Hay dos modalidades de conexión a red:

– El usuario sigue comprando la electricidad que consume a la distribuidora al precio establecido y además es propietario de una instalación generadora de electricidad que puede facturar los kWh producidos a un precio superior.

– En el Autoconsumo o “Net Metering” el sistema podrá inyectar energía en la red cuando su producción supere al autoconsumo, y extraer energía de ella en caso contrario.

Una instalación de 1,5 kWp ocupa unos de 22 m2 de cubierta (12 m2 de superficie neta de módulos) y volcará a la red tanta energía como la consumida por una pequeña vivienda a lo largo del año.

La estimación de la energía producida por un sistema fotovoltaico conectado a red que realizaremos es una predicción simple que consiste en la mera multiplicación de un valor de irradiación por otro de potencia pico que suele conducir a estimaciones alejadas del comportamiento real del sistema.

Una aproximación a cálculos más exactos debería contemplar distintos factores que influyen en el proceso de generación de energía útil (emplazamiento del generador fotovoltaico, variaciones de temperatura, sombras, potencia máxima disponible, fenómenos de segundo orden, características del inversor, etc.).

Cualquiera sea el procedimiento adoptado deberíamos intentar conjugar sencillez con precisión.

A la hora de calcular un sistema fotovoltaico conectado a red se deben tener en cuenta los siguientes condicionantes:

1- Potencia nominal de la instalación (kWp)

En la práctica se establecerá en función de la superficie disponible, de la inversión a realizar y de la cantidad de energía eléctrica solar que se pretende generar.

Determinada la potencia del módulo a utilizar Wm, la multiplicamos por la cantidad de módulos a instalar Nm para obtener la potencia nominal pico de la instalación Pmp:

Wm . Nm = Pmp

2- Energía eléctrica a generar

La energía que podría ser obtenida para cada mes se puede calcular mediante la siguiente expresión:

Em = km . Hm . Pmp . PR . nm / GCEM

Donde:

Em es la producción de energía solar del mes m en kWh.

km es el factor de corrección a aplicar por inclinación de los módulos para el mes m (se puede acceder a sus valores para hemisferio norte en tablas Censolar y en http://www.cleanergysolar.com/2011/09/15/tutorial-tablas-factor-de-correccion-de-k/) de acuerdo con la latitud de la localización de la instalación.

Hm es la energía en kWh que incide sobre un metro cuadrado de superficie horizontal en un día medio del mes m. De la tabla correspondiente se obtiene el valor en MJ/m2 (mega julios / m2). Hay que realizar la conversión y expresarlo en kWh/m2.

Para obtener la radiación media diaria de cada mes expresada en MJ/m2 en cualquier lugar del mundo podemos consultar Opensolar DB.

La irradiación diaria media mensual puede también obtenerse de bases de datos de reconocido prestigio como la NASA http://eosweb.larc.nasa.gov/sse o Joint Research Center [JRC], http://sunbird.jrc.it/pvgis/pv/imaps/imaps.htm Institute for Environment and Sustainable Renewable Energies, Ispra (Italy).

Para realizar la conversión de MJ a Wh ó kWh nos valemos de la siguiente equivalencia:

1 MJ = 106 J = 0,277 kWh = 277,77 Wh

Pmp es la potencia pico del campo generador expresada en Kwp.

PR es el factor de rendimiento energético de la instalación o performance ratio definido como la eficiencia de la instalación en condiciones reales de trabajo. En la práctica se suele tomar PR = 0,8

nm es el número de días del mes considerado.

GCEM = 1kW/m2 CEM significa Condiciones Estándar de Medida utilizadas universalmente para caracterizar generadores solares, que como ya hemos visto equivalen a: Irradiancia solar: 1000 W/m2; Distribución espectral: AM 1,5 G; Temperatura de célula: 25 °C.

La estimación de la energía inyectada anualmente a la red se obtendrá sumando los valores de energía Em de cada uno de los doce meses del año.

El elemento clave en un sistema conectado a red es el inversor, que se encarga de que el acoplamiento circuito de módulos-red sea perfecto, seguro y eficiente.

Este contenido fue extraído del Manual Técnico Comercial de Energía Solar Fotovoltaica y forma parte del e-learning Solar.

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