Observaciones sobre Paneles de Células Fotovoltaicas

Algunas observaciones sobre los paneles fotovoltaicos
Artículo original: http://www2.csudh.edu/oliver/smt310-handouts/solarpan2/solarpan2.htm

Por Oliver Seely

El texto y las fotos de esta página son de dominio público. Se permite su reproducción.

Revisado el 31 de marzo de 2022

El siguiente material fue presentado a los alumnos de la clase ME 418 Energías Renovables y Sustentabilidad de la profesora Claudia Olivia Espinosa Villegas en el Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad Estatal de California en Los Ángeles el 6 de noviembre de 2015. Es una versión actualizada de la página web Algunas observaciones sobre los paneles de celdas fotovoltaicas.

Introducción

Medido con respecto al plano de su órbita alrededor del Sol, el eje polar de la Tierra está inclinado 23,4º. Los Ángeles tiene una latitud norte medida desde el ecuador de 34,05º.
Al mediodía del solsticio de invierno, para que el sol forme con su superficie un ángulo de 90º, el plano de la superficie tendría que estar inclinado hacia el sur la suma de estos dos valores, es decir, unos 57,45º. Al mediodía del solsticio de verano, la superficie tendría que estar inclinada la diferencia de estos dos valores, es decir, unos 10,65º. La media de estas dos cifras coincide con nuestra latitud norte de 34,05º, que representa una media de los dos ángulos extremos al mediodía de los solsticios de invierno y verano. Baste decir que, en cualquier punto de la Tierra, para obtener una energía media máxima del sol utilizando paneles fijos, éstos deberían estar inclinados hacia el ecuador en el ángulo de la latitud.

La decisión de instalar paneles fotovoltaicos depende de dónde se viva. La cantidad de luz solar, determinada por el clima del lugar en el que se vive, y la capacidad de recibir los rayos directos del sol cuando éste brilla ayudan a decidir si tiene sentido instalar los paneles. debajo se muestran imágenes de la luz solar disponible en el territorio continental de Estados Unidos.

Un tejado inclinado hacia el sur en nuestro ángulo de latitud, a plena vista del cielo, sería lo ideal. Sin embargo, nuestro tejado está inclinado hacia el este y el oeste. Hay una chimenea cerca del pico, como se puede ver.

Los paneles deben instalarse donde no haya sombras durante el día, así que instalamos nuestro sistema, de 3 kilovatios, en el tejado inclinado hacia el este, con una inclinación adicional hacia el sur. Hay 18 paneles de 165 vatios cada uno, con lo que el sistema alcanza una potencia máxima teórica de 2970 vatios o 2,97 kilovatios. La producción máxima se alcanza hacia las 11 de la mañana todos los días que brilla el sol.

Aunque la superficie esté inclinada hacia el norte, la situación no es desesperada. He aquí una colina inclinada hacia el norte cerca de la autopista de Pasadena que tiene paneles solares montados en el suelo inclinados hacia el sur.

¿Qué rendimiento energético cabe esperar?

Resumen para Lakewood

A continuación se muestra una tabla con el consumo medio anual y la generación media anual. La media anual de energía generada en kilovatios / hora asciende a 2905, lo cual es una curiosa coincidencia, ya que para nuestro sistema de 3 kilovatios (nominal), con una inclinación que no es en absoluto la más ventajosa, nuestros paneles generan algo menos de 3000 kilovatios / hora de energía al año. Si la inclinación fuera un poco más ventajosa, la producción de energía probablemente superaría los 3000 kilovatios / hora. Si estuviéramos un poco más cerca del océano, con más nubes y niebla, la energía generada sería algo menor. Pero es un buen valor a tener en cuenta para estimar las propias necesidades.

La compañía eléctrica aprobó una segunda instalación de paneles solares en 2020 y el periodo de compensación se reanudó el 1 de enero de 2020. Hasta que no dispongamos de datos fiables sobre el exceso de energía solar generada y el crédito recibido por ella, no podremos planificar su uso ni la mejor manera de utilizarla.

En nuestra casa de vacaciones cerca del Parque Nacional de Yosemite tenemos el mismo problema con la línea del tejado que en Lakewood: se inclina hacia el este y el oeste en lugar de hacia el norte y el sur, pero en este lugar hay árboles altos en el lado este, como se puede ver, así que tenía más sentido poner los paneles en el lado oeste para que recibieran toda la luz del sol a primera hora del día. La inclinación hacia el sur es más o menos la misma que la de los paneles de Lakewood.

Debido a la sombra de los árboles en los tres lados, este, sur y oeste, y a que, salvo para la calefacción, es una casa totalmente eléctrica, nuestro instalador nos recomendó un sistema de 5 kw. Tenemos 21 paneles de 245 vatios cada uno, es decir, 21x245 = 5145 vatios o 5,145 kw. ¿Qué rendimiento anual nos da eso? El sistema se instaló en julio de 2013, por lo que en este momento tenemos poco más de un año completo de producción para medir. Ten en cuenta que del 1 de enero de 2014 al 1 de enero de 2015, el gráfico muestra una producción total de energía de los paneles de 6,00 megavatios hora, o 6000 kilovatios hora. Así que nuestro sistema de 5145 vatios produce 6000 kilovatios hora de energía. La mayor cantidad relativa de energía generada por nuestros paneles en Lakewood es probablemente el resultado de una mayor elevación, más luz ultravioleta y más días soleados a pesar de la sombra de los árboles circundantes.

Por otra parte, el sombreado produce efectos aleatorios en la producción de los paneles individuales a lo largo del día y con el cambio de estación. Hay tres bancos de paneles con siete paneles cada uno. A continuación se muestra la producción de energía de cada panel durante el día del 12 de octubre de 2015 en vatios-hora. Los primeros siete números corresponden al banco norte, los segundos siete al banco central y los últimos siete al banco sur.

840, 752, 574, 853, 944, 667, 582, 547, 747, 500, 971, 567, 905, 574, 753, 675, 643, 691, 862, 913, 536

Nótese la alta producción de un panel de 971 wH y la baja producción de otro de 500 wH. Un miembro del grupo de debate sobre paneles fotovoltaicos se alarmó lo suficiente como para sugerirme que investigara el asunto porque había observado una disparidad similar en su instalación debido a un problema de conexión.

A medida que sale el sol, el sombreado de cada panel atenúa la potencia de cada uno de ellos en función del patrón del viento en las ramas, la hora del día y la estación del año. Aquí hay dos fotos tomadas el 16 de octubre de 2015 del sombreado en las orillas norte y sur alrededor de las 11 de la mañana.

Así, a medida que las sombras de las ramas se desplazan por los paneles, se acaba obteniendo una variación bastante grande de la producción durante el día. Mientras que dos paneles individuales durante un día pueden tener una disparidad de casi el 50% (971 frente a 500), no ocurre lo mismo con la producción mensual. Dentro de un mismo banco, la relación entre la producción mínima y máxima se aproxima al 85% en invierno y al 90% en verano. Existe una tendencia esperada para los bancos durante el invierno, pero opuesta a la que cabría esperar durante el verano...

En diciembre, el banco sur tiene la potencia más baja debido a la sombra de los árboles del lado sur de la propiedad. Si hubiéramos instalado el banco más meridional, donde los instaladores empezaron a perforar, mucho más cerca de la pared sur del edificio, habríamos observado una atenuación aún mayor durante el invierno. Curiosamente, la producción mensual de julio muestra una producción ligeramente superior en el banco sur. Sin embargo, cuando se observa la producción de los paneles individuales, cualquier problema de conexión, si lo hay, queda enmascarado por la producción aleatoria debida al sombreado diario.

De vez en cuando nieva en nuestra elevación en las montañas y cuando comprobé el histograma el 7 de diciembre de 2013 desde Lakewood, entré en pánico. Parecía que mis paneles habían dejado de funcionar. No planeábamos estar allí arriba durante varios días más, así que fue con cierto alivio que cada día la salida progresaba hacia arriba para darnos el gráfico de abajo después de una semana. Cuando llegamos, la nieve se había derretido casi por completo.

¿Rastrear el Sol?

Aquí hay un sistema de paneles en el aeropuerto internacional de Fresno Yosemite. El punto de vista de la cámara que tomó esta foto está directamente al norte. Los bancos de paneles giran de este a oeste (de derecha a izquierda) durante el día para conseguir el máximo rendimiento con la posición del sol. Pero los paneles tienen un eje horizontal, por lo que no se consigue ninguna ventaja inclinándolos en el ángulo de latitud. Obsérvese la estructura en voladizo que parece estar unida a un elemento estructural en la orilla izquierda de los paneles. Parece estar perpendicular a ellos y es el miembro que cambia su inclinación, ya sea por el movimiento de la estructura en voladizo o de una cadena en un lecho sobre ella.

Las modificaciones estructurales de cualquier tipo conllevan el riesgo de consecuencias imprevistas. Nuestra instalación en Lakewood provocó una fuga a través del conducto de ventilación del cuarto de baño durante las lluvias torrenciales como consecuencia de la escorrentía sobre el tejado y las consiguientes salpicaduras en el conducto de ventilación. La ventilación se modificó añadiendo un escudo, como se muestra. Por feo que sea, funcionó, como demostró otra tormenta poco después de su instalación.

La instalación de Lakewood utiliza un único inversor, al que llega corriente continua y se "invierte" mediante un oscilador variable controlado por la frecuencia de la red, que tiene una media de 60 ciclos por segundo o 60 hercios. Cada mañana, el regulador realiza una cuenta atrás para sincronizar la fase del inversor con la de la red. Cuando se ajusta a la fase de la red, el sistema se conecta y los paneles empiezan a suministrar electricidad. Durante el día obtengo la lectura que se muestra a la derecha, que representa gráficamente mis kilovatios de potencia durante el día y registra la energía total producida en la parte inferior izquierda. Calculamos que tardaremos 14 años en recuperar lo que hemos gastado de nuestro bolsillo. Richard Corkish, del Centro Especial de Investigación Fotovoltaica de la Universidad de Nueva Gales del Sur, calcula que se tardará entre 3 y 7 años en producir energía suficiente para igualar la cantidad contenida en los combustibles fósiles no renovables utilizados para fabricar los paneles. Esa estimación puede consultarse en su oferta, ¿Pueden las células solares recuperar alguna vez la energía invertida en su fabricación?

Mantenimiento de los paneles

Los paneles tienen una garantía de 25 años. La buena noticia es que los paneles funcionan silenciosamente sin piezas móviles, bombeando el exceso de energía eléctrica de forma rutinaria a la red eléctrica cuando utilizamos menos de la que se genera. Lo malo es que, con el tiempo, en una zona urbana donde cae mucho polvo, la eficacia disminuye. En la zona de Los Ángeles pueden pasar varios meses sin llover. Estas imágenes muestran lo que ocurre tras ese periodo. Hemos comprobado que es aconsejable enjuagar los paneles una vez al mes para que queden relucientes y recuperen su máxima eficiencia.

¿Qué ocurre con la producción de energía cuando se enjuagan los paneles? Los datos del aclarado que se muestran a continuación se tomaron a partir de las 9:12 de una mañana despejada de verano de 2006. El aclarado con agua fría se realizó entre las lecturas de las 9:26 y las 9:33 horas. El enjuague anterior se había realizado aproximadamente un mes antes de éste. No había llovido entre enjuagues.

Cuando se representan gráficamente, las intersecciones extrapoladas con el momento en que se efectuó el aclarado equivalen a la diferencia entre 1900 y 2000 kw, un aumento de potencia de alrededor del 5%. La elevada potencia inicial se debe a la mayor eficacia de los paneles a la baja temperatura del agua fría de aclarado.

Aquí hay una imagen tomada de los paneles después de dos meses sin lluvia. Creo que el descenso de potencia fue de alrededor del 10%.

¿Cuánta agua?

Hace poco me preguntaron por las necesidades de agua de los paneles instalados en algunas regiones desérticas de California. La frecuencia de aclarado depende de la cantidad de polvo que caiga en la región, por lo que cualquier cálculo de las necesidades requiere una medición de la cantidad de polvo y una comparación con zonas en las que se conozca la cantidad de polvo y la pérdida de energía que conlleva, pero la frecuencia de aclarado es una decisión basada en la pérdida de energía que uno esté dispuesto a tolerar. La frecuencia de lavado que yo realizo una vez al mes durante la estación seca en los suburbios de Los Ángeles parece coincidir con una pérdida de energía del 5-10%. La frecuencia de aclarado del "estudio de caso" (abajo) parece basarse en una pérdida de energía del 15% para desencadenar un aclarado. Un aclarado típico de mis 18 paneles utilizando el método mostrado en la foto de arriba requiere 1,21 pies cúbicos de agua. El aclarado consiste en una primera pasada "para ablandar" la capa de polvo y excrementos de pájaros, seguida de una segunda pasada para eliminar los residuos ablandados. 1,21 pies cúbicos = 9,05 galones (U.S., liq.) = 34,3 litros. La cuidadosa medición del volumen necesario y la noble expectativa de poder afirmar que la escorrentía irá a parar al jardín de uno se hace añicos cuando se observa que la escorrentía yace en el canalón de la lluvia detrás de un montón de hojas y se evapora lentamente. Dejo al lector que haga los cálculos necesarios para su aplicación. Baste decir que mi método es casi el más ineficaz que se puede utilizar. Una operación industrial tendría la ventaja de la escala y el potencial de reciclaje.

Materia particulada

Todo tipo de cosas caen habitualmente del cielo: meteoritos, polvo cósmico y satélites usados, para empezar. En nuestra casa, en el sur de California y cerca de un aeropuerto, nos llegan pequeñas manchas de mugre amarilla que producen manchas opacas en los paneles solares. Tiene la consistencia de partículas de polvo mezcladas con aceite a juzgar por la forma en que raspa los paneles. Hay una página web que afirma que las manchas son caca de abeja. No lo sé. Puede que sí. Afortunadamente, la luz ultravioleta rompe suficientes enlaces químicos en lo que sea que une las partículas para permitir que finalmente se desprendan durante repetidos enjuagues. Aún así, representan una pérdida potencial de energía generada por la propia instalación.

Hay otros peligros, por supuesto. El 4 de julio, Día de la Independencia, proliferan los espectáculos pirotécnicos privados. Los cohetes con explosivos son ilegales en nuestra comunidad. Lo que sube tiene que bajar y este año algunos residuos cayeron sobre un panel, pero evidentemente se habían quemado y enfriado. La imagen de la izquierda es como la encontré. El montón de cenizas fue cepillado (centro) y luego limpiado con Windex (derecha). Pero observe que después de limpiar la mancha con Windex, aparecieron diez años de residuos a la derecha, cuya mancha comienza entre las flechas.

Clasificar juegos

Cuando se instaló por primera vez nuestro sistema en Lakewood, se nos facturó con una tarifa plana cercana a los 13 céntimos por kilovatio hora. El contador tenía un disco giratorio antiguo que invertía la dirección cuando la cantidad de energía generada superaba la consumida. Desde entonces, hemos cambiado a la medición del "tiempo de uso" o TOU. Resulta que Southern California Edison (Lakewood) tiene varias tarifas. TOU-D2 es para grandes usuarios. TOU-D1 es para usuarios residenciales normales o pequeños. TOU-D8 es la tarifa aplicada al consumo eléctrico del campus universitario en el que enseñé durante muchos años. Nuestra casa de Lakewood se factura según el esquema TOU-D1.

TOU-D1 tiene cuatro tarifas: dos de verano y dos de invierno. Para cada una de ellas hay una tarifa máxima y una tarifa mínima. La primera es más cara que la segunda.

Obsérvese que la tarifa de invierno en hora punta es aproximadamente un 50% superior a la tarifa fuera de hora punta, pero que la tarifa de verano en hora punta es aproximadamente un 250% superior a la tarifa fuera de hora punta. El elevado valor de la tarifa en hora punta no es típico. Suele rondar los 0,43 dólares por kilovatio hora, es decir, un 200% más que la tarifa valle. La factura típica tiene una serie de añadidos, como el "Cargo de la tarifa de los propietarios de la transmisión", el "Cargo por desmantelamiento nuclear", el "Cargo por programas de utilidad pública", la "Tasa de reembolso de la Comisión de Servicios Públicos" y el "Recargo por tarifas alternativas de energía de California, en su caso". Todas estas tasas se cobran por kilovatio hora y, aunque un representante de la empresa de servicios públicos me ha dicho que hay variabilidad de un mes a otro en cuanto a las que se aplican a la factura de un cliente concreto, de modo que incluso si el cliente quisiera crear una hoja de cálculo privada, sería imposible porque las tasas cambian ligeramente de un mes a otro debido a cuáles de las tasas mencionadas se aplican. En cambio, se puede determinar una tarifa aproximada utilizando ecuaciones simultáneas entre pares de meses en los que sólo interviene una "estación" tarifaria: invierno o verano. Como las tarifas en hora punta y fuera de hora punta son diferentes, se puede calcular entonces cada tarifa para ese par de meses concreto.
Cuando se produce el cruce entre invierno y verano, nos enfrentamos a cuatro variables: la hora punta de verano y la hora punta de invierno. Mi método consiste entonces en falsear las cosas tomando valores anteriores y luego variando cosas en la hoja de cálculo hasta que el valor establecido por la compañía eléctrica coincide con el resultado de mis ecuaciones. No es exacto, pero se acerca. En resumidas cuentas, con el contador de tiempo de uso (TOU), nuestras tarifas varían de un mes a otro, independientemente de la empresa que preste el servicio. Si pagas una tarifa plana, también tienes que pagar los suplementos que hemos mencionado antes.

Medición neta
¿Recibir un cheque de la compañía eléctrica?
Aquí están dos histogramas, uno para el 21 de agosto de 2012 a la izquierda y otro para el 24 de abril de 2015 a la derecha de Southern California Edison en Lakewood. La dirección negativa representa la generación neta y la dirección positiva el consumo neto. Las columnas rojas están en las horas pico y las verdes en las horas fuera de pico. Observe detenidamente y dígame la diferencia entre las dos. ¿Ve que las horas pico no son iguales? A partir de enero de 2011, en California, las personas que generan electricidad excedente pueden venderla a su compañía eléctrica. Es decir, por primera vez en la historia, los techos de nuestras casas comenzaron a tener potencial de ganancias, pero un cliente debe tener un crédito de $ al final del año y haber generado más kilovatios hora de los que consumió para recibir un cheque de la compañía eléctrica. Además, dado que las ventajas de los descuentos y los créditos fiscales se pierden si una instalación excede en gran medida la necesidad de electricidad de uno, muy pocos clientes verán un cheque al final del año porque no hay ningún incentivo para que el cliente cargue su techo con paneles solares innecesarios. Aún así, un cliente podría decidir renunciar a los descuentos y créditos fiscales para instalar muchos más paneles de los que necesita.

La cantidad que un cliente recibe de la compañía eléctrica por el exceso de electricidad generada se denomina tarifa de inyección, que resulta ser, en California, un monto cercano al precio mayorista de la electricidad. Por un lado, la tarifa de inyección, que es un programa regulado por la Comisión de Servicios Públicos, exige a la compañía eléctrica acreditar al cliente (no emitirle un cheque) por el exceso de electricidad a la tarifa cobrada por el consumo en ese momento. Es decir, un kilovatio hora de electricidad consumida vale lo mismo que un kilovatio hora de electricidad generada, en hora punta o fuera de ella, verano o invierno. Por otro lado, no se recibe un cheque de la compañía eléctrica a menos que la generación total de energía supere el consumo total. La tabla anterior muestra que, si bien durante ocho de los 10 años acumulé un crédito de $ con la compañía eléctrica, solo durante uno, 2010-2011, generé más electricidad de la que consumí y el cheque al final de ese año fiscal fue de $8.42, lo que equivale a 3.7 centavos por kilovatio hora, por lo que las tarifas en hora punta que pagamos pueden ser tan altas como $0.50 por kilovatio hora y tan bajas como $0.13 por kilovatio hora, pero si recibe un cheque de su compañía eléctrica, será a la tarifa mayorista. Antes de continuar, observe en la tabla que todos los años entre 2005 y 2013 tuvimos un crédito de $, pero no se recibió ningún cheque hasta que la generación total superó el consumo total. Tenga en cuenta que aunque tuve un crédito de $198.79 durante 2010-2011, el cheque que recibí fue de $8.42, calculado a la tarifa mayorista de la energía neta generada. Tenga en cuenta también que el primer año que tuvimos que pagar una factura de servicios públicos fue el año en que se cambiaron las horas pico. Finalmente, observe que en el año 2000, unos tres años antes de que tomáramos la decisión de instalar paneles solares, consumimos 7926 kilovatios hora de energía. Durante los próximos tres años cambiamos a luces fluorescentes compactas, lo que redujo nuestro consumo a alrededor de 6600 kilovatios hora, lo cual no es suficiente para alcanzar el punto de equilibrio después de instalar los paneles. ¿Qué pasó? Compramos la casa de vacaciones cerca de Yosemite y terminamos quedándonos en ambas aproximadamente el 50% del tiempo. La estimación original para mis necesidades de energía sostenible se desvió en alrededor de 3600 kilovatios hora o más del 50%. ¿Por qué? Presumiblemente porque subestimé la cantidad de días nublados en un año y sobrestimé la energía disponible cuando el sol está bajo en el cielo, pero nuestra ocupación del 50% se encargó bastante bien del problema. En cualquier caso, no hay comparación con los datos reales, y una buena relación a recordar es que la cantidad de vatios de potencia nominal termina siendo cercana a los kilovatios hora anuales de electricidad generada. Los dos números coincidencialmente están cerca el uno del otro, pero pueden diferir entre un 10 y un 20%. Esos números son en cualquier caso un buen punto de partida. Para cualquier crítico que se queje (correctamente) de que los vatios no son lo mismo que los kilovatios hora, su respuesta debería ser: "No, pero los dos números coincidencialmente están cerca el uno del otro y, por lo tanto, son fáciles de recordar". Una ubicación diferente y una inclinación diferente producirán un resultado diferente. Un amigo del área metropolitana de Lakewood me pidió que estimara cuántos paneles necesitaría con un consumo anual de 10,000 kilovatios hora. Con la misma inclinación que la mía, para 10,000 kwh, para alcanzar el punto de equilibrio necesitaría 10 kW nominales o 10,000 vatios de paneles. Con una potencia nominal de salida de 165 vatios por panel, necesitaría 10000/165 = 61 paneles. Con una potencia nominal de salida de 245 vatios por panel, necesitaría 10000/245 = 41 paneles.
Cuando finalmente tomes la gran decisión, un técnico joven y alegre llegará con una computadora portátil que contiene una aplicación adecuada y caminará por tu propiedad para determinar el mejor lugar para colocar los paneles. Cuando nos sucedió esto en la cabaña de Yosemite, no le dije al técnico que ocupábamos el lugar solo el 50% del tiempo. Su aplicación le indicó que instalara paneles de 5kw, que terminaron produciendo (durante el primer año completo) 6000 kilovatios hora de energía. ¡Pero eso era lo que hubiera recomendado asumiendo una ocupación del 100%! Con una ocupación del 50% ha funcionado bien, ¡pero ten cuidado! Ten las cifras frente a ti y dile al técnico alegre que necesitarás la cantidad estimada de paneles para alcanzar el punto de equilibrio.

¿Cuántos paneles necesitas REALMENTE?

¿Quieres generar el 50% de la energía que consumes? ¿100%? ¿Te satisfaría alcanzar un punto de equilibrio de $ con menos paneles pero aprovechando las diferencias de tarifas que ofrece la medición neta?

Uno esperaría que si un panel con una potencia nominal particular en vatios en una orientación genera x kilovatios hora de energía a lo largo de un año, entonces dos paneles, cada uno con la misma potencia nominal que el primero y montados en la misma orientación uno al lado del otro, generarán 2x kilovatios hora de energía a lo largo de un año. Tal suposición nos permite aplicar una razón de kilovatios hora de energía generada anualmente dividida por los vatios totales nominales de los paneles. Con el entendimiento de que algunas instalaciones van a recolectar la energía del sol de manera más efectiva que otras, la razón nos da un rango de expectativas, pero los datos son reales y ofrecen un espectro de lo que uno podría esperar de su propia instalación.

Las últimas tres entradas, de Morristown, Tennessee, Madison, Wisconsin y Redding, California, fueron aportadas por un representante de Enphase después de que yo dijera que era escéptico de los valores aportados por miembros de PV Power que viven en esos lugares. A pesar de todas las posibles desventajas que presentan los sistemas de propiedad privada en la azotea, como el sombreado por árboles y otras estructuras y una mala colocación e inclinación, estas razones, de 0.97 a 1.71, ofrecen un buen tema de reflexión para los futuros propietarios de instalaciones fotovoltaicas en azoteas y otras.

Aquí están los datos:

Sin andarnos con rodeos, para empezar, se podría estimar, basado en datos reales, la cantidad de vatios nominales necesarios para producir una cantidad anual de energía en kilovatios hora con la simple ecuación:

(Vatios Nominales) = (Energía anual a generar en kilovatios hora) / (B/A)
Un valor apropiado de (B/A) se podría tomar de uno de los valores considerados apropiados en esta tabla, o calcularse a partir de una instalación conocida similar a la deseada.

Costes de sus paneles.
Por si sirve de algo, tengo tres cifras de $ por vatio nominal para nuestra primera y segunda instalaciones y una para una futura instalación que se está planificando ahora. Aquí están:

Instalación 1, 2004: 18 paneles de 165 vatios, 13175 dólares después de la desgravación fiscal y el descuento del Estado de California. Es decir, 13175/(18x165)=4,44 $ por vatio nominal.

Instalación 2, 2014: 21 paneles de 245 vatios, 15304 $ después de la desgravación fiscal del Estado de California (no más descuentos). Es decir, 15304/(21x245) = 2,97 $ por vatio nominal.

Instalación 3, 2018: 9 paneles de 315 vatios, 8990 $ después del crédito fiscal del Estado de California. Es decir, 8990/(9x315) = 3,17 $ por vatio nominal.

Si está asesorando a un grupo responsable de la gestión de una gran organización, siempre existe la posibilidad de "deslices" en los que se necesita un buen y duro juicio por parte de los miembros de la junta. Un miembro de la junta directiva de una iglesia local me pidió que echara un vistazo a una propuesta recibida por un instalador de paneles solares. El resultado final: El precio de compra al contado de 172.159 $ (incluidos todos los créditos y descuentos aplicables) por un sistema de 28.100 vatios nominales sale a 172.159 $/28.100 = 6,13 $ por vatio. Así que el consejo que les di fue que el precio era alto y que debían conseguir ofertas competitivas para la compra.

¿Más paneles?
Estados Unidos hay unas 3.300 empresas eléctricas, de las cuales aproximadamente 200 suministran energía eléctrica a la mayoría de los ciudadanos. Las normas que rigen la generación de energía solar pueden variar considerablemente de un estado a otro. En California, las compañías eléctricas aplican la "regla del 120%". Hasta que decidí instalar un segundo conjunto de paneles en el lugar de la primera instalación, pensé erróneamente que la "Regla del 120%" limitaba la generación de energía al 120% del consumo. Curiosamente, no es así. La regla del 120% es una norma de seguridad establecida para no sobrecargar la barra colectora del cuadro principal de disyuntores. Una barra colectora de 100 amperios con el disyuntor principal en la parte superior y que permita el paso de corriente a la barra desde la red en ese punto puede, según la norma, alojar fuentes de energía solar que generen hasta el 20% de la capacidad nominal, cuya corriente pasa a la barra colectora en la parte inferior a través de disyuntores independientes. Así que la preocupación de que me negaran la instalación del segundo grupo de paneles resultó infundada. Por otro lado, puede que la nueva instalación supere lo permitido por la norma del 120%, aunque mi proyección hasta el solsticio de verano prevé 18,64 amperios de potencia máxima. Si no lo consigo, tendré que actualizar el cuadro de disyuntores, con un coste estimado de 2.200 dólares, o hacer una "derivación lateral", que consistiría en conectar la nueva instalación, a través de un disyuntor independiente, directamente al contador, con un coste estimado de 600 dólares. Desgraciadamente, la interpretación de la "regla del 120%" varía según la jurisdicción, la compañía eléctrica y el Estado, por lo que no está nada claro que se apruebe mi propuesta de no realizar ninguna mejora. San Diego, por ejemplo, interpreta la "regla del 120%" de la siguiente manera: Suma la corriente nominal de todos los inversores que alimentan la red y multiplícala por 1,25. Ese valor se convierte en el 20% a partir del cual no se puede actualizar. Ese valor se convierte en el 20% a partir del cual el panel del disyuntor está dimensionado. Puede que sea cierto que mi sistema no supera los 20 amperios medidos, pero el cálculo anterior lleva a un valor de algo más de 30 amperios, lo que exigiría un panel de disyuntores de al menos 150 amperios. Aún no se ha tomado una decisión sobre mi caso de no actualización.

Las empresas que instalan paneles solares no se andan con chiquitas con instalaciones de tres paneles o así, justo lo que yo necesitaba para atravesar la brecha entre el umbral de rentabilidad en dólares y el umbral de rentabilidad en energía (kwh), ¡pero estaban listas, dispuestas y capacitadas para instalarme nueve paneles! Por lo tanto, entre las opciones que tendré produciendo bastante más energía de la que consumo estará la de recibir cada año un cheque tras la finalización del ciclo anual de compensación, aunque a la tarifa mayorista de unos 3,7 céntimos por kwh. Durante un periodo de unos 7 años después de la primera instalación, obtuve un crédito en dólares, aunque mi consumo de energía era mayor que la generación de energía, pero el crédito en dólares se basaba en la tarifa "en horas punta", cuando el consumo era generalmente menor que la generación. Sin embargo, en 2011, el periodo de mayor consumo pasó de 10:00 a 18:00 a 11:00 a 18:00, lo que me situó justo por debajo del umbral de rentabilidad. De cara al futuro, cuando la tarifa en horas punta pueda cambiar aún más, decidí instalar un número suficiente de paneles para alcanzar el umbral de rentabilidad en kwh. La nueva instalación, con nueve paneles, tiene seis más de los necesarios para alcanzar el umbral de rentabilidad en kwh. Además de recibir un cheque a la tarifa mayorista, existen otras posibilidades que pueden resultar aún más ventajosas. ¡Esté atento al espacio de arriba!

¿Y la pérdida de producción a lo largo de los años?
Se oye hablar del 0,5% anual. Es decir, por cada año de funcionamiento, la producción de energía de los paneles solares disminuye un 0,5%. ¿Cuánto se acerca eso a la realidad? La primera instalación descrita lleva funcionando más de 13 años. Los datos de generación anual de energía se dan en kilovatios hora en la tabla anterior, mostrando los años completos desde 2005-2006 hasta 2017-2018. Utilizando una calculadora de líneas de regresión de la web, obtenemos la tendencia que se muestra en la figura:

Obsérvese que solo con echar un vistazo a los puntos de datos, por dispersos que estén, se puede ver una tendencia a la baja muy definida. Trece puntos dispersos no tienen mucho sentido para producir una recta de regresión que ofrezca mucha confianza, pero es lo único que tenemos, así que la ecuación resulta y= -25. 74x + 3014,19, de modo que en el año cero, y=3014,19 kwh y en el año 15, y= -25,74*15+3014,19=2628,09 kwh, una pérdida de 3014,19-2628,09=386,1 kwh, o una caída porcentual de 386,1/3014,19*100=12,8%. El porcentaje de caída anual sería de 12,8/15=0,85%. Teniendo en cuenta que la cifra del 0,5% es probablemente una representación del envejecimiento de los paneles limpios, la caída del 0,85% anual en la producción de energía no es sorprendente si se tiene en cuenta la acumulación de capas de polvo mes a mes y el aclarado periódico de los paneles sucios. En mi opinión, la cifra es correcta en cualquier caso.

La desventaja de los paneles fotovoltaicos en tu techo

Eres el dueño de tu propia compañía eléctrica privada, para bien o para mal. La mayoría de la gente no estará interesada en asumir ese rol, al igual que la mayoría de la gente no está interesada en ser operadores de radioaficionados, pilotos de ala delta o buzos de aguas profundas. Como propietario de tu propia compañía eléctrica privada, es tu trabajo mantenerla en funcionamiento, por lo que debes tener un sistema que te avise cuando las cosas vayan mal.

Al principio, nuestro sistema tenía una ventana en el inversor que mostraba la potencia de corriente alterna producida durante el día (arriba). Eso significaba que para asegurarme de que todo funcionaba correctamente, tenía que salir y mirar la lectura en la ventana. Al presionar un botón, se alternaba entre kilovatios de potencia, voltaje, energía diaria, energía total y horas totales de funcionamiento. Un día, sin motivo aparente, eché un vistazo y vi una lectura en blanco (debajo).

De repente, la actitud cambia abruptamente. Eres el director ejecutivo de tu propia compañía eléctrica privada y cuando tus paneles no funcionan, eso significa dinero saliendo de tu bolsillo. Mientras esperaba que llegara el técnico de reparaciones, eché un vistazo a la caja de conexiones donde los cables de los paneles se conectan al cable que conduce al inversor. La retirada de la placa de inspección y una breve investigación revelaron el daño que se ve aquí. El escudo de plástico del conector giratorio se había derretido, dejando al descubierto el conector de compresión cónico que une los cables. El único cable rojo que salía del conector hacia el inversor se había derretido cerca de su entrada en el conector. Los cables retorcidos evidentemente se habían corroído lentamente, la resistencia subió, se generó calor y finalmente se fundió el único cable que iba al inversor. El problema se corrigió después de unos tres días.

Afortunadamente, una actualización del fabricante utiliza bluetooth para transmitir la generación de los paneles desde el inversor a la casa, donde se encuentra en mi estudio.

Tonterías Solares.

No es difícil ver instalaciones de paneles fotovoltaicos con problemas. A veces la gente se mete en líos inocentemente por falta de experiencia. Otros miran una hoja de cálculo que detalla los gastos y toman malas decisiones. Tomemos la sombra como ejemplo. Arriba y abajo se ve un panel completamente expuesto a la luz solar (arriba) y luego con la sombra de una espiga de madera cayendo diagonalmente sobre el panel (abajo). ¡Mira el cambio de corriente por esa pequeña espiga!

Aquí hay una casa en nuestro vecindario con paneles montados de manera que estén sombreados por un poste telefónico cercano durante una parte del día cuando el sol está bajo en el cielo.

A medida que más personas instalan sistemas fotovoltaicos, es lógico pensar que algunos tomarán decisiones informadas y otros no. Es entonces con un poco de diversión que uno puede encontrar instalaciones bastante grandes pero mal concebidas, realizadas por personas que uno pensaría que deberían saber más. Aquí hay una instalación privada ambiciosa de aproximadamente 35 kW en un edificio de apartamentos en Santa Monica, California, que consta de paneles montados tanto vertical como horizontalmente. Los paneles verticales miran al suroeste y no reciben luz solar directa hasta tarde cada mañana. Además, ni los paneles verticales ni los horizontales de la derecha están inclinados hacia el sur en el ángulo de latitud. Las sombras proyectadas por las 3 palmeras y el eucalipto durante la mayor parte del día seguramente tendrán un efecto atenuante en la producción de energía; cuánto dependería del circuito interno en serie/paralelo pero podría determinarse con un sistema equivalente simulado sin sombra. Parece haber un programa de limpieza implementado a juzgar por la apariencia cristalina azul de las superficies de los paneles.

La sombra que los árboles de un vecino proyectan sobre los paneles solares de otro puede convertirse en un tema de litigio en California. La Ley de Control de Sombras Solares, firmada por el gobernador en 1978, prohíbe que los árboles o arbustos sombreen más del 10 por ciento de los paneles solares de un vecino entre las 10 a.m. y las 2 p.m. Esto incluye la sombra en paneles instalados después de que se plantaron los árboles, si estos crecen a una altura que produzca una sombra que exceda lo permitido por la ley. Un caso reciente celebrado que invoca esa ley involucra a vecinos en una comunidad cerca de San Francisco.

El vecino A plantó ocho árboles de secuoya, B, entre 1997 y 1999. El vecino C instaló un sistema de paneles solares fotovoltaicos de 10 kW, C, en 2001. Los árboles de secuoya, B, crecieron hasta que su sombra, D, excedió lo permitido por la Ley de Control de Sombras Solares. En diciembre de 2007, el juez Kurt Kumli del Tribunal Superior del Condado de Santa Clara dictaminó que seis de los árboles podían permanecer y que los dos que generaban más sombra debían ser removidos. KGO-TV informó el 23 de julio de 2008 que el gobernador Schwarzenegger resolvió el conflicto al firmar un proyecto de ley que establece que un árbol que proyecta una sombra sobre el panel solar de un vecino ya no tendrá que ser talado, siempre y cuando los árboles se hayan plantado antes de la instalación de los paneles.

El edificio del Departamento de Transporte de California en Los Ángeles (debajo) tiene un sistema de paneles intercalados en una carcasa de vidrio a prueba de balas en la fachada sur, pero observe en el primer plano que cada fila de paneles sombrea a la de abajo. Además, no hay un programa de limpieza para la superficie del vidrio. Si se pudiera confiar en inundaciones frecuentes que soplan del sur, entonces estos paneles se limpiarían periódicamente, pero ese tipo de clima no ocurre a menudo en el sur de California. Tenemos largos períodos sin lluvia y, cuando llegan las tormentas, suelen ser en forma de lloviznas verticales que limpiarán la fila superior de paneles, pero no servirán de mucho para las de abajo.

El Centro de Convenciones de Los Ángeles tiene un sistema instalado por el Departamento de Agua y Energía de Los Ángeles. Los paneles se colocaron alrededor de la periferia del edificio muy por debajo de la línea del techo (calculo entre 4 y 7 metros). Los paneles que están montados en los lados este y oeste no reciben luz solar directa durante aproximadamente la mitad del día. Los montados en el lado oeste y mostrados en la fotografía de la derecha están a la sombra hasta la tarde.

Por otro lado, un estudiante me preguntó recientemente si posiblemente la instalación se realizó para superar las limitaciones arquitectónicas del edificio y aprovechar la luz solar durante ciertas horas del día. Los paneles fotovoltaicos en los primeros días eran caros y tal instalación difícilmente hubiera tenido sentido, pero se lee que ha habido una bajada del 50% en el precio de los paneles fotovoltaicos, por lo que cada vez más gente puede simplemente pensar en colocar los paneles donde haya espacio, independientemente de las desventajas de inclinación o sombreado. Aquí hay una instalación en Lakewood, California, donde los paneles se colocan planos contra las superficies inclinadas del techo este y sur, donde cada conjunto de paneles producirá energía eléctrica con mayor rendimiento en diferentes momentos. Las hojas del árbol del lado sur en primer plano probablemente producirán problemas de sombra en ciertas horas.

Un sistema compuesto por 3872 paneles de 300 vatios (Schott ASE-300-DGF/50) con una potencia nominal de salida de 1162 kilovatios se instaló recientemente en el campus de CSU Fresno sobre el estacionamiento V. El contratista general de esta instalación fue Chevron Energy Solutions. El propietario de los paneles es MMA Renewable Ventures con quien el campus ha celebrado un acuerdo de compra de energía a 20 años a una tarifa inicial de $0.16 por kilovatio hora y una inflación anual del 2%.

Un análisis de las tarifas actuales que pagan los grandes consumidores de electricidad hace que una tarifa de $0.16 por kilovatio hora parezca un poco cara. Tenga en cuenta que parece haber una ligera inclinación hacia el sur de 1-2 grados, posiblemente pensando en el drenaje.

Sin embargo, en la imagen de arriba cuyo brillo se ha reducido y el contraste aumentado, el efecto de dicho drenaje donde el rocío matutino y las lloviznas ocasionales son las únicas fuentes de precipitación durante varios meses seguidos es un residuo distintivo que se acumula sobre las celdas en la elevación más baja de cada conjunto de segmentos de paneles. No está claro en este escrito si existe un programa de enjuague rutinario.

Aquí hay uno que vale la pena mencionar. Este sistema de 205 kilovatios se encuentra en Washington, D.C. y se dice que comprende 891 paneles solares de 230 W. Efectivamente, 891 x 230 / 1000 = 204.93 kilovatios. Pero Washington, D.C. está en la latitud 38° 53' norte, lo que significa que en el mejor de los casos, la potencia nominal de salida de los paneles horizontales se atenuará por un factor promedio de coseno(38° 53') = 0.78, disminuyendo la cifra anterior a 159.6 kilovatios. A juzgar por la imagen de arriba, no parece haber la menor inclinación para que los paneles se limpien por sí mismos con la precipitación anual de 39.3 pulgadas (100 cm). La energía solar promedio en Washington, D.C. es aproximadamente el 73% de la del sur de California, por lo que se podría argumentar que los paneles horizontales ganarán un poco de la luz solar difusa a través de la frecuente nubosidad de Washington, D.C., pero lo más probable es que la ganancia se vea más que compensada por la pérdida debida a la falta de inclinación en los días soleados. Además, cabría esperar que el polvo que cae sobre estos paneles se convierta en barro en la superficie, al igual que algunos de los otros ejemplos en esta sección, hasta que lleguen los instaladores de paneles para darles un enjuague a presión. ¿Dónde está esta instalación mal concebida?, me preguntará usted. Está en el techo de la sede del... espere... Departamento de Energía de los Estados Unidos.

Esta instalación se puede encontrar sobre el nivel superior de un estacionamiento en Holliston Avenue en Caltech en Pasadena, California. Consta de 1404 paneles Suntech STP170S-24/Ab-1 de 170 vatios, dando una potencia nominal total de 238.68 kilovatios. El letrero en la foto de la entrada indica 199 kilovatios. Fue instalado por EI Solutions. Tenga en cuenta que los paneles están montados horizontalmente. Lo que no queda claro en la imagen es que el único acceso práctico a los paneles para el enjuague periódico sería mediante un elevador hidráulico en los lados este y oeste. La instalación se extiende casi a lo largo de la estructura y el acceso limitado a la superficie del panel en los extremos norte y sur haría que el enjuague periódico de toda la superficie del panel no fuera práctico desde esos puntos de acceso. Un representante de Suntech Energy Solutions señala que cuando se trata de la realización de instalaciones como esta, incluida la ejecución de "acuerdos de compra de energía" por parte de grupos de inversores, la optimización de la producción de energía es solo una de varias consideraciones. Las otras son el nivel y las condiciones de cualquier reembolso por producción, las tarifas de energía por uso horario de la empresa eléctrica, los requisitos de financiamiento para el área disponible y los objetivos declarados del cliente. Es decir, dadas las agendas a veces contradictorias que se encuentran al reunir a un grupo de inversores para realizar una instalación como esta, se deben tener en cuenta otras exigencias.

Un caso de estudio

Un sistema grande (557 kW) fue instalado recientemente en el campus de CSU Dominguez Hills por Sun Edison. Hay 3279 paneles, cada uno con una potencia nominal de 170 vatios, lo que eleva la potencia nominal máxima a 557,430 vatios o 557.43 kilovatios. Los paneles se han montado casi horizontalmente sobre el Estacionamiento 1. En nuestra latitud de 34 grados norte deberían haberse inclinado hacia el sur 34 grados si el objetivo es maximizar la generación de energía. Al mediodía en nuestra latitud en el solsticio de verano, el sol está a 10.5 grados de la vertical. Al mediodía en el solsticio de invierno está a 57.5 grados de la vertical. Suponiendo una pérdida del 0% si los paneles apuntan directamente al sol, los paneles horizontales sufren una pérdida de energía de 1.7% y 46.3% al mediodía en los solsticios de verano e invierno, respectivamente, para una pérdida anual promedio del 24%. Por otro lado, bajo la facturación por Tiempo de Uso (TOU) (discutida anteriormente), el período Pico es de 10 am a 6 pm cuando la tarifa cobrada es más alta y si el objetivo es maximizar su crédito de $, los paneles deben estar inclinados apropiadamente en una dirección suroeste. Aunque a menudo recibimos luz solar brillante en el sur de California de 7 am a 10 am, ese período de tiempo aún cae en la categoría de Fuera de Pico.

Pero la cosa empeora. La falta de inclinación significa que no hay escorrentía natural por gravedad para la lluvia o el agua de enjuague. Si le parece que desde el ángulo de visión agudo en la foto de arriba el color de la superficie es algo diferente al azul metálico típico de una celda fotovoltaica de silicio, tendría razón. Parece (en este escrito del otoño de 2006) que no ha habido ningún servicio de enjuague para mantener la producción máxima. Se ha permitido que la superficie recolecte el polvo de la gran Los Ángeles desde la instalación hace unos cuatro meses, tiempo durante el cual no ha llovido. No está claro en este escrito qué representan las manchas oscuras en el medio de varios paneles, pero la acumulación de suciedad ciertamente no es un buen augurio para la producción general del conjunto de paneles. Tampoco está claro en este escrito quién sufre la mayor desventaja (la universidad o la compañía eléctrica) si la producción de energía cae significativamente debido a la falta de mantenimiento. Solo el conocimiento del acuerdo de facturación específico establecido en el contrato revelaría esa información.

¿Los datos reales respaldan la deprimente conclusión expresada anteriormente? Bueno, sí, en general. El 28 de febrero de 2007, un día sin nubes de 10 am a principios de la tarde, el sistema en nuestra azotea alcanzó su punto máximo a las 10:51 am con una producción promedio de energía de 2271 vatios durante el intervalo de 15 minutos (7 minutos a cada lado) que abarcaba el máximo de 2284 vatios. Tomando la especificación teórica de potencia máxima de salida de estos paneles, el promedio de 2271 vatios se traduce en [2271 / (18 x 165)] x 100 = 76.5%. Ese mismo día, la potencia del sistema universitario alcanzó su punto máximo a las 12:15 pm, mostrando una producción de energía de 319,841 vatios. Realizando un cálculo equivalente se obtiene [318,841 / (3279 x 170)] x 100 = 57.4%, un valor disminuido, según yo, por la falta de inclinación de los paneles en el ángulo de nuestra latitud. En este punto nos vemos obstaculizados para observar más de cerca estas cifras y tratar de establecer cuánto disminuye el valor por la falta de inclinación y cuánto por la caída de polvo porque la inclinación del sistema doméstico en la azotea tampoco es ideal. Sería necesario observar la salida de al menos un panel de 170 vatios cuyo vector normal apunta directamente al sol en el momento de máxima potencia del conjunto de 3279 paneles para establecer una atenuación creíble de la energía debido tanto a la inclinación como a la caída de polvo.

Aquí está el gráfico de líneas de un año de energía generada versus fecha para el sistema universitario.

Ten en cuenta las dos discontinuidades identificadas por las flechas. Representan el aumento de producción después del enjuague. Dado que estamos experimentando el año más seco desde que se llevan registros a partir de la segunda mitad del siglo XIX, hemos tenido muchos días sin nubes. Todos los máximos en la gráfica anterior son representativos de la producción de energía en días sin nubes. Tomando los máximos adyacentes más altos antes y después de la limpieza, tenemos el 27/10/2006 y el 28/10/2006, 1644 kWh y 1930 kWh. El valor inferior es el 85,2% del valor superior. Nuevamente el 15/03/2007 y el 16/03/2007 tenemos 2222 kWh y 2599 kWh respectivamente. El valor bajo es el 85,5% del valor más alto, lo que sugiere que el evento que activa el enjuague por parte del equipo de mantenimiento es una caída del 15% del valor máximo esperado. Las producciones de energía muy bajas y las que están en cero no se explican. Se deben a cortes del sistema de paneles durante una parte o todo el día o a una falla del sistema de recolección de datos. No hay explicación disponible en este escrito.

Paneles Solares Fotovoltaicos, ¿un cambio radical?

En el sur urbano de California, no es inusual ver torres de perforación de petróleo extrayendo petróleo cerca de residencias privadas como la que se muestra aquí.

Los propietarios del petróleo extraído casi con seguridad NO son los residentes de ninguna de las casas circundantes porque los derechos minerales del vecindario se compraron hace décadas. Pero, ¿qué tal una instalación solar en la azotea que produce energía ya sea que esté en casa, en el trabajo o de vacaciones? Sigue bombeando energía, al igual que la torre de perforación, pero no hay perforaciones, derrames, daños al medio ambiente ni es necesario comprar derechos minerales. Piénsalo un poco.

Cosas que no hemos cubierto

1. Arrendamientos. Tenemos un familiar que ha instalado paneles en un acuerdo de arrendamiento. Le pedí que me diera un testimonio sobre su experiencia. Yo diría que su enfoque probablemente señala el camino hacia el futuro. Muy pocas personas quieren ser gerentes de su propia compañía eléctrica privada a menos que puedan encontrar una manera de ser compensados generosamente. Esto es lo que escribe: Alquilando paneles solares. Fue una decisión fácil de tomar. Ya que los estoy alquilando, eso significa que la empresa los posee y tiene que darles servicio. Si la energía cae por debajo del mínimo especificado, depende de ellos averiguar por qué. Claro, podría haber asumido esta responsabilidad y obtener un mayor valor de los paneles, pero el costo era mi tiempo. Y ahora mismo el tiempo es algo que no tengo mucho para gastar, así que lo valoro EXTREMADAMENTE. Hasta ahora no ha habido problemas con mis paneles y siguen generando dinero.
2. Parques solares comunitarios. Se estima que el 85 por ciento de los residentes de EE. UU. no pueden poseer ni arrendar sistemas porque sus techos no son físicamente adecuados para la energía solar o porque viven en viviendas multifamiliares. Si usted es parte del 85%, entonces un parque solar comunitario puede ser para usted. Lea todo al respecto en Parque Solar Comunitario
3. Paneles enchufables.
4. Microinversores
5. Desconectarse de la red utilizando almacenamiento de energía basado en baterías.

Cosas que hemos cubierto brevemente

1. Tarifa de alimentación. Busque en la web una explicación.
2. Medición neta. Busque en la web una explicación.

Conclusión

Para obtener la máxima ventaja de un sistema instalado de paneles fotovoltaicos, se pueden sacar las siguientes conclusiones preliminares:

1. Si está conectado a la red, instale un sistema lo suficientemente grande como para generar tanta energía en kilovatios hora como la que usa durante todo el año. Incluso esa estrategia podría tener que modificarse si la tarifa en pico cambia para ser más alta por la noche. En cualquier caso, debe comenzar a pensar en un Plan B para usar el crédito de energía que acumula durante todo el año y posiblemente instalar más paneles si de repente tiene que pagar la electricidad.
2. Incline sus paneles hacia el sur (en el hemisferio norte) o hacia el norte (en el hemisferio sur) en el ángulo de su latitud.
3. Enjuague periódicamente sus paneles para mantenerlos limpios y maximizar su producción.
4. Si los paneles cubren todas sus necesidades de energía eléctrica, es decir, si el consumo de energía es cercano a la generación de energía, entonces la decisión de cambiar a la medición por "Tiempo de Uso" solo tiene sentido si la tarifa de invierno fuera de pico es mucho más baja que la tarifa de verano en pico que algún Plan B para usar el crédito acumulado se vuelve financieramente atractivo.

Algunas actualizaciones extras para la fecha actual (04/24/2024):

• Se colocaron otro par de bancos de paneles en la cabaña de la montaña porque ahora tenemos dos coches eléctricos en la familia.
• La primera instalación, en 2013, consta de 21 paneles a 245 vatios nominales cada uno para un total de 5145 vatios nominales.
• La segunda, en 2023, consta de 8 paneles a 320 vatios nominales cada uno para un total de 2560 vatios.

Todos los paneles utilizan micro inversores, lo que permite controlar el rendimiento de cada uno de ellos. Adjuntamos una imagen del conjunto el 14 de marzo de 2024, cerca del equinoccio de primavera. Obsérvese el panel oscuro en el segundo conjunto desde arriba. Después de un "intercambio" de micro inversores se llevó a cabo el problema era definitivamente con el panel, no el micro inversor. No se puede hacer algo así si un banco de paneles se alimenta de un único inversor.

5- No opte por la medición por "Tiempo de Uso" si sus paneles producen un poco menos de su requerimiento de electricidad durante el invierno, pero más de lo que usa durante el verano porque un ligero cambio en la tarifa de un período frente a otro puede marcar la diferencia entre un crédito de energía anual y una factura de electricidad no deseada.
6- Si sus paneles producen solo una pequeña fracción de la energía eléctrica que usa durante todo el año, entonces NO cambie a la medición TOU. Hacerlo lo sometería a la tarifa "Verano en Pico" inflada, que al momento de escribir este artículo es del orden de tres veces la tarifa plana.