Explicación del vataje y la salida del panel solar

La potencia nominal de un panel solar indica su producción de electricidad cuando se prueba en condiciones ideales de laboratorio. En las instalaciones de la vida real, la potencia real del panel solar depende de factores externos como la luz solar y la temperatura ambiente.

La potencia nominal especificada por el fabricante del panel puede darle una idea de cuánta electricidad puede esperar generar. En este artículo, nosotros, en el equipo de Guides Home, explicamos la potencia del panel solar, cómo calcular la cantidad de paneles solares que necesitaría para alimentar su hogar y lo que es probable que pague.

Con las condiciones de luz solar de un lugar determinado, los paneles solares con una potencia nominal más alta producen más kilovatios-hora (kWh) de electricidad por año que los paneles con una potencia nominal más baja. Para tener una idea de cuánta energía pueden producir los paneles solares en su ubicación, puede utilizar el Atlas Solar Global del Banco Mundial.

Como puede ver en el atlas, los estados del oeste como California y Arizona disfrutan de muchas más horas de sol al año que los estados del noreste como Nueva York y Massachusetts. Sin embargo, existen condiciones favorables para los paneles solares en todo EE. UU.

Suponiendo que tenga un sitio con un sol decente y sin sombra, cada kilovatio de capacidad solar puede generar más de 1400 kWh por año. La siguiente tabla resume cuánto puede esperar generar con diferentes capacidades del sistema:

Con un valor de PVOUT más alto, las cifras de la tabla anterior aumentan en consecuencia. Por ejemplo, si vive en un lugar soleado donde el Global Solar Atlas muestra 1700 kWh/kWp, un sistema de 6 kW produciría 10 200 kWh/año.

La producción de electricidad de los módulos fotovoltaicos depende de la luz solar directa que llega a su superficie. Es por eso que la productividad de los paneles solares es mayor en lugares soleados y menor en condiciones de clima nublado o en lugares donde la sombra excesiva proviene de los edificios circundantes. En condiciones idénticas de luz solar y temperatura, la producción de energía de los paneles solares depende de su eficiencia.

Analicemos los factores principales que determinan la cantidad de electricidad generada por los paneles solares.

La eficiencia del panel solar puede oscilar entre menos del 10 % y más del 20 %. La clasificación de eficiencia es simplemente la cantidad de luz solar que se convierte en electricidad cuando el panel se prueba en condiciones ideales en un laboratorio. A partir de 2023, los paneles solares más eficientes disponibles en el mercado oscilan entre el 20,60 % y el 22,80 %, con los paneles SunPower en la parte superior de la clasificación de eficiencia.

En las instalaciones reales, la eficiencia de los paneles solares se ve afectada por factores como la acumulación de polvo y las altas temperaturas. Puede evitar la acumulación de polvo limpiando sus paneles solares una o dos veces al año. No se puede hacer nada con las altas temperaturas, y los paneles pierden entre un 0,30 % y un 0,40 % de su productividad por cada grado Celsius de aumento de temperatura. Afortunadamente, este es un efecto temporal y la eficiencia perdida se recupera cuando los paneles se enfrían.

Hay tres tipos principales de paneles solares: monocristalinos, policristalinos y de película delgada. Esto es lo que necesita saber sobre ellos.

Gracias a su alta eficiencia, los paneles monocristalinos tienen la mayor producción de kilovatios-hora por pie cuadrado cubierto. Los expertos de la industria los consideran los mejores paneles solares para hogares, especialmente si el espacio del techo es limitado.

Puede clasificar los paneles solares según el número de sus células fotovoltaicas. La mayoría de los paneles tienen un diseño de 60 celdas en una disposición de 6×10 o un diseño de 72 celdas en una disposición de 6×12.

Algunos fabricantes solares ofrecen un tamaño y diseño intermedio con 66 celdas. Algunas marcas solares utilizan medias celdas con una mayor eficiencia, pero el tamaño total del panel solar no cambia. Tienen 120, 132 o 144 medias celdas en el mismo espacio (en lugar de 60, 66 o 72 celdas de tamaño completo).

Para aumentar la energía producida por los paneles solares, asegúrese de que estén orientados hacia el sol el mayor tiempo posible durante todo el año. La posición del sol en el cielo cambia constantemente y el ángulo de inclinación ideal para los paneles solares depende de su ubicación geográfica. El sol está más bajo en el cielo a medida que reside más al norte, y esto significa que los paneles solares deben inclinarse más para aumentar las horas de luz solar directa.

Además del ángulo de inclinación óptimo, también debe considerar la orientación de los paneles solares. En países del hemisferio norte como los EE. UU., tiene sentido que los paneles estén orientados hacia el sur porque hay más luz solar proveniente de esa mitad del cielo. Sin embargo, los paneles orientados al oeste y al este son útiles en algunas aplicaciones:

Como puede ver en el Atlas Solar Global, la luz solar anual depende de su ubicación geográfica. Si se instalan dos sistemas de energía solar de 6 kW en diferentes estados y uno de ellos recibe un 30 % más de luz solar durante el año, la producción de energía también aumenta alrededor de un 30 %.

La cantidad de paneles solares que necesita un hogar depende de tres cosas: la luz solar, el consumo de electricidad del hogar y la potencia del panel utilizado. Para un cálculo preciso y un diseño profesional, debe comunicarse con una de las empresas de instalación solar mejor calificadas.

Puede estimar la cantidad de paneles solares necesarios utilizando la siguiente información:

Los hogares estadounidenses consumen una media de 10.632 kWh/año, según la Administración de Información Energética. Puede buscar su ubicación en Global Solar Atlas y hacer clic para mostrar el valor PVOUT. Por ejemplo, si obtiene 1400 kWh/kWp, puede dividir ambos valores para obtener una capacidad estimada de 7,6 kW (o 7600 W).

A partir de 2023, el costo promedio de los paneles solares en los EE. UU. es$2.85/vatio . Puede esperar pagar alrededor$21,945 para un sistema de 7,7 kW. Sin embargo, obtiene un crédito fiscal federal solar del 30%, gracias a la Ley de Reducción de la Inflación. El crédito fiscal en este caso es$6,583.50, y el costo neto de su sistema cae a$15,361.50.

Los paneles solares no producen electricidad de manera uniforme durante todo el día. Su producción aumenta gradualmente durante la mañana, alcanzando un pico alrededor del mediodía antes de disminuir por la tarde. Debido a que muchas casas están vacías durante el día, los paneles solares a menudo generan un exceso de energía que no se consume de inmediato. Los propietarios de viviendas tienen dos opciones para lidiar con este exceso de electricidad, y cada una tiene sus pros y sus contras:

Un sistema de batería le brinda la opción de almacenar electricidad solar para utilizarla en cualquier momento, incluso durante la noche, cuando los paneles ya no son productivos. Las baterías solares también califican para el crédito fiscal federal del 30 %, y es posible que haya incentivos adicionales disponibles de su gobierno local o compañía de servicios públicos. Si compra una batería solar capaz de operar fuera de la red, puede usarla como un sistema de energía de respaldo durante los apagones. Sin embargo, los sistemas domésticos de baterías son costosos ypuede agregar más de $ 10,000a sus costos de instalación solar.

Exportar el excedente de energía solar a la red es una opción conveniente porque puede cambiar la electricidad no utilizada por créditos en la factura de energía. Sin embargo, el precio del kWh al que vende su electricidad normalmente es más bajo que el precio minorista que paga, lo que significa que no ahorra el valor total de cada kWh. Los estados tienen diferentes tasas de recompra, por lo que su ubicación es importante. Y muchos estados ni siquiera tienen una política de medición neta o recompra de energía solar, lo que significa que no obtiene crédito por enviar el exceso de energía a la red. El almacenamiento de la batería se convierte en su única opción en este caso.

Suponiendo condiciones favorables de luz solar, un panel de 500 vatios producirá alrededor de 2 kWh por día y más de 700 kWh por año.

Esto dependerá de la potencia individual de los paneles solares que elija. Simplemente divida la capacidad total requerida por la potencia del panel:

Los paneles solares residenciales tienen una potencia nominal típica de alrededor de 350-400 W. En condiciones favorables de luz solar, un panel de esta potencia puede generar más de 1,5 kWh de electricidad por día.

Según la Administración de Información de Energía, los hogares estadounidenses consumen en promedio 10,632 kWh/año. Con un sol decente, un sistema de energía solar de 2000 vatios genera más de 2800 kWh/año, cubriendo el 26 % del uso de electricidad de un hogar típico; 2.800 kWh/año equivale aproximadamente al consumo anual de un acondicionador de aire central de tres toneladas.

david leonardo es ingeniero electromecánico, MBA, consultor energético y redactor técnico. Su experiencia en eficiencia energética y consultoría solar cubre sectores que incluyen la banca, la fabricación textil, el procesamiento de plásticos, la industria farmacéutica, la educación, el procesamiento de alimentos, el sector inmobiliario y el comercio minorista. También ha estado escribiendo artículos sobre temas de energía e ingeniería desde 2015.