Cómo se dimensiona la instalación
Todo parte de la energía diaria: los vatios de cada carga por las horas que funciona. Las cargas que pasan por el inversor cuentan algo más por sus pérdidas, y su consumo en vacío se acumula durante las 24 horas. La batería debe cubrir esa energía durante los días sin sol que elijas, usando solo la parte de su capacidad que puede entregar sin dañarse. Los paneles deben devolver la misma energía en un día medio del peor mes, descontadas las pérdidas.
E_día = Σ (W × h) + cargas CA ÷ rendimiento del inversor + consumo en vacío × 24 h batería = E_día × días de autonomía ÷ profundidad utilizable (Wh, luego ÷ V para los Ah) paneles = E_día ÷ rendimiento de carga ÷ (horas de sol × (1 − pérdidas) × factor del regulador) × (1 + margen) MPPT = vatios de los paneles ÷ tensión de la batería (A)
Las horas de sol pico: el dato que más importa
Las horas de sol pico son la energía solar diaria sobre el panel expresada en horas de sol pleno a 1000 W/m². 3 horas de sol pico significan que el panel recoge tanto como en 3 horas a su irradiancia nominal, repartidas a lo largo del día. El valor cambia mucho con la estación y la latitud: en invierno puede bajar de 2 horas en el centro y el norte de Europa, mientras que en verano suele llegar a 5 o 6.
Dimensiona para el peor mes que la instalación deba cubrir. Para una cabaña que se usa en verano puede ser septiembre; para una estación de sensores que debe funcionar todo el año, diciembre. PVGIS, de la Comisión Europea, y PVWatts, del Departamento de Energía de Estados Unidos, cubren casi todo el mundo y dan los valores mensuales para tu ubicación y la inclinación de tu panel.
LiFePO4 o plomo
Una batería LiFePO4 puede entregar el 80 % o más de su capacidad nominal durante miles de ciclos, mientras que las baterías de plomo duran mucho más si rara vez bajan del 50 %. Por eso un banco de plomo necesita una capacidad nominal de más o menos 1,6 veces la de un banco LiFePO4 para la misma energía utilizable. El plomo conserva dos ventajas: cuesta menos al principio y se puede cargar bajo cero, algo que las LiFePO4 no pueden hacer.
MPPT o PWM
Un regulador PWM conecta el panel directamente a la batería, así que un panel de 36 células trabaja a unos 13 V en lugar de los 18 V de su punto de máxima potencia y puede perder hasta una cuarta parte de su producción. Un regulador MPPT convierte la tensión más alta del panel a la de la batería y conserva casi toda la energía. El PWM sigue valiendo para un solo panel pequeño; por encima de unos 200 W, o con paneles de 60 y 72 células, el MPPT se amortiza.
Consumo típico de las cargas más habituales
| Carga | Potencia | Horas al día | Energía al día | Alimentación |
|---|---|---|---|---|
| Router 4G | 6 W | 24 h | 144 Wh | CC |
| Cámara IP | 4 W | 24 h | 96 Wh | CC |
| Luz LED | 5 W | 4 h | 20 Wh | CC |
| Raspberry Pi 4 | 3,5 W | 24 h | 84 Wh | CC |
| Placa ESP32, WiFi siempre encendido | 0,5 W | 24 h | 12 Wh | CC |
| Gateway LoRaWAN | 4 W | 24 h | 96 Wh | CC |
| Nevera de compresor 12 V (media) | 15 W | 24 h | 360 Wh | CC |
| Bomba de agua 12 V | 60 W | 0,5 h | 30 Wh | CC |
| Carga del móvil | 10 W | 2 h | 20 Wh | CC |
| Cargador del portátil | 45 W | 3 h | 135 Wh | CA (inversor) |
| Router WiFi con su adaptador de corriente | 8 W | 24 h | 192 Wh | CA (inversor) |
| Televisor | 40 W | 3 h | 120 Wh | CA (inversor) |
Valores típicos. Lee la etiqueta de tus aparatos o mídelos con un medidor de potencia en continua, porque el consumo varía mucho de un modelo a otro.
Preguntas frecuentes
¿Cuántos paneles solares necesito para mis cargas?
Suma los vatios hora diarios de tus cargas y divídelos por las horas de sol pico del peor mes que quieras cubrir; luego cuenta alrededor de un 20 % de pérdidas y algo de margen. Por ejemplo, 260 Wh al día con 3 horas de sol necesitan unos 150 W de paneles con un regulador MPPT, es decir, en la práctica dos paneles de 100 W.
¿Qué tamaño debe tener la batería de una instalación aislada?
Multiplica tu consumo diario por los días de autonomía que quieras y divide por la profundidad de descarga utilizable. 260 Wh al día durante 2 días con una LiFePO4 al 80 % utilizable necesitan 650 Wh, unos 54 Ah a 12 V. La misma instalación con una batería de plomo al 50 % necesita unos 87 Ah.
¿Es mejor un regulador de carga MPPT o PWM?
MPPT para casi todas las instalaciones: puede obtener hasta una cuarta parte más de energía de los mismos paneles, y también funciona con paneles de tensión más alta, siempre que se mantengan dentro del límite de entrada del regulador. El PWM solo tiene sentido para un único panel pequeño de 36 células con una batería de 12 V, donde el precio más bajo compensa la energía perdida.
¿Qué son las horas de sol pico?
Son la energía solar diaria sobre el panel, en kWh por metro cuadrado, expresada en horas de sol pleno a 1000 W/m². Dependen de la ubicación, la estación y la inclinación del panel, y son el dato más importante para dimensionar los paneles.
¿Por qué el inversor consume tanta energía?
Un inversor consume mientras está encendido, aunque no tenga nada conectado. Uno pequeño de 8 W gasta 192 Wh al día, que pueden superar a las cargas que alimenta. Alimenta las cargas pequeñas en continua con adaptadores de 12 V y apaga el inversor cuando no lo necesites.
¿Puedo usar una batería de 24 V en lugar de 12 V?
Sí, y a partir de 1 kW más o menos de paneles o de inversor es la mejor opción: la corriente se reduce a la mitad, así que los cables, los fusibles y el regulador pueden ser más pequeños. La energía en vatios hora es la misma, así que una batería de 24 V necesita la mitad de amperios hora que una de 12 V.