Cómo usar PVWatts para determinar el tamaño ideal para su sistema solar

En breve: PVWatts es una herramienta muy útil que puede mostrarle una estimación cercana de la producción anual de electricidad de un panel solar de un tamaño determinado. Pero al usar un truco de ingeniería inversa y dividir su consumo anual de energía por la cantidad de energía solar que puede producir 1 kilovatio de paneles, obtiene el tamaño ideal de su sistema. Comience en la parte superior para obtener más información sobre cómo funciona PVWatts, o avance para usar la herramienta para dimensionar su sistema.

La herramienta PVWatts del Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) es el estándar de oro para estimar la producción de paneles solares sin escanear el techo de una casa con LIDAR o alguna otra tecnología. Además, su uso es GRATUITO, a diferencia de muchas de esas otras soluciones.

Al ingresar algunas variables, incluida su ubicación, inclinación del techo, tipo de panel y tamaño del sistema, puede obtener una predicción bastante precisa de la producción de energía solar para su sistema solar.

Pero espera, ¿Cómo se le ocurre el tamaño del sistema solar que se adapta a sus necesidades?? Para responder a esa pregunta, combine el motor PVWatts con nuestro método matemático inverso favorito para determinar el tamaño ideal para su panel solar.

Cómo funciona PVWatts

NREL diseñó la calculadora solar PVWatts para tomar algunas entradas simples y producir estimaciones del rendimiento de un panel solar para cada mes del año. Puede usarlo para verificar si las cotizaciones de un instalador solar son precisas agregando información sobre el sistema que se le cotizó.

PVWatts es tan confiable que algunos instaladores usan datos directamente de la herramienta en sus cotizaciones para usted. Los datos se generan para cada mes en un año promedio e incluyen los ahorros estimados de los paneles solares en función de los precios actuales de la electricidad en su área.

Así es como se ven los resultados para un sistema bastante estándar de 4 kW conectado a la red:

¿De dónde provienen los datos de NREL?

Lo crea o no, entre el Servicio Meteorológico Nacional y NREL, el gobierno de EE. UU. ha estado recopilando radiación solar y datos meteorológicos complementarios desde 1961. Ahora, en su segunda iteración, utilizando datos de 1998 a 2014, el Base Nacional de Datos de Radiación Solar (NSRDB) contiene datos de insolación para todos los continentes de América del Norte, Central y del Sur entre aproximadamente 21 grados de latitud sur y 60 grados de latitud norte.

Los datos se almacenan en aproximadamente 2 millones de «píxeles» de 4 km² en la superficie de los continentes, lo que significa que cada área de datos tiene aproximadamente el tamaño de 50 bloques de ciudades. Mostraremos uno de esos «píxeles» un poco más abajo cuando veamos la interfaz de PVWatts. NREL realiza un seguimiento de la cantidad promedio de kilovatios-hora (kWh) que recibe cada metro cuadrado de la tierra en un día. Escrito como «kWh/m²/día», este número también se denomina «horas pico de sol».

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Cómo usar PVWatts para calcular el tamaño del sistema

Esta es la idea principal de este artículo: cómo encontrar el tamaño ideal de su sistema solar en función de sus necesidades de electricidad.

Solo sigue estos pasos:

    • Reúna los datos: su uso anual de electricidad, la pendiente del techo (ángulo sobre el suelo) y el acimut (dirección de su techo en grados de la brújula)
    • Ingrese variables en la calculadora de PVWatts
    • Divida su uso por kilovatios-hora por kilovatio de energía solar

Reúna los datos para el uso de energía, el acimut y la pendiente del techo

Este paso puede sonar complicado, pero en realidad es bastante fácil acercarse rápidamente a los números correctos.

Encontrar el uso anual de electricidad

En estos días, la mayoría de la gente tiene acceso a un portal en línea para su servicio de electricidad. Si eso te describe, eres oro. Si no es así, debe mirar sus facturas de electricidad. Algunas compañías de servicios públicos ahora imprimen números de uso anual en cada factura, pero si la suya no lo hace, prepárese para encontrar sus facturas del último año o dos o deje que sus dedos se encarguen de caminar y llame a su proveedor.

Lo que está buscando es el uso anual total, medido en kWh, idealmente durante más de 1 año. Usando el portal en línea de su empresa, así es como se verían los últimos 13 meses de su consumo de electricidad:

Puede pasar el mouse sobre las barras azules para ver el uso de electricidad y registrar esos números para ver su necesidad anual total. Pero podemos obtener datos aún mejores haciendo clic en el botón verde en la parte inferior derecha.

Usando el botón, puede descargar números de uso de electricidad que se remontan al comienzo de su cuenta. Tomando un promedio de todo el uso mensual, la casa de ejemplo que estamos usando necesitaba 361,7 kWh por mes. Multiplicado por 12 meses, eso es 4.340 kWh al año. Usaremos ese número para encontrar el tamaño ideal de mi sistema solar.

Acimut e inclinación del techo

PVWatts también necesita información sobre su techo. Piénselo desde dos perspectivas: aérea y horizontal.

«Acimut» es solo una forma elegante de decir «dirección». Tiene que ver con hacia dónde apunta la mejor cara del techo, y se mide en grados de un círculo. El norte es 0° de azimut y los números aumentan a medida que avanza en el sentido de las agujas del reloj. Aquí hay una imagen de guía con algunos números para mayor comodidad:

Los techos orientados al norte en el hemisferio norte no son ideales para paneles solares. El este (90°) está bien, el oeste (270°) es mejor, pero el sur (180°) es lo mejor. Seleccione el número que corresponda con su techo y recuérdelo para el siguiente paso.

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En cuanto a la inclinación del techo, ese es el ángulo en el que su techo se eleva desde el borde hasta la parte superior. La mayoría de los techos en los EE. UU. tienen una inclinación de entre 25° y 35°, lo que en realidad es bueno, porque la inclinación óptima de los paneles solares en los EE. UU. se encuentra aproximadamente en el mismo rango.

A los efectos de esta estimación, está bien seleccionar su ángulo en función de una evaluación visual. Si elige un instalador solar, hará un trabajo mucho más completo y preciso al planificar su instalación.

Introducción de variables en PVWatts

Aquí es donde el caucho se encuentra con la carretera. ¡Ya casi hemos terminado! Navegar a la Página de inicio de PVWattse ingresa tu dirección en la barra superior. Está bien ingresar solo su código postal si lo desea, porque es probable que esté en el mismo «píxel de mapa» de 4 km² del que hablamos anteriormente. Aquí hay un ejemplo:

Puede acercar más y mover el pequeño punto exactamente a su techo, si lo desea, pero no es necesario. Haga clic en la flecha «ir a la información del sistema» e ingrese los números que reunimos anteriormente:

Introduce los datos así:

    • Importante: ingrese «1» para Tamaño del sistema; esto configura el cálculo basado en la producción por cada 1,000 vatios de paneles solares
    • Tipo de módulo: Premium (no utilice paneles solares basura)
    • Tipo de matriz: Fijo (montaje en techo)
    • Pérdidas del sistema: el valor predeterminado es 14,08 %, pero usamos el 15 % para estar seguros
    • Inclinación: la inclinación de su techo. 20° es el valor predeterminado, pero 30° es más probable en los EE. UU.
    • Acimut: los grados de la dirección de su techo desde el último paso: 180° es el sur

Luego haga clic en «¡Ir a los resultados de PVWatts!» La calculadora le brinda una estimación de la producción total, un rango probable basado en factores climáticos para un año determinado y totales mensuales estimados:

Conversión de kilovatios-hora de uso en kilovatios de paneles solares

El paso final es lo suficientemente simple como para hacerlo con una calculadora de bolsillo (también conocida como su teléfono). ¿Recuerda el uso anual promedio de nuestro ejemplo anterior? Eran 4.340 kWh por año. Divida ese número por la estimación de producción de PVWatts para 1 kW de paneles solares en su área. En este caso, eso fue 1.128, y el resultado del cálculo es de aproximadamente 3,8.

Por lo tanto, 3,8 kilovatios es el tamaño ideal del sistema solar necesario para este ejemplo de hogar.

Cosas que puede hacer con los datos de PVWatts

¡Bien, es hora de los próximos pasos! Ahora que conoce el tamaño ideal de su sistema solar, puede calcular cuántos paneles solares necesita.

Descubra cuántos paneles solares necesita para alimentar su hogar

Además, estará más informado cuando reciba cotizaciones de instaladores solares. Si hizo bien los cálculos y terminó con un sistema de 4 kW, pero alguien está tratando de venderle un sistema de 10 kW, debe preguntarse por qué lo estimaron.

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Si está listo para obtener cotizaciones, ¡podemos ayudarlo con eso!

Otras Consideraciones

Los cálculos anteriores asumen que tienes una casa que tiene el techo perfecto para la energía solar. Si ese es el caso, ¡genial! Pero si tiene algo de sombra, o su techo está hecho de tejas de cedro, o está inclinado muy alto o bajo, puede haber consideraciones adicionales.

La sombra se puede superar (siempre y cuando no tenga demasiada) mediante el uso de microinversores u optimizadores de paneles que le permitan maximizar la producción y mantener sus paneles solares funcionando en condiciones de clima nublado y sombra.

Sobredimensionar o subdimensionar su sistema, y ​​por qué lo haría

Como palabra final, hay algunas razones por las que es posible que desee subdimensionar o sobredimensionar su sistema solar.

Es posible que desee reducir el tamaño si vive en un estado con terribles reglas de medición neta, porque el exceso de energía solar en esos estados no le otorgará mucho crédito en su factura (si corresponde). Por supuesto, puede asegurarse de usar toda su energía solar si agrega una batería de respaldo doméstica a su panel solar, pero eso tiende a ser más costoso a largo plazo.

También debe reducir el tamaño si su uso es artificialmente alto, debido a un uso derrochador en el pasado. Si hizo su tarea y recientemente obtuvo una auditoría de energía en el hogar, sus necesidades podrían ser significativamente menores en el futuro.

Por otro lado, es posible que desee sobredimensionar su sistema si planea aumentar su uso en el futuro cercano agregando aire acondicionado central o comprando un vehículo eléctrico. El automóvil eléctrico promedio requiere 15 kWh por día para conducir 50 millas, lo que significa que sus necesidades de electricidad podrían aumentar en casi 5500 kWh por año si desea alimentar su automóvil eléctrico con paneles solares.

En nuestro ejemplo anterior, el propietario de la vivienda solo requería 4340 kWh por año antes y podía salirse con la suya con un sistema de 3,8 kW. Al agregar el uso de su EV a la combinación, el uso aumentaría a 9800 kWh por año, para lo cual necesitarían un sistema de 8,7 kW.

El veredicto sobre PVWatts

Al final, PVWatts es una excelente calculadora de sistema solar de nivel de entrada que puede mostrarle cómo convertir los vatios solares en kWh producidos. Es una herramienta indispensable para que los propietarios de viviendas evalúen el producto de las posibles instalaciones fotovoltaicas.

Desafortunadamente, sin embargo, la calculadora de PWatts tiene algunos inconvenientes en su diseño. Nuestra calculadora solar utiliza los mismos datos de producción e irradiación solar de vatios fotovoltaicos; sin embargo, está vinculada a las tablas de precios de cada servicio público, así como a los datos de precios en vivo proporcionados por 200 instaladores solares en todo EE. UU. Esto significa que nuestra calculadora solar solo requiere que sepa el nombre de su servicio público y el monto de su factura de energía promedio. Con esa información, nuestra calculadora puede decirle qué tamaño de sistema necesita y cuánto le costará. Con la calculadora de PV Watts, debe ingresar toda esta información usted mismo.

¿Cuánto puedes ahorrar con la energía solar?
Pablo Ruiz