Para determinar la cantidad de energía que el sistema fotovoltaico conectado a la red podrá producir anualmente, será necesario diseñarlo e instalarlo. Usemos el techo de una casa de 60 m2 como ejemplo para nuestros cálculos.
Bastará con que cada techo familiar mida 60 metros cuadrados. ¿Cuánta potencia se puede instalar en un techo de 60 metros cuadrados? ¿Hay suficientes paneles para generar la energía necesaria cada día para alimentar un hogar?
Un sistema de energía solar doméstico generalmente utiliza paneles de silicio monocristalino o policristalino. En general, están clasificados a 36V 280W con 1.8 m2 de superficie por panel. Hay conexiones en paralelo y en serie entre cada panel solar. Durante la instalación, se debe seleccionar el ángulo de inclinación y la dirección de iluminación correctos. Además, cada grupo de paneles solares debe estar separado por cierta distancia para evitar apilamientos y sombras mutuas. Por el momento, se recomienda reservar un pasillo para facilitar la limpieza y el mantenimiento del conjunto de paneles solares. Las disposiciones recomendadas para los paneles solares son las siguientes: debe haber 20 espacios para paneles solares en un techo de 60 m2. Hay un total de 36 módulos fotovoltaicos, y su área es de 36 metros cuadrados. La capacidad instalada de los módulos fotovoltaicos es de 5.6 kW.
¿Cuál es la energía que producen los paneles solares cada día? La eficiencia de un panel solar para convertir fotones en electricidad depende principalmente de la cantidad de sol que recibe, la duración de la luz solar durante el día y su ángulo de montaje.
Cuando se cumplen las condiciones estándar de prueba, la eficiencia de conversión fotoeléctrica de un panel solar se mide comparando la potencia máxima de salida que puede producir el panel con la potencia solar que incide sobre él. La eficiencia de conversión fotoeléctrica de los módulos de células de silicio policristalino y monocristalino suele ser no menor al 15.5% y 16.5%, respectivamente.
Por lo tanto, bajo condiciones estándar de luz solar (1000W/m2), el conjunto solar tiene una potencia real de salida de 5.6kW/0.16=3.5kW. Se puede generar energía solar de 21 kWh en un día si se consideran las 6 horas óptimas (10:00-16:00) para calcular el tiempo efectivo de generación solar. Según este cálculo, genera 5040 kWh de energía fotovoltaica si se incluyen 240 días al año (20 días por mes de generación solar efectiva).
Para realizar este cálculo, deben cumplirse condiciones ideales. Además del tipo, instalación y mantenimiento de los kits solares como soportes, inversores solares y otros componentes, la energía real generada por un sistema solar también se ve afectada por la temperatura, el clima y otros factores.
Para que el sistema solar funcione, el soporte para los paneles es esencial. Los sistemas fotovoltaicos deben instalarse en estructuras de techo con alta capacidad de carga. Si la casa no cumple con las especificaciones, el soporte debe reforzarse para proteger a los residentes y a los niños. Además, antes de la instalación del soporte, se debe mantener la impermeabilización y el recubrimiento del techo. También, los árboles y edificios que rodean la casa pueden afectar directamente la eficiencia y el tiempo efectivo en que los paneles solares reciben y convierten la energía solar.
Los sistemas de energía solar se conectan a la red con corriente alterna trifásica de 380V/400V/415V/440V/460V/480V o monofásica de 110V/120V/220V/230V/240V. Los inversores ideales para una red monofásica suelen ser de 1kW, 3kW y 5kW. Para maximizar el rendimiento de los inversores conectados a la red, los inversores trifásicos deben ser superiores a 10kW.
