por el contrario, si va a usar aparatos electrónicos, lo mejor es no arriesgarse y poner un inversor de onda pura (que es lo más parecido a la electricidad de la red eléctrica de cualquier hogar).
En cualquier caso, el ahorro de dinero en este aparato es mínimo y no justifica el instalar uno que no sea de onda pura, sobre todo en previsión de que en un futuro vaya a necesitar usar aparatos electrónicos en su instalación.
Como se ha comentado, una instalación fotovoltaica es modular, así que, si decide que más adelante quiere instalar baterías, lo mejor es que se plantee el uso de un inversor-cargador. Con este aparato, además de obtener corriente alterna, lo que conseguirá es mantener sus baterías cargadas para cuando las necesite.

INVERSOR CON CONEXIÓN A RED (AUTOCONSUMO)

Si ha decidido poner una instalación de autoconsumo, va a necesitar un inversor con conexión a red. Estos aparatos se encargan de inyectar a la red eléctrica el exceso de producción de sus placas (aquello que no está consumiendo).
Este tipo de instalaciones necesitan “papeleo” para legalizarlas y su puesta en funcionamiento es mejor que la lleve a cabo personal especializado, pero aparte de esto, debe ser usted quien decida la potencia de los mismos.

ELECCIÓN DE LA BATERÍA

En el apartado anterior con el nombre de “cálculo de energía”, usted calculó las necesidades de energía que tendrá su instalación solar. Con ese valor podrá decidir la “potencia” de la batería que necesita, pero antes piense en lo siguiente: en el mercado hay una gran variedad de tecnologías de baterías, cada una con sus ventajas e inconvenientes; lo habitual será que se acoja al criterio económico a la hora de elegir las baterías, pero tenga en cuenta la siguiente norma, cuánto más barata sea la batería menos tiempo de vida útil tendrá.
Las baterías son el elemento más “delicado” de una instalación fotovoltaica, por lo que tendrá que cuidarlas para que su vida útil se alargue lo máximo posible. Si lo que va a usar (aquellos aparatos que van a alimentarse con la batería) son solo pequeños aparatos y de manera muy espaciada en el tiempo, le interesa adquirir los modelos más económicos como son las baterías monoblock. Por el contrario si su instalación va a contar con aparatos con un gran consumo, el uso que le va a dar es más regular o si los aparatos tienen arranques frecuentes con un pico de consumo (v.g. frigoríficos), debe plantearse adquirir otras tecnologías como baterías de gel o AGM.
En la sección de baterías de nuestra tienda online podrá leer más al respecto de cada una de las tecnologías de las que dispone, así podrá tomar una decisión más meditada, pero si simplemente quiere poner las baterías sin más quebraderos de cabeza, este tipo de baterías son la mejor opción, ya que no necesitan mantenimiento, soportan bien picos de demanda de corriente así como descargas mayores y su vida útil por extensión es mucho más larga; por todo esto, aunque su precio sea mayor a la larga salen más rentables.
En último lugar se encuentran las baterías estacionarias, que por simplicidad podríamos decir que son la solución para profesionales o para aquellas personas que le van a dar un uso diario e intenso a su instalación solar.
Volviendo a la “capacidad” de la batería a elegir, como ya se ha dicho, usted sabe ya cuanta energía va a necesitar (en vatios·hora). Observará que la capacidad de la batería viene expresada con referencia a un marco horario (C100, C90, C10, etc.).
Supongamos que usted adquiere una batería de 12V con una capacidad de 100 Ah C100. Esto significa que la batería es capaz de ofrecer una corriente de 1A durante 100 horas hasta que se agote totalmente, por lo tanto ofrece una energía de 1 Ah, que multiplicado por la tensión de la batería, da como resultado un total de 12 Wh. No se asuste, esto no significa que tenga que comprar 40 baterías para que sus aparatos funcionen, tan solo que con una batería no podrá alimentar su instalación por más de unos cuantos minutos.
Lo que debe hacer es fijarse en el valor de la capacidad para un marco horario más ajustado al uso dentro de un día (C10). El valor será evidentemente menor que el anterior. Supongamos que el valor de C10 es de 80 Ah. Haciendo los mismos cálculos que antes obtendrá 96 Wh.
En función del tipo de batería que adquiera, podrá descargar más o menos la batería. Para las baterías monoblock es aconsejable que nunca se descarguen por debajo del 80% de su carga total, mientras que las baterías AGM y Gel permiten descargas mayores, aunque también es aconsejable no superar el 50% de su carga total. De esta manera se alarga la vida útil de todas ellas.
Esto quiere decir que con las baterías monoblock dispondrá de unas dos horas de uso a 96 Wh, mientras que con los otros modelos podrá usarlas durante unas cinco horas a ese nivel de descarga.
Recuerde que la supuesta instalación que hemos usado como ejemplo, con todos los aparatos funcionando a la vez, tiene un consumo de 210 Wh. Adquiriendo tres baterías AGM de 80 Ah C10, podrá tener todos sus aparatos funcionando durante el tiempo previsto (3 horas para la televisión y 6 horas para la iluminación). El consumo total diario era de 810 Wh y sus tres baterías pueden ofrecerle (96*3*5) 1440 Wh.

CUIDADOS Y PUESTA A PUNTO

Exceptuando las baterías tradicionales que necesitarán mantenimiento (lea la entrada de nuestro blog sobre los cuidados de las baterías tradicionales), el resto de la instalación no necesita de muchos cuidados.
Solo deberá tener la previsión de comprobar periódicamente que todo funciona correctamente. Afortunadamente la mayoría de los aparatos vienen con pequeñas pantallas donde nos informan de los detalles más importantes. En concreto, deberá revisar la pantalla del regulador, donde se le informa del estado de las baterías.
Con respecto a las placas, es aconsejable que les eche un vistazo de cuando en cuando para comprobar que no se encuentran muy sucias y en especial tenga cuidado con los excrementos de aves e intente retirarlos cada vez que haga la inspección. La suciedad afecta levemente al rendimiento de las placas, pero depósitos como los excrementos de aves pueden provocar lo que se conoce como “puntos calientes” que a la larga acaban deteriorando la placa, provocando que tenga que sustituirla para que todo vuelva a funcionar correctamente (según los cálculos que usted había realizado).