Para diseñar una instalación fotovoltaica de conexión a red debemos partir de las siguientes premisas.

Potencia a instalar.

Si lo que buscamos es un retorno rápido de la inversión nuestra premisa será que la mayor parte de la energía producida por la instalación solar sea consumida en nuestra instalación.

Hay que tener en cuenta que en el mejor de los casos en los que tengamos la opción de vender la energía, esta tendrá un precio mucho menor al precio al que nos cobran a nosotros la energía.

Limitaciones de la potencia a instalar

Si la instalación se realiza sobre cubierta de nave o vivienda hay que tener en cuenta las limitaciones de espacio. Incluso en caso de instalación coplanar se deberá dejar un espacio entre paneles que mejoren la ventilación para reducir la temperatura de los paneles.

Limitaciones que impone el inversor.

Nmmax. El número máximo de módulos en serie se calculará dividiendo la tensión máxima del inversor entre la tensión máxima o tensión de circuito abierto de un módulo.

Nmmax = Vmax Inv / Voc módulo

Nmmin. El número mínimo de módulos resultará de dividir la tensión mínima de funcionamiento del inversor entre la tensión en el punto de máxima potencia de la placa.

Nmmin = Vmin INV/Vpmp

Corriente máxima de cortocircuito. La corriente máxima de entrada al inversor tendrá que ser mayor que la intensidad en el punto de máxima potencia que suministra el campo fotovoltaivo.

Imax inv > Nramas en paralelo x Impp.

Pmax de campo fotovoltaico. La potencia máxima del campo fotovoltaico no debe superar la potencia máxima del campo fotovoltaico indicada en el inversor.

Curvas dimensionamiento de inversor solar fotovoltaico conectado a red
Curvas Inversor-campo fotovoltaico.

Consideración condiciones extremas.

Todos estos cálculos se realizan para condiciones estandar STC, pero para asegurarnos de que no se sobrepasan las tensiones e intensidades límites en el inversor deberemos calcular los valores de tensión, intensidad y potencia en las condiciones extremas de temperatura e irradiancia que puedan presentarse en el mes más cálido de verano y en el mes más frío de invierno.

Para estos cálculos recurriremos a las expresiones ya sabidas.

Las condiciones extremas en veranbo e invierno dependen de cada zona, para el caso de Valencia (España), podemos suponer unas condiciones extremas de:

Verano: E Irradiancia = 1000 w/m2 y Tambiente = 40 ºC

Invierno: E Irradiancia= 600 w/m2 y Tambiente= – 5 º C

Si observamos los datos obtenidos de potencia veremos que en verano que es la época del año en el que mas potencia se genera, la potencia obtenida es inferior a la potencia en condiciones STC es por ello que por defecto podemos sobredimensionar el campo fotovoltaico entre un 10 y un 15 %.

Sobredimensionamiento del campo fotovoltaico por deficiente orientación de placas.

En el caso de que la inclinación y orientación de las placas no sea la óptima es claro que la potencia del campo fotovoltaico se va a ver reducida, deberemos tener en consideración esta desviación para incrementar la potencia instalada si queremos obtener toda la potencia en nuestro inversor.

Podemos obtener la inclinación y orientación optima de nuestras placas solares en la página PVGIS, así como la diferencia de potencia obtenida para diferentes orientaciones e inclinaciones.

La gráfica siguiente nos muestra cuanto podemos incrementar el campo fotovoltaico en función de cuanto se alejen las placas solares de las condiciones óptimas de inclinación y orientación.

Sobredimensionamiento de campo solar fotovoltaico

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