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Un sistema fotovoltaico para el suministro de energía residencial, comercial o industrial está formado por el conjunto solar y una serie de componentes que a menudo se resumen en el balance del sistema (BOS). Este término es sinónimo de "Balance de planta" q.v. Los componentes del BOS incluyen equipos de acondicionamiento de energía y estructuras para su montaje, normalmente uno o más convertidores de potencia de CC a CA, también conocidos como inversores "Inversor (electrónica)"), un dispositivo de almacenamiento de energía, un sistema de estanterías que soporta el conjunto solar, el cableado eléctrico y las interconexiones, y el montaje de otros componentes.
Opcionalmente, un sistema de balance puede incluir alguno o todos los siguientes elementos: medidor de ingresos de créditos de energía renovable, rastreador de punto de máxima potencia (MPPT), sistema de baterías y cargador, rastreador solar por GPS, software de gestión de la energía, sensores de irradiación solar, anemómetro o accesorios específicos diseñados para satisfacer los requisitos especializados de un propietario de sistema. Además, un sistema CPV requiere lentes o espejos ópticos y a veces un sistema de refrigeración.
Los términos "panel solar" y "sistema fotovoltaico" a menudo se utilizan incorrectamente de manera intercambiable, a pesar de que el panel solar no abarca todo el sistema. Además, "panel solar" se utiliza a menudo como sinónimo de "módulo solar", aunque un panel consta de una cadena de varios módulos. El término " sistema solar " también es un nombre inapropiado para un sistema fotovoltaico.
Panel solar
Los componentes básicos de un sistema fotovoltaico son las células solares. Una célula solar es el dispositivo eléctrico que puede convertir directamente la energía de los fotones en electricidad. Existen tres generaciones tecnológicas de células solares: la primera generación (1G) de células de silicio cristalino (c-Si), la segunda generación (2G) de células de capa fina (como CdTe, CIGS, silicio amorfo y GaAs), y la tercera generación (3G) de células orgánicas, sensibilizadas por colorantes, Perovskita y multiunión.[26][27].
Las células solares c-Si convencionales, normalmente conectadas en serie, se encapsulan en un módulo solar para protegerlas de la intemperie. El módulo consta de un vidrio templado como cubierta, un encapsulante blando y flexible, una lámina posterior de un material resistente a la intemperie y al fuego y un marco de aluminio alrededor del borde exterior. Conectados eléctricamente y montados en una estructura de soporte, los módulos solares forman una cadena de módulos, a menudo llamada panel solar.[28] Un conjunto solar está formado por uno o varios de estos paneles. Un conjunto fotovoltaico, o matriz solar, es una colección enlazada de módulos solares. La energía que puede producir un solo módulo rara vez es suficiente para satisfacer las necesidades de una vivienda o una empresa, por lo que los módulos se unen para formar un conjunto. La mayoría de las matrices fotovoltaicas utilizan un inversor para convertir la corriente continua producida por los módulos en corriente alterna que pueda alimentar luces, motores y otras cargas. Los módulos de una matriz fotovoltaica suelen conectarse primero en serie para obtener la tensión deseada; a continuación, las cadenas individuales se conectan en paralelo para que el sistema pueda producir más corriente. Los paneles solares suelen medirse en condiciones de ensayo estándar (STC) o en condiciones de ensayo PVUSA (PTC), en vatios.[29] Los valores típicos de los paneles oscilan entre menos de 100 vatios y más de 400 vatios. La clasificación del conjunto consiste en la suma de las clasificaciones de los paneles, en vatios, kilovatios o megavatios.
Un módulo fotovoltaico típico de 150 vatios tiene un tamaño de aproximadamente un metro cuadrado. Se puede esperar que dicho módulo produzca 0,75 kilovatios-hora (kWh) todos los días, en promedio, después de tener en cuenta el clima y la latitud, para una insolación de 5 horas de sol / día. La salida y la vida útil del módulo se degradan por el aumento de temperatura. Permitir que el aire ambiente fluya hacia arriba y, si es posible, hacia atrás de los módulos fotovoltaicos, reduce este problema, ya que el flujo de aire reduce la temperatura de operación y, consecuentemente, incrementa la eficiencia del módulo. Eso casi siempre ocurre para instalaciones de un solo módulo fotovoltaico, llevando erróneamente a se considerar dicho fenómeno igual para instalaciones de muchos módulos. Sin embargo, se ha demostrado recientemente que, en generadores fotovoltaicos, el aumento de la velocidad del viento aumenta las pérdidas de energía.[30] Este resultado aparentemente contraintuitivo sigue leyes bien conocidas de la mecánica de fluidos: la interacción del viento con el generador fotovoltaico induce variaciones de flujo de aire que cambian la transferencia de calor de los módulos hacia el aire [3].
La vida útil efectiva de los módulos suele ser de 25 años o más.[31] El período de recuperación de una inversión en una instalación solar fotovoltaica varía mucho y, por lo general, es menos útil que un cálculo del retorno de la inversión .[32] Si bien normalmente se calcula entre 10 y 20 años, el período de recuperación financiera puede ser mucho más corto con incentivos.[33].
El efecto de la temperatura en los módulos fotovoltaicos se suele cuantificar mediante unos coeficientes que relacionan las variaciones de la tensión de circuito abierto, de la corriente de cortocircuito y de la potencia máxima con los cambios de temperatura. En este trabajo se presentan unas pautas experimentales completas para estimar los coeficientes de temperatura.[34].
Debido al bajo voltaje de una célula solar individual (normalmente unos 0,5 V), se cablean varias células en serie en la fabricación de un "laminado". El laminado se ensambla en una caja protectora resistente a la intemperie, formando así un módulo fotovoltaico o panel solar. A continuación, los módulos pueden encadenarse para formar un conjunto fotovoltaico. En 2012, los paneles solares disponibles para los consumidores tenían una eficiencia de hasta un 17% aproximadamente,[35] mientras que los paneles disponibles en el mercado en 2020 pueden llegar hasta el 27%. Se ha registrado que un grupo del Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energía Solar ha creado una célula que puede alcanzar una eficiencia del 44,7%, lo que hace que las esperanzas de los científicos de alcanzar el umbral de eficiencia del 50% sean mucho más factibles.[36][37][38][39].
La producción eléctrica de las células fotovoltaicas es extremadamente sensible al sombreado ("efecto luz de Navidad").[40][41][42] Cuando incluso una pequeña parte de una célula, módulo o conjunto está a la sombra, mientras el resto está a la luz del sol, el rendimiento disminuye drásticamente debido al "cortocircuito" interno (los electrones invierten su curso a través de la parte sombreada de la unión p-n). Si la corriente extraída de la cadena de células en serie no es mayor que la que puede producir la célula sombreada, la corriente (y por tanto la potencia) desarrollada por la cadena es limitada. Si se dispone de una tensión suficiente en las otras células de la cadena, la corriente será forzada a través de la célula mediante la ruptura de la unión en la parte sombreada. Esta tensión de ruptura en las células comunes está entre 10 y 30 voltios. En lugar de aumentar la energía producida por el panel, la célula sombreada absorbe energía, convirtiéndola en calor. Como la tensión inversa de una célula sombreada es mucho mayor que la tensión directa de una célula iluminada, una célula sombreada puede absorber la energía de muchas otras células de la cadena, afectando desproporcionadamente a la producción del panel. Por ejemplo, una célula sombreada puede caer 8 voltios, en lugar de añadir 0,5 voltios, a un determinado nivel de corriente, absorbiendo así la energía producida por otras 16 células.[43] Por tanto, es importante que una instalación fotovoltaica no esté sombreada por árboles u otros obstáculos.
Se han desarrollado varios métodos para determinar las pérdidas por sombreado de los árboles en los sistemas fotovoltaicos, tanto en grandes regiones utilizando LiDAR,[44] como a nivel de sistema individual utilizando sketchup.[45] La mayoría de los módulos tienen diodos de derivación entre cada célula o cadena de células que minimizan los efectos del sombreado y sólo pierden la energía de la parte sombreada del conjunto. La función principal del diodo de derivación es eliminar los puntos calientes que se forman en las células y que pueden dañar el conjunto y provocar incendios.
La luz solar puede ser absorbida por el polvo, la nieve u otras impurezas en la superficie del módulo (denominadas colectivamente como suciedad). La suciedad reduce la luz que incide en las células, lo que a su vez reduce la potencia del sistema fotovoltaico. Las pérdidas por suciedad se acumulan con el tiempo y pueden llegar a ser grandes si no se realiza una limpieza adecuada. En 2018, se estimó que la pérdida de energía anual global debida a la suciedad era de al menos un 3 % - 4 %.[46] Sin embargo, las pérdidas por suciedad varían en gran medida de una región a otra,[47] y dentro de las regiones.[48] Mantener una superficie de módulo limpia aumentará el rendimiento de la producción durante la vida útil del sistema fotovoltaico. En un estudio realizado en una zona con mucha nieve (Ontario), la limpieza de los paneles solares montados en plano después de 15 meses aumentó su producción en casi un 100%. Sin embargo, los conjuntos inclinados a 5° se limpiaron adecuadamente con agua de lluvia. En muchos casos, especialmente en regiones áridas o en lugares próximos a desiertos, carreteras, industria o agricultura, la limpieza periódica de los paneles solares es rentable. En 2018, la pérdida de ingresos estimada inducida por el ensuciamiento se calculó entre 5.000 y 7.000 millones de euros.[49].
La confiabilidad a largo plazo de los módulos fotovoltaicos es crucial para garantizar la viabilidad técnica y económica de la energía fotovoltaica como fuente de energía exitosa. El análisis de los mecanismos de degradación de los módulos fotovoltaicos es clave para garantizar una vida útil actual superior a los 25 años.[50].
La insolación solar se compone de radiación directa, difusa y reflejada. El factor de absorción de una célula fotovoltaica se define como la fracción de la irradiación solar incidente que es absorbida por la célula.[51] A mediodía en un día sin nubes en el ecuador, la potencia del sol es de aproximadamente 1 kW/m²,[52] en la superficie de la Tierra, en un plano perpendicular a los rayos solares. Por ello, las instalaciones fotovoltaicas pueden seguir al sol a lo largo del día para mejorar la captación de energía. Sin embargo, los dispositivos de seguimiento suponen un coste adicional y requieren mantenimiento, por lo que es más habitual que los conjuntos fotovoltaicos cuenten con soportes fijos que inclinan el conjunto y lo orientan hacia el mediodía solar (aproximadamente hacia el sur en el hemisferio norte o hacia el norte en el hemisferio sur). El ángulo de inclinación, a partir de la horizontal, puede variar en función de la estación,[53] pero si es fijo, debe ajustarse para obtener una producción óptima del conjunto durante la parte de máxima demanda eléctrica de un año típico para un sistema autónomo.[53] Este ángulo de inclinación óptimo del módulo no es necesariamente idéntico al ángulo de inclinación para la máxima producción anual de energía del conjunto. La optimización del sistema fotovoltaico para un entorno específico puede ser complicada, ya que hay que tener en cuenta cuestiones como el flujo solar, la suciedad y las pérdidas por nieve. Además, trabajos posteriores han demostrado que los efectos espectrales pueden desempeñar un papel en la selección óptima del material fotovoltaico. Por ejemplo, el albedo espectral puede desempeñar un papel importante en la producción dependiendo de la superficie que rodea al sistema fotovoltaico y del tipo de material de las células solares. Para el clima y las latitudes de Estados Unidos y Europa, la insolación típica oscila entre 4 kWh/m²/día en los climas septentrionales y 6,5 kWh/m²/día en las regiones más soleadas. Una instalación fotovoltaica en las latitudes septentrionales de Europa o Estados Unidos puede esperar producir 1 kWh/m²/día. Una instalación fotovoltaica típica de 1 kW en Australia o en las latitudes del sur de Europa o Estados Unidos puede producir entre 3,5 y 5 kWh al día, dependiendo de la ubicación, la orientación, la inclinación, la insolación y otros factores. En el desierto del Sáhara, con menos nubosidad y un mejor ángulo solar, se podrían obtener idealmente cerca de 8,3 kWh/m²/día, siempre que el viento, casi siempre presente, no haga caer arena sobre las unidades. La superficie del desierto del Sahara es de más de 9 millones de km². De ellos 90.600 km² (es decir, alrededor del 1%) podrían generar tanta electricidad como todas las centrales eléctricas del mundo juntas.[54].
Montaje
Los módulos se ensamblan en matrices sobre algún tipo de sistema de montaje, que puede clasificarse como montaje en el suelo, en el tejado o en un poste. En el caso de los parques solares, se monta un gran bastidor en el suelo y los módulos se montan en él. En el caso de los edificios, se han ideado muchos bastidores diferentes para los tejados inclinados. Para los tejados planos, se utilizan bastidores, contenedores y soluciones integradas en los edificios. Los bastidores de paneles solares montados sobre postes pueden ser fijos o móviles. Los soportes laterales de los postes son adecuados para situaciones en las que un poste tiene algo más montado en su parte superior, como una luminaria o una antena. El montaje en poste eleva lo que de otro modo sería un conjunto montado en el suelo por encima de las sombras de la maleza y el ganado, y puede satisfacer los requisitos del código eléctrico en cuanto a la inaccesibilidad del cableado expuesto. Los paneles montados en poste están abiertos a más aire de refrigeración en su parte inferior, lo que aumenta el rendimiento. Una multiplicidad de bastidores montados en postes puede formar una cochera de estacionamiento u otra estructura de sombra. Un bastidor que no siga el sol de izquierda a derecha puede permitir un ajuste estacional hacia arriba o hacia abajo.
Cableado
Debido a su uso en exteriores, los cables solares están diseñados para ser resistentes a la radiación ultravioleta y las fluctuaciones de temperatura extremadamente altas y, por lo general, no se ven afectados por el clima. Las normas que especifican el uso de cableado eléctrico en sistemas fotovoltaicos incluyen la IEC 60364") de la Comisión Electrotécnica Internacional, en la sección 712 "Sistemas de suministro de energía solar fotovoltaica (FV)", la norma británica BS 7671, que incorpora regulaciones relacionadas con sistemas de microgeneración y fotovoltaicos, y la norma estadounidense UL4703, en el tema 4703 "Cable fotovoltaico".
Rastreador
Un sistema de seguimiento solar inclina un panel solar a lo largo del día. Dependiendo del tipo de sistema de seguimiento, el panel se orienta directamente al sol o a la zona más brillante de un cielo parcialmente nublado. Los seguidores mejoran en gran medida el rendimiento a primera hora de la mañana y a última de la tarde, aumentando la cantidad total de energía producida por un sistema en un 20-25% para un seguidor de un eje y en un 30% o más para un seguidor de dos ejes, dependiendo de la latitud.[55][56] Los seguidores son eficaces en las regiones que reciben una gran parte de la luz solar directamente. Con luz difusa (es decir, bajo nubes o niebla), el seguimiento tiene poco o ningún valor. Dado que la mayoría de los sistemas fotovoltaicos concentrados son muy sensibles al ángulo de la luz solar, los sistemas de seguimiento les permiten producir energía útil durante más de un breve periodo al día.[57] Los sistemas de seguimiento mejoran el rendimiento por dos razones principales. En primer lugar, cuando un panel solar está perpendicular a la luz solar, recibe más luz en su superficie que si estuviera inclinado. En segundo lugar, la luz directa se aprovecha con más eficacia que la angulada.[58] Los revestimientos antirreflectantes especiales pueden mejorar la eficiencia del panel solar para la luz directa y angular, reduciendo en cierta medida el beneficio del seguimiento.[59].
Los rastreadores y sensores para optimizar el rendimiento a menudo se consideran opcionales, pero pueden aumentar la producción viable hasta en un 45%.[60] Las matrices que se acercan o superan un megavatio a menudo utilizan seguidores solares. Teniendo en cuenta las nubes, y el hecho de que la mayor parte del mundo no está en el ecuador, y que el sol se pone por la noche, la medida correcta de energía solar es la insolación, la cantidad promedio de kilovatios-hora por metro cuadrado por día. Para el clima y las latitudes de los Estados Unidos y Europa, la insolación típica varía de 2.26 kWh/m/día en climas del norte a 5,61 kWh/m/día en las regiones más soleadas.[61][62].
En el caso de los sistemas grandes, la energía ganada por el uso de sistemas de seguimiento puede compensar la complejidad añadida. Para sistemas muy grandes, el mantenimiento añadido del seguimiento es un detrimento sustancial.[63] El seguimiento no es necesario para los sistemas fotovoltaicos planos y de baja concentración. Para los sistemas fotovoltaicos de alta concentración, el seguimiento de doble eje es una necesidad.[64] La evolución de los precios influye en el equilibrio entre añadir más paneles solares fijos y tener menos paneles con seguimiento.
A medida que los precios, la confiabilidad y el rendimiento de los seguidores de un solo eje han mejorado, los sistemas se han instalado en un porcentaje cada vez mayor de proyectos a escala de servicios públicos. Según datos de WoodMackenzie / GTM Research, los envíos globales de seguidores solares alcanzaron un récord de 14,5 gigavatios en 2017. Esto representa un crecimiento del 32 por ciento año tras año, con un crecimiento similar o mayor proyectado a medida que se acelera el despliegue solar a gran escala.[65].
Inversor
Los sistemas diseñados para suministrar corriente alterna (CA), como las aplicaciones conectadas a la red, necesitan un inversor para convertir la corriente continua (CC) de los módulos solares en CA. Los inversores conectados a la red deben suministrar electricidad de CA en forma sinusoidal, sincronizada con la frecuencia de la red, limitar el voltaje de alimentación a no más alto que el voltaje de la red y desconectarse de la red si el voltaje de la red está apagado.[66] Los inversores en isla solo necesitan producir tensiones y frecuencias reguladas en forma de onda sinusoidal, ya que no se requiere sincronización o coordinación con los suministros de la red.
Un inversor solar puede conectarse a una cadena de paneles solares. En algunas instalaciones se conecta un microinversor solar a cada panel solar.[67] Por razones de seguridad, se dispone de un disyuntor tanto en el lado de CA como en el de CC para permitir el mantenimiento. La salida de CA puede conectarse a la red pública a través de un contador de electricidad.[68] El número de módulos en el sistema determina el total de vatios de CC que puede generar el conjunto solar; sin embargo, el inversor gobierna en última instancia la cantidad de vatios de CA que pueden distribuirse para el consumo. Por ejemplo, un sistema fotovoltaico compuesto por 11 kilovatios de CC (kW) de módulos fotovoltaicos, emparejados con un inversor de 10 kilovatios de CA (kW), estará limitado a la potencia del inversor de 10 kW. En 2019, la eficiencia de conversión de los convertidores de última generación alcanzó más del 98%. Mientras que los inversores de cadena se utilizan en sistemas fotovoltaicos residenciales y comerciales de tamaño medio, los inversores centrales cubren el mercado comercial y de gran escala. La cuota de mercado de los inversores centrales y de cadena es de aproximadamente el 44% y el 52%, respectivamente, y menos del 1% para los microinversores.[69].
El seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT) es una técnica que utilizan los inversores conectados a la red para obtener la máxima potencia posible de la matriz fotovoltaica. Para hacerlo, el sistema MPPT del inversor muestrea digitalmente la salida de potencia siempre cambiante del panel solar y aplica la resistencia adecuada para encontrar el punto de máxima potencia óptimo.[70].
El antiisla") es un mecanismo de protección para apagar inmediatamente el inversor, impidiendo que genere energía de CA cuando la conexión a la carga ya no existe. Esto ocurre, por ejemplo, en el caso de un apagón. Sin esta protección, la línea de suministro se convertiría en una "isla" con energía rodeada por un "mar" de líneas sin energía, ya que el conjunto solar sigue suministrando energía de CC durante el apagón. El aislamiento es un peligro para los trabajadores de la compañía eléctrica, que pueden no darse cuenta de que un circuito de CA sigue recibiendo energía, y puede impedir la reconexión automática de los dispositivos.[71] La función antiisla no es necesaria para los sistemas completos sin red.
Batería
Aunque siguen siendo costosos, los sistemas fotovoltaicos utilizan cada vez más baterías recargables para almacenar un excedente que luego se utilizará por la noche. Las baterías utilizadas para el almacenamiento en la red también estabilizan la red eléctrica al nivelar las cargas máximas y desempeñan un papel importante en una red inteligente, ya que pueden cargarse durante períodos de baja demanda y alimentar su energía almacenada a la red cuando la demanda es alta.
Las tecnologías de baterías más utilizadas en los sistemas fotovoltaicos actuales son la batería de plomo-ácido regulada por válvula - una versión modificada de la batería de plomo - ácido convencional -, las baterías de níquel-cadmio y las de iones de litio. En comparación con los otros tipos, las baterías de plomo-ácido tienen una vida útil más corta y una menor densidad energética. Sin embargo, debido a su alta fiabilidad, su baja autodescarga y sus bajos costes de inversión y mantenimiento, son actualmente la tecnología predominante en los sistemas fotovoltaicos residenciales de pequeña escala, ya que las baterías de iones de litio están todavía en fase de desarrollo y son unas 3,5 veces más caras que las de plomo. Además, como los dispositivos de almacenamiento de los sistemas fotovoltaicos son estacionarios, la menor densidad de energía y potencia y, por tanto, el mayor peso de las baterías de plomo-ácido no son tan críticos como, por ejemplo, en el transporte eléctrico[9] Otras baterías recargables consideradas para los sistemas fotovoltaicos distribuidos son las de sodio-azufre y las de vanadio-redox, dos tipos destacados de batería de sales fundidas y de flujo, respectivamente[9] En 2015, Tesla Motors lanzó la Powerwall, una batería recargable de iones de litio con el objetivo de revolucionar el consumo energético.[73].
Los sistemas fotovoltaicos con una solución de batería integrada también necesitan un controlador de carga, ya que el voltaje y la corriente variables del panel solar requieren un ajuste constante para evitar daños por sobrecarga.[74] Los controladores de carga básicos pueden simplemente encender y apagar los paneles fotovoltaicos, o pueden medir pulsos de energía según sea necesario, una estrategia llamada PWM o modulación por ancho de pulso . Los controladores de carga más avanzados incorporarán la lógica MPPT en sus algoritmos de carga de la batería. Los controladores de carga también pueden desviar energía para algún otro propósito que no sea la carga de la batería. En lugar de simplemente apagar la energía fotovoltaica gratuita cuando no se necesita, un usuario puede optar por calentar aire o agua una vez que la batería esté llena.
Control y medición
El contador debe ser capaz de acumular unidades de energía en ambas direcciones, o se deben utilizar dos contadores. Muchos contadores acumulan bidireccionalmente, algunos sistemas utilizan dos contadores, pero un contador unidireccional (con retén) no acumulará la energía de cualquier alimentación resultante a la red.[75] En algunos países, para las instalaciones de más de 30 kWp se requiere un monitor de frecuencia y de tensión con desconexión de todas las fases. Esto se hace cuando se genera más energía solar de la que puede acomodar la compañía eléctrica, y el exceso no puede exportarse ni almacenarse. Históricamente, los operadores de la red han tenido que proporcionar líneas de transmisión y capacidad de generación. Ahora tienen que proporcionar también almacenamiento. Normalmente se trata de almacenamiento hidráulico, pero también se utilizan otros medios de almacenamiento. Al principio, el almacenamiento se utilizaba para que los generadores de carga base pudieran funcionar a pleno rendimiento. Con la energía renovable variable, el almacenamiento es necesario para permitir la generación de energía siempre que esté disponible, y el consumo siempre que sea necesario.
Las dos variables que tiene un operador de red son almacenar electricidad para cuando se necesita o transmitirla a donde se necesita. Si ambos fallan, las instalaciones de más de 30 kWp pueden apagarse automáticamente, aunque en la práctica todos los inversores mantienen la regulación de voltaje y dejan de suministrar energía si la carga es inadecuada. Los operadores de redes tienen la opción de reducir el exceso de generación de sistemas grandes, aunque esto se hace más comúnmente con energía eólica que con energía solar, y da como resultado una pérdida sustancial de ingresos.[76] Los inversores trifásicos tienen la opción única de suministrar energía reactiva, lo que puede resultar ventajoso para satisfacer los requisitos de carga.[77].
Las instalaciones fotovoltaicas necesitan ser monitorizadas para detectar averías y optimizar su funcionamiento. Existen varias estrategias de monitorización fotovoltaica en función del rendimiento de la instalación y de su naturaleza. La monitorización puede realizarse in situ o a distancia. Puede medir sólo la producción, recuperar todos los datos del inversor o recuperar todos los datos de los equipos de comunicación (sondas, contadores, etc.). Las herramientas de supervisión pueden dedicarse sólo a la supervisión u ofrecer funciones adicionales. Los inversores individuales y los controladores de carga de baterías pueden incluir la supervisión mediante protocolos y software específicos del fabricante.[78] La medición de energía de un inversor puede tener una precisión limitada y no ser adecuada para fines de medición de ingresos. Un sistema de adquisición de datos de terceros puede supervisar varios inversores, utilizando los protocolos del fabricante del inversor, y también adquirir información relacionada con las condiciones meteorológicas. Los contadores inteligentes independientes pueden medir la producción total de energía de una instalación fotovoltaica. Se pueden utilizar medidas independientes, como el análisis de imágenes por satélite o un medidor de radiación solar (un piranómetro), para estimar la insolación total a efectos de comparación.[79] Los datos recogidos por un sistema de monitorización pueden visualizarse a distancia a través de la World Wide Web, como OSOTF.
Dimensionamiento del sistema fotovoltaico
Conociendo el consumo energético anual en Kwh de una institución o una familia, por ejemplo de 2300Kwh, legible en su factura eléctrica, es posible calcular el número de paneles fotovoltaicos necesarios para satisfacer sus necesidades energéticas. Al conectarse al sitio https://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/es/ , después de seleccionar la ubicación en la que instalar los paneles o hacer clic en el mapa o escribir el nombre de la ubicación, debe seleccionar "FV en red" y "Mostrar resultados" obteniendo la siguiente tabla por ejemplo referente a la ciudad de Palermo:.
Usando el programa wxMaxima "Maxima (software)"), el número de paneles necesarios para un consumo anual de 2300 kWh y para una tecnología de silicio cristalino con un ángulo de inclinación de 35°, un ángulo de orientación de 0° y total pérdidas iguales a 21.88 % es 6 redondeado:.
De media, cada familia consigue consumir un 30% de energía directamente de la fotovoltaica. El sistema de almacenamiento puede llevar su autoconsumo a un máximo del 70%, por lo tanto la capacidad de almacenamiento de la batería que debe ser en el caso concreto es: 4,41 kWh que redondeado es 4,8 kWh.
Si el precio de la energía es de 0,5 €/Kwh, el coste de la energía sin impuestos será de 1150 € al año:.
Así si un panel de 300W cuesta 200€, la batería de 4.8Kwh cuesta 3000€, el inversor para convertir la corriente continua en alterna 1000€, el regulador de carga 100€, la instalación cuesta 1000€ el coste total será de 6300€:.
que se amortizan en 5,46 años:.
teniendo la batería una vida de 10 años y los paneles 25-30 años.