Tema: Generaci?n de energ?a. Relaci?n ?ptima inversi?n/generaci?n

Esta admitido que aproximadamente la relación óptima de potencia de inversor / Potencia de generador es aproximadamente 0,7 (E.Lorenzo). Así, supongamos que tengo una instalación con un inversor de 100 KW y 130 Kwp de paneles (relación = 0,77). Mi consulta es conocer si puedo considerar que la energía que se va a generar van a ser 130 Kw debido a que en momentos puntuales de mayor radiación el inversor puede superar su potencia nominal (perdiendo rendimiento) o, por el contrario, he de considerar la potencia nominal (100 Kw) como potencia máxima a generar por el sistema.

Si lo correcto fuese el segundo caso entraríamos en otro debate de buscar la óptima relación inversión / generación porque obviamente generará casi la misma energía (pongamos un 2% menos) una instalación de 100 Kwp y 100 Kwi (Kw de inversor) que la de 130 Kwp siendo sin embargo casi un 25% más económica.

¿qué opináis?

Muchas gracias.

Hay varios puntos que comentar respecto a lo que dices, welsulgo:

1- La potencia máxima de salida de un inversor de 100 kW nunca va ser 130 kW, estará en torno a 110-115 a lo sumo.

2- Se puede hacer uso en momentos puntuales, por parte del inversor, de ese margen para dar más potencia a la salida como  dices.

3- Aún jugando con ese posible incremento, la potencia máxima del sistema difícilmente alcanzará esa cifra, principalmente por efecto de la temperatura. Si diseñas una hoja excel, por ejemplo, con la ecuación característica de un módulo fotovoltaico, verás que,para pares de valores de irradiancia y temperatura, la potencia del módulo se sitúa en el 99% de los casos (en España) en valores entorno al 90% de la potencia nominal de los módulos. Esto se debe, como ya sabes, a que los datos que proporciona el fabricante se refiere a condiciones estándar de medida.

4- En casos aislados y poco frecuentes, los módulos pueden alcanzar, y rara vez superar, su propia potencia nominal. Aún así, teniendo en las pérdidas del sistema antes del acondicionamiento de potencia y el descenso de la eficiencia del inversor cuando trabaja a altas potencias, complica bastante el obtener potencias superiores a las nominales del inversor.

No obstante, cuando mayor es el factor de dimensionado, es más factible que ocurra, pues, obviamente, hay más módulos produciendo.

5- No sé cuál es tú interés en saber la potencia máxima que puede dar el sistema. Si es por motivos de cálculos de productividad energética, no debes tener en cuenta esos mínimos picos de producción que se puedan dar en circunstancias poco habituales. Del mismo modo que tampoco se tiene en cuenta los momentos en los que el sistema está dando sólo el 10% de su potencia pico.

Respecto al segundo punto que comentas, respecto a cuál es entonces el factor de dimensionado óptimo del inversor, este debe responder a dos premisas que ya has comentado: producción de energía y coste del sistema.

En realidad, 0,7 no es únicamente  el factor de dimensionado óptimo, sino también es un punto crítico a partir del cual, incrementos de valor en la relación de tamaño generador-inversor apenas repercuten en un aumento en la productividad del sistema (decrece a partir de 0,7 pero de manera poco significativa).

Eso es lo que dice el artículo... no estoy del todo de acuerdo. Un  sistema de 100 picos para 100 nominales estaría convirtiendo en AC toda la potencia CC entregada ( menos las pérdidas por conversión), la cual sería menor ( más que el 2% que comentas) que la entregada por un sistema con 130 kWp para 100 kWn.
A no ser que se igualen a la baja, es decir, que que el sistema de 130 tenga unas pérdidas en CC tan minúsculas queque no pueda entregar toda su potencia CC al inversor porque éste es demasiado pequeño, conclusión que puede llevar a confusiones...

Es decir, que entre 0,7 y 1 opino que hay diferencias importantes. Entre 0,7 y valores cercanos por arriba, no tan significativas como para no ahorrar en módulos.

Entonces, que factor elegir? estima las pérdidas de captura, considera la eficiencia del inversor elegido y tendrás un valor inicial de factor de dimensionado. A esto añádele consideraciones económicas y tendrás el valor del factor de dimensionado a aplicar.

Espero haberte aclarado algo.

Saludos.

Completamente de acuerdo con simosol.
Welsungo, ¡ojo con la potencia que conectas a inversores!
A parte de las indicaciones de simosol, ten en cuenta que es muy conveniente equilibrar el campo fotovoltaico, es decir, que tengamos conexiones en paralelo de la misma cantidad de módulos en serie, para que no nos lleguen intensidades muy dispares a los diferentes strings del inversor.
Ten en cuenta que las conexiones deben respetar la Vmax del inversor y su Imax, incluso es conveniente que esten al menos un 30% por debajo para evitar las sobreintensidades debidas a picos de radiación.
Por otro lado, ten en cuenta que la tension finalmente escogida debe estar dentro del margen de capacidad de seguimiento del MPP del seguidor, pero preferiblemente no muy cerca del mínimo (no sera capaz de seguir el MPP durante la mayor parte del tiempo).
Asi que al final, el conjunto de todos estos (más los que menciona simosol) se convierten en factores limitantes sobre la potencia a conectar a cada inversor.
Saludos y mucho sol.

La verdad es que la duda que se me presenta es más económica y en cuanto a producción que técnica. Quizás no me expliqué bien en mi consulta.

Dado un modelo de inversor específico es fácil conocer el rango de número de módulos a conectar con él según su rango de voltaje de seguimiento (teniendo tambien en cuenta la tensión de conexión del mismo), lo mismo con el margen de potencias a conectar con dicho inversor, todo ello intentando que éste trabaje al máximo rendimiento (buscando una relación de potencias 0,7 - 0,8 aproximadamente).
El tema, que creo me lo ha aclarado simosol correctamente, es conocer si un inversor de 0,7·X Kw conectado a un generador de X KW me podrá generar más energía que la nominal.

Supongamos dos sistemas y valores promedio para facilitar los cálculos y explicar a la conclusión que quiero llegar:

A) Pinv = 100 KW, Pgen = 130 KW, Rend inversor = 96%.
HSP anuales = 48 (4 HSP / mes).
PR = 75% * 96% = 72%
Energía mensual = 100.000 W * 4 * 30 dias * 0,72 = 8.640 Kwh/mes
Energía anual = 8.400 * 12 = 103.680 KWh
Coste del sistema = 6 €/wp * 130 KW = 780.000 euros

B) Pinv = 100 KW, Pgen = 100 KW, Rend inversor = 93% (por el menor número de paneles).
HSP anuales = 48 (4 HSP / mes).
PR = 75% * 93% = 69,75%
Energía mensual = 100.000 W * 4 * 30 dias * 0,6975 = 8.370 Kwh/mes
Energía anual = 8.370 * 12 = 100.440 KWh
Coste del sistema = 6 €/wp * 100 KW = 600.000 euros

Como veis tengo un defecto grave y es que me gusta intentar siempre llegar a resultados lo más empíricos posibles, defecto muy acusado en un mundo en el que se trabaja con valores aproximados y factores de seguridad constantemente. Y por aquí está mi idea, ¿cuál sería la relación óptima considerando la inversión y la generación entre la potencia del generador y la del inversor? Obviamente, para tan poca diferencia de generación energética no dudaría en decantarme por la opción B debido a la alta diferencia del coste, pero supongo que haciendo varias aproximaciones y estudios de viabilidad es fácil encontrar la relación óptima considerando dichos parámetros.

Bueno, no me hagáis caso, a veces se me ponen las neuronas a trabajar más de la cuenta y pasan estas cosas.

Muchas gracias a los dos.

Pero Welsungo, es que el cálculo de la energía generada no se hace así, se debe emplear la potencia pico del generador, no la nominal de la instalación.

Entonces cabría pensar que, cuantos más Wp conecte a un inversor, más energía voy a obtener. Eso es relativamente cierto, pero está limitado por el empleo de un factor de dimensionado correcto.

Por ejemplo, para el caso de 130, si aplicamos las pérdidas de captura ( 25%), estaría llegando al inversor unos 97,5 kW, que multiplicado por el resto de factores que intervienen en el PR, nos dará la energía generada.
Por contra, en el caso de 100 kWp,para las mismas pérdidas de captura, estarían llegando 75kW al inversor, luego es obvio que producirá menos energía ese sistema. Y ahí es donde yo difiero del artículo que comentas, pues la diferencia de producción entre ambas tipologías es, como puedes comprobar, superior al 2%.

No me he parado a calcular la relación óptima porque considero que debe tratarse cada caso particularmente. Porque, ya puestos a abaratar costes, ¿por qué no ponemos un inversor de 75kW a los 100 kWp y así ahorramos en inversores? sería un cículo vicioso. Depende de lo que pide el cliente. Si te pide instalaciones de con una potencia nominal concreta, entonces sí merece la pena echar unos números, pero también suelen pedir que ocupes cierta superficie con módulos, y entonces es otro cantar.

De todos modos, ese cálculo no es nada complicado, tomas las 4 tipologías más clásicas (0,7;0,8;0,9 y 1) y estudias su rentabilidad.

Saludos.

Simosol gracias, esta última respuesta tuya me ha resuelto muchas dudas.

Hola

He leído el excelente artículo de Eduardo Lorenzo y discrepo de una parte de la lectura que Eduardo hace de la situación, que no de los datos.

Decir primero que simosol ha explicado lo que pienso de una forma más clara que lo podría haber hecho yo, que lo resumiría símplemente como: "si entre valores de kWi/kWp entre 0,7 y 1,4 el rendimiento del inversor es cercano a 100% de su rendimiento nominal, entonces hay una relación directa entre los kWp instalados y la energía exportada"

Es decir, que si el inversor tiene un rendimiento del 95% y éste rendimiento varía entre:
- 94% para kWp= 1,4 x kWi
- 95% para kWp= 1,0 x kWi
- 94% para kWp= 0,7 x kWi
Entonces interesa poner más kWp porque se traducirán directamente en kWh, la relación directa entre la potencia de pico y la producción.

Por otra parte está el tema económico: no te puede costar 6€/Wp un sistema de 130/100 y otro de 100/100, pero es que además esta diferencia se acentuará con el tiempo, cuando los paneles bajen.

Con el panel a 3,6 €/Wp (en cantidades) en estos momentos el "peso" relativo de los paneles en una instalación es fuerte, y el precio unitario de un sistema de 130/100 te puede salir solamente un poco más barato que un sistema de 100/100 (tal vez 5,8 €/Wp del primero frente a 6 €/Wp del segundo).

Sin embargo, con una bajada del panel que creo que se debe producir porque la tecnología puede producir a 2,5 €/Wp y lo que mantiene el precio alto es la falta de silicio, el "peso" de los paneles en la instalación debería ser inferior al 50% dentro de cuatro años. En este escenario aumentar la potencia del generador hacia los 130/100 tendrá sentido habida cuenta su traducción directa en energía producida.

Saludos

Es interesante eso que comentais de la mejor relación o dimensionamiento para maximizar la producción y minimizar el coste. Pongamos un ejemplo concreto. En una zona de España, por ejemplo, Castilla La Mancha, para un inversor de 5 kwn qué potencia pico de paneles configurarían esos requistos ?

Así a ojo yo diría que entre 6 y 6,5 kWp, tal vez hacia 6,3 kWp.
¿Qué opináis los demás?

yo creo que pueden ir por ahí los tiros.

Lo ideal sería estudiarlo con una hoja excel delante e ir poniendo diferentes casos... hasta encontrar el óptimo.