Una vez que se le dice «sí» a la fotovoltaica, se abre un amplio abanico de nuevas preguntas que necesitan respuesta. ¿Qué es un inversor? ¿Quiero un sistema de almacenamiento en batería o usar la movilidad eléctrica en el futuro? Y, ¿cómo afecta esto al diseño de mi sistema fotovoltaico? ¿Cuántos kWp necesito para mi casa?
Mis colegas y yo ya hemos respondido a algunas de estas preguntas en nuestro blog, donde podrás averiguar, por ejemplo, qué inversor es el que mejor se ajusta a tus necesidades. Hoy queremos analizar la cuestión del diseño o dimensionado de los sistemas fotovoltaicos. En primer lugar, veamos qué significan abreviaturas como «kW» y «kWp» y cuál es su relación con el consumo doméstico de electricidad.
A continuación, te daremos consejos sobre cómo hacer un cálculo aproximado de tus necesidades de electricidad. Por último, pero no por ello menos importante, estudiaremos el número de módulos solares para tejado: ¿qué potencia puede generar cada uno de ellos y cuántos necesitas para tu sistema fotovoltaico?
Conceptos básicos de kW
Robert Reinbrech, experto en fotovoltaica de Fronius International, arroja luz sobre el confuso mundo de las abreviaturas: «La abreviatura kW es una unidad común para medir la potencia. Significa kilovatio y probablemente la conozcan todos los que cuentan con una conexión eléctrica«.
- El «kilovatio» es, por tanto, una unidad de potencia. Para ser precisos, un kW contiene 1000 vatios, pues «kilo» es una raíz griega que significa «mil».
- Entonces, ¿de dónde viene la «p» que aparece en las ofertas fotovoltaicas que te envía tu instalador? Se trata de la abreviatura de la palabra inglesa «peak», que se traduce como «pico».
Por tanto,«kWp» significa «kilovatio pico» y describe el rendimiento máximo del sistema fotovoltaico. - Pasemos ahora al «kWh» o kilovatio hora, que corresponde a la energía que un consumo con un kilovatio de potencia necesita en el transcurso de una hora. Por ejemplo, si utilizas un secador de pelo con una potencia constante de 1000 vatios (1 kW) durante una hora, consumirá un kWh de corriente. De manera similar sucede con la producción solar, solo que en este caso se genera energía en lugar de consumirse: un sistema fotovoltaico de 10 kWp puede generar 10 kWh por hora en los momentos de máxima producción y en condiciones óptimas de funcionamiento. Para ponerlo en perspectiva, esto es aproximadamente lo que consume un hogar medio de cuatro personas al día. La cantidad de corriente que fluye del tejado a la red doméstica en un instante determinado depende de muchos factores, como la irradiación solar, el sombreado y mucho más.
«Además, los operadores de red suelen registrar el consumo de energía mensual y anual en kWh en la factura», resume Reinbrech.
¿Cuántos kWh de corriente necesita mi hogar al año?
La cantidad de kilovatios hora que consume un hogar al año depende de una serie de factores. El más obvio es que, cuantos más inquilinos hay, más energía se necesita.
«La demanda individual de kWh puede variar mucho, en función de si se trata de una casa o un piso donde viven solo personas que trabajan, de si se carga un coche eléctrico o se utiliza una bomba de calor eléctrica«, explica Robert Reinbrech sobre la diferencia que marca el estilo de vida.
Además, al dimensionar el sistema fotovoltaico deben tenerse en cuenta tanto el calentamiento de agua como los sistemas de climatización existentes.
Si quieres saber cuánta electricidad consumes, la forma más rápida de averiguarlo es consultar tu factura anual más reciente. Mientras no hayan nacido hijos, llegado nuevos compañeros de piso, alguien se haya mudado o se hayan comprado nuevos consumos de gran tamaño, tu demanda energética no debería haber cambiado demasiado.
Si te has mudado recientemente, no tienes valores comparativos de años anteriores o deseas invertir en movilidad eléctrica o en una bomba de calor, tenemos la solución para estos casos. A continuación puedes calcular tus necesidades aproximadas (futuras) de energía.
Guía de cálculo del consumo de corriente
Para un cálculo aproximado, basta con utilizar el número de personas en la vivienda: Mientras que un hogar de una persona consume unos 1500 kWh al año, un hogar medio de cuatro personas consume más de 3500 kWh.
| Tamaño del hogar | Consumo medio de corriente al año |
|---|---|
| 1 persona | aprox. 1500-2000 kWh |
| 2 personas | aprox. 2000-2800 kWh |
| 3 personas | aprox. 2800-3500 kWh |
| 4 personas | aprox. 3500-4500 kWh |
| 5 personas | aprox. 4500-5500 kWh |
¿Cómo se puede determinar el tamaño del sistema fotovoltaico a partir de estos datos básicos? En general, puede decirse que cada kWp de un sistema fotovoltaico genera unos 1000 kWh al año. Es decir: una persona que viva sola podría producir su propia demanda anual de electricidad con un sistema de 1,5 kWp, siempre y cuando las condiciones sean ideales y toda la energía generada se consuma sin pérdidas. Un hogar medio de cuatro personas podría satisfacer su consumo con un sistema de 4,5 kWp, si se dan las mismas condiciones.
Reinbrech aconseja: «Merece la pena invertir en unos cuantos kWp más para lograr el mayor grado posible de independencia, incluso durante los picos de consumo y los meses con menos luz del año«.
Movilidad y calor gracias a la fotovoltaica: Plan para coche eléctrico y bomba de calor
Las cifras mencionadas en el párrafo anterior no incluyen las bombas de calor, el sistema de climatización ni los coches eléctricos. Dado que estos consumos son a veces los que más energía gastan de todo el edificio, no se deben ignorar en la planificación del sistema fotovoltaico. En primer lugar, el consumo de los dispositivos que se mencionan a continuación depende en gran medida del patrón de uso individual. En términos generales:
- Movilidad eléctrica: un coche eléctrico medio con un consumo de 15 kWh cada 100 kilómetros gasta unos 2000 kWh con un kilometraje anual de 13 000 km.
Nota: Esto implica añadir 2 kWp al diseño del sistema fotovoltaico. - Bomba de calor: este cálculo es más complejo que el anterior. Las bombas de calor de aire, por ejemplo, consumen significativamente más corriente que las que funcionan con calor del suelo o de aguas subterráneas. Además, el tamaño y la clase de eficiencia energética de la propiedad desempeñan un papel clave. Tomemos como ejemplo una casa unifamiliar con una superficie habitable de 120 m² y una demanda de calefacción de 100 kWh/m², que equivale a 12 000 kWh al año. Como no se utiliza la calefacción durante todo el año, calculamos que nuestro consumo anual de corriente oscila entre 2400 y 4300 kWh.
Esto supone una media de 3,5 kWp adicionales para el sistema fotovoltaico. - Sistema de climatización: cuando se trata de la climatización de estancias, conviene distinguir entre las unidades split fijas y las unidades portátiles de aire acondicionado. Estas últimas son mucho menos eficientes y gastan más corriente. El consumo energético puede calcularse fácilmente multiplicando la potencia del sistema de climatización por el número de horas de funcionamiento al año. Si se utiliza 300 horas al año y se trata de un dispositivo potente de unos 5 kW, la demanda sería de 1500 kWh.
Esto supone una media de 1,5 kWp adicionales para el sistema fotovoltaico.
Si suponemos un hogar con cuatro personas que incluye un coche eléctrico, una bomba de calor y un sistema de climatización, este necesitará un sistema fotovoltaico de 11,5 kWp para cubrir la demanda anual de corriente con energía solar autogenerada. Cabe destacar que la mayoría de las familias consumen menos electricidad que nuestro ejemplo. Solo en contadas ocasiones se dispone tanto de una bomba de calor como de un sistema de climatización propio.
La clave está en los módulos solares
El ejemplo de cálculo anterior permite estimar de manera aproximada el consumo anual de corriente. ¿Qué conclusiones puedes sacar de esto y cuántos módulos solares necesitarías para cubrir tu consumo de kilovatios hora?
La respuesta a esta pregunta depende ante todo de la potencia de los módulos solares seleccionados. Reinbrech lo explica: «Un módulo moderno tiene hoy una potencia de entre 400 y 500 Wp. Esto quiere decir que cada módulo genera entre 300 y 500 kWh de energía fotovoltaica al año. Como regla general, tres módulos solares de 400 Wp suministran algo más de 1000 kilovatios hora al año. Esto significa que un sistema de 10 kWp tendría unos 25 módulos fotovoltaicos».
Puedes consultar el número aproximado de módulos necesarios para obtener la potencia deseada en la siguiente tabla:
| Rendimiento de la instalación | Módulos requeridos (redondeados) |
|---|---|
| 1 kWp | 3 |
| 2 kWp | 5 |
| 3 kWp | 8 |
| 4 kWp | 10 |
| 5 kWp | 13 |
| 6 kWp | 15 |
| 7 kWp | 18 |
| 8 kWp | 20 |
| 9 kWp | 23 |
| 10 kWp | 25 |
| 11 kWp | 28 |
| 12 kWp | 30 |
| 13 kWp | 33 |
| 14 kWp | 35 |
| 15 kWp | 38 |
_
Recuerda: estos valores solo se alcanzan si las circunstancias son óptimas. Además de la orientación de los módulos y su calidad, las condiciones meteorológicas predominantes tienen una influencia decisiva en el rendimiento de todo el sistema fotovoltaico. «Está claro que en invierno y en regiones de mayor latitud se genera menos energía. Si además hay zonas sombreadas en el tejado, por ejemplo, debido a edificios, árboles, postes o chimeneas, el rendimiento de los módulos afectados se reduce considerablemente», afirma el experto de Fronius Solar, señalando los factores que pueden reducir el rendimiento.
¿Cuánta superficie de techo se necesita?
Un módulo fotovoltaico mide aproximadamente 1,7 m², por lo que necesita un espacio de 5 m² por kWp. Esto significa que basta un tejado relativamente pequeño, con una superficie de 25 m², para una instalación de 5 kWp. Sin embargo, si se desea generar 12 kWp o más, se necesitarían más de 60 m². Esto constituye una proporción considerable para una casa promedio, cuyo techo mide unos 100 m².
El experto en fotovoltaica explica: «Los propietarios no deben olvidar restar las claraboyas y chimeneas de la superficie total». Asimismo, para obtener el máximo rendimiento, también debe prestarse atención a las sombras mencionadas anteriormente.
Conclusión
«kWp» significa «kilovatio pico» y describe la producción máxima de un sistema fotovoltaico. Por cada 1000 kWh de consumo anual, deberá planificarse 1 kWp de módulos solares.
A la hora de dimensionar el sistema, conviene tomar como referencia la demanda energética de años anteriores. Por ejemplo, si esta es de 4500 kWh, optar por un sistema de 4,5 kWp sería una solución rentable. Antes de tomar la decisión final de compra, pregúntate si quieres tener un coche eléctrico en el futuro o una bomba de calor para calentar tu vivienda. Para consumos de este tipo, tiene sentido añadir 2-3 kWp al tamaño de la instalación.
Asimismo, necesitarás 5 m² de tejado por cada kWp de potencia. Por tanto, un sistema fotovoltaico potente de 10 kWp ocupará al menos 50 m².
Otro factor relevante a la hora de dimensionar un sistema fotovoltaico que no hemos tratado en este artículo es el sistema de almacenamiento de energía. En uno de los próximos artículos de nuestro blog descubrirás cómo puedes añadirlo a tu instalación y qué capacidad de almacenamiento es adecuada para tu hogar.
