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- Planeamiento de un Sistema Solar Fotovoltáico para el Hogar y Pequeño o Mediano Negocio

Planeamiento de un Sistema Solar Fotovoltáico para el Hogar y Pequeño o Mediano Negocio:

Antes de comenzar, primero y lo más importante - tiene que asegurarse que el lugar en donde instalará el generador solar fotovoltáico pueda operar lo más cercano a su índice de eficiencia. Si las condiciones del lugar (el techo de su casa o negocio, el patio, etc) va a limitar la producción de electricidad aún por 20-25% – todo lo demás es irrelevante y probablemente una solución solar no sea para ud.

Paso 1 – Determine si el lugar puede acomodar un sistema solar fotovoltáico

Exposición al Sur:
Un sistema solar fotovoltáico funciona convirtiendo la luz del Sol en electricidad, por lo que lo primero que se requiere es que haya suficiente luz del Sol a lo largo del año, con muy poca obstrucción o sombra de ser posible. Si usted planea usar un sistema solar que estará fijo (usualmente un generador solar montado en el techo), usted necesitará ubicarlo de tal forma que esté orientado hacia el Sur. En este caso su sistema solar fotovoltáico colectará la mayor cantidad de luz del Sol posible, por lo mismo que el Sol se mueve de Este a Oeste.
Sombra:
Durante el año, El Sol se posiciona muy diferente, dependiendo de la estación – en el verano el Sol está muy alto y en el inierno está más bajo. Usted debe considerar esto por lo mismo que tiene un potencial de hacer que su sistema sea muy ineficiente. Los Buscadores de Ruta Solares se usan por profesionales solares para determinar la posición del Sol durante el año y encontrar cualquier sombra que puede obstruir la luz del Sol a los paneles solares fotovoltáicos. Usando un buscador de ruta, usted puede determinar si es que tiene más sentido tener un sistema solar instalado en su espacio y si necesitará remover algo que provoque sombra – eg. cortar algunos árboles o mover la casa de su vecino unos 20 pies a la izquierda.

Es poco usual que un propietario de vivienda tenga un buscador de ruta solar a la mano, pero usando un poco de sentido común, puede obtener una buena idea si tiene demasiadas sombras o si su espacio es perfecto para la instalación de un sistema solar fotovoltáico.

 

 

Angulo o pendiente para los paneles solares:

Dependiendo de donde vive o planea instalar su sistema solar, el ángulo o inclinación de los paneles puede tener un efecto significativo en la producción de electricidad. Por ejemplo, en New England el Sol está alrededor de 20 grados a la superficie de la Tierra y alrededor de 45-50 degrees durante el verano. Si usted planea tener un sistema solar fijo instalado en California o en una longitud similar, el ángulo ideal para sus paneles podría ser entre 30-32 grados. Si está más al Sur en el hemisferio Norte, el Sol estará más alto en el cielo por lo que es mejor reducir el ángulo de los paneles solares. En el ecuador, los paneles solares pueden estar puestos horizontalmente sobre la superficie y obtendrán máxima electricidad de production. En los polos norte y sur, los paneles deberán ponerse verticalmente.

Tamaño de su techo:

Si usted planea tener un sistema solar montado sobre el terreno, esto será irrelevante porque usualmente hay espacio suficiente para tener instalado un sistema de tamaño decente. Si como muchas otras personas, usted planea tener paneles solares instalados sobre su techo, dependiendo del número de Kilowatts que ha planeado para su futuro sistema solar, usted puede necesitar una superficie de techo considerable. Si usted tiene un techo grande y está pensando en un techo metálico, un sistema solar fotovoltáico de techo integrado como el techo metálico standing seam con Uni-paneles solares, es una buena opción que le otorga un techo duradero y agradable a la vista slick-looking pero paneles solares que son eficientes con una película fina de amorphous-silicon. Estos productos requieren más espacio para producir la misma cantidad de corriente eléctrica, pero son una mejor opción desde el punto de vista de longevidad e integración del techo y del sistema solar.

Asumamos que ahora usted ha realizado una inspección del lugar y determinado que ese espacio será un buen lugaar para tener un sistema solars instalado. Quizás usted tendrá que podar algunos árboles, pero en general, tiene un techo de tamaño decente mirando hacia el Sur con un buen ángulo de 35 grados sin o con muy poca sombra yendo de Este a Oeste.

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Paso 2 – Determine el tamaño (en Watts) de su futuro Sistema Solar Fotovoltáico:

Lo siguiente sorprenderá a mucha gente, pero sistemas solares fotovoltáicos son cotizados en Watts o Kw – NO en pies cuadrados. Cada persona que nos llama para saber acerca del techo solar, nos pregunta: “cuánto cuesta un sistema solar por pie cuadrado?”. La verdad es – No podemos responder esta pregunta y francamente nadie puede. La pregunta por sí misma es incorrecta, pero aquí está la respuesta correcta: El costo de un sistema solar es determinado por el tamaño del sistema medido en KW. Aquí le explicaremos cuantos kilowatts de un sistema solar puede necesitar o querer, y más adelante encontrará cuanto le costará.

Cuántos Kilowatts necesito?

esto es actualmente simple, pero preste atención a la teoría que está detrás de todo esto. La producción de electricidad de su sistema solar depende de la cantidad de “horas de luz del Sol” que tenga en su área. En Massachusetts y en los estados aledaños (Connecticut, Rhode Island, Southern NY) se da un promedio de 4.2 – 4.5 horas de luz del Sol por día al año. Esto toma en cuenta los días lluviosos y nublados como también los días largos y soleados del verano y los días cortos de invierno.

La mayoría de las familias en los Estados Unidos consumen un promedio de 750 kWh (kilowatt-hours) al mes. Asumendo unas 4.5 horas al día de luz solar en su área, 1 Kilowatt de un sistema solar fotovoltáico debe producir 4.5 kilowatt-horas de electricidad DC por día. Al mes producirá 135 kWh DC. Ahora, esta corriente DC tiene que ser convertida a AC, para que sus aparatos domésticos los puedan usar. El invertidor se encarga de esta parte, así como también hace que sus paneles solares trabajen en su producción óptima. Sin embargo, como cualquier dispositivo eléctrico, éste tiene resistencias por lo que habrá pérdidas de corriente. Los invertidores modernos en promedio pierden un 3% de electricidad debido a la resistencia, mientras que la pérdida total puede llegar a ser del 7-10% ó más, dependiendo del buen o pobre diseño de su sistema.

 

 

Basicamente, para ser completamente independiente de la compañía pública de electricidad usted necesitará producir alrededor de 750 kWh de electricidad AC. Con 4.5 horas de luz solar al día usted necesitará un generador solar fotovoltáico de 6 kW (5.83 kW para ser exactos, pero tenga en cuenta de que todo esto es relativo) el cual esté óptimamente diseñado y ubicado en algún lugar óptimo – sin sombras, un ángulo perfecto, etc. Es el mejor escenario para este caso. Entonces, qué tamaño de sistema solar necesitará? Cuando considere la instalación de un sistema solar fotovoltáico, usted como propietario de su vivienda o negocio necesitará saber el tamaño futuro de su sistema solar en kW (1 kilo watt es 1000 watts) y el costo asociado con este sistema solar. También necesita establecer su consumo anual actual de electricidad y decidir si desea reducir o eliminar completamente el uso de electricidad que usted compra de la compañía pública de electricidad. Primero, junte sus recibos de electricidad por los últimos doce meses, registre el total de electricidad consumida – el número de kW-horas, y el monto total que tuvo que pagar, excluyendo cualquier penalidad por pagos atrasados u otros pagos misceláneos. Divida su costo total entre el número total de kWh – esto le dará su costo real por kWh.

Por ejemplo, en Massachusetts, el costo promedio de electricidad para uso residencial es 19-24 centavos por kWh, y 15-17 centavos por kWh para uso comercial. Ambos están programados para aumentar en un 20% en el futuro cercano, como fue anunciado en Abril del 2008, por las compañías públicas de suministro de energía.

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Diseño de un Sistema Solar Fotovoltáico, a la medida de sus necesidades

Para darle el mejor uso a su sistema solar, usted necesitará capturar tanta luz solar como le sea posible, por lo tanto la mejor ubicación para poner su sistema solar es sobre el techo dando frente al Sur. También querrá que su sistema sea instalado a un cierto ángulo – entre 20-30 grados.

Asumiendo que tenga 4.5 horas de Sol al día, un sistema solar fotovoltáico de 1 kW producirá 4.5 kWh por día, y 135 kWh en un mes de 30 días (4.5 x 30 days). Tenga en cuenta que la energía producida es en DC volts, y cuando pasa por la conversión a AC, perderá alrededor del 20-25% de esa electricidad.

El consumo promedio de electricidad de una familia es 750 kWh al mes para una casa. Para cubrir el 100% de ese consumo con electricidad solar, usted necesitará un sistema solar fotovoltáico de alrededor 8 kW. 135 kWh DC x 8 = 1080 kWh – 10% = 972 kWh AC al 100% de producción de salida de los paneles solares. Note que todos los paneles solares pierden un promedio del 0.5% de producción de salida por año, ó 10% a lo largo de sus 20 años del periodo de garantía.

 

 

El promedio de instalaciones solares es de 2-4 kW por sistema el cual usualmente elimina entre el 50-70% de la electricidad que usted compra. Sin embargo, esas instalaciones aún dependen de electricidad adicional. Las instalaciones solares comerciales pueden variar entre 10 kW hasta más de 1 MW (1 megawatt = 1000 kW).

Los sistemas solares fotovoltáicos comerciales pueden suministrar corriente a edificios en los que son instalados o pueden ser como les llaman, un parque solar – o una planta de corriente solar que suministra electricidad directamente a la red de electricidad pública.

CMR Solar Energy Integrators se especializa en instalciones más pequeñas sobre el techo para uso doméstico o en negocios. Los parques solares van mucho más allá de los alcances de esta guía, y es considerado un servicio público de suministro de energía para efecto de impuestos y otros porpósitos.

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Paso 3 – Como escoger el equipo para su sistema solar:

Esta es la parte más difícil, por lo que no hay una respuesta correcta para esta pregunta. Sin embargo, existe una pauta general a seguir, el cual le ayudará a escoger los paneles solares, inversores, unidades de control, monitores de producción, etc, de mayor duración y mejor rendimiento.

Esta parte de nuestra guía solar será también la parte más confusa, por que cubriremos el equipo y el tamaño de los sistemas solares y como emparejar diferentes componentes y obtener los mejores reembolsos de equipos solares fotovoltáicos, todo al mismo tiempo.

Empecemos: para evitar mayor confusión como sea posible, vamos a pretender que estamos diseñando un sistema solar de 3 kW para una instalación residencial en Massachusetts. Algunas de estas variables serán diferentes dependiendo del Estado en que vive, pero esta será una buena referencia de partida para usted.

Métricas básicas para escoger el equipo solar (o cualquier equipo electrónico para este caso) son tales que usted no querrá adoptar esta tecnología tan pronto. Usted querrá comprar equipos de la segunda o tercera generación (por ejemplo el inversor), el cual es una decisión muy justificable pues todos los errores de la primera y segunda generación han sido corregidos y los equipos rinden a su máxima eficiencia.

Ud también querrá equipos evaluados por UL, o su inspector eléctrico jamás firmará los permisos. Un buen ejemplo de tales inversores es el Sunny Boy 2500, el cual es la terecera generación, probado y verdadero caballo de trabajo que también ofrece una de las mejores opciones de expandibilidad y eficiencia. Esto no es para decir que los otros inversores son malos – usted debe usar métricas de 2da/3ra generación y hacer la debida investigación.

 

 

También necesita tener en cuenta el tiempo de vida promedio del inversor que es de 7-10 años ya que su costo es alto (en promedio usted puede esperar a pagar casi por debajo de $1 por watt de la capacidad del inversor). Si usted planea por un sistema solar grande, es mejor tener varios inversores pequeños en vez de uno grande. Si uno pequeño falla, los otros aún siguen funcionando, y su sistema estará sólo parcialmente inoperativo y es mucho más económico reemplazar una unidad de $3,000 en vez de una unidad de $15,000.

Para nuestro sistema solar hipotético escogeremos uno de los inversores más sencillos de Sunny Boy, evaluados a 3000 ó 3500 watts. Nunca hay un número exacto de watts producidos y en el primer año, su sistema solar sólo producirá alrededor del 10% más de su capacidad evaluada. Usted querrá usar eso pero tampoco querrá "sobrecargar" su inversor: esto es algo confuso – el inversor sólo aceptará tanta electricidad como tenga en su rango de capacidad – no más, por lo que cualquier cosa extra sólo desaparecerá.

Un inversor dimensionado sólo un poco más grande permitirá alguna futura expansión de su sistema solar.

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Costo de Sistemas Solares Fotovoltáicos:

El costo promedio nacional para instalar un sistema solar fotovoltáico está entre $6 a $7 por watt ó $6000-$7000 por kW DC (corriente directa). Las instalaciones pequeñas están al tope de este rango de precios debido a los costos fijos tales como equipo, configuración, instalación, permisos y documentación.

Los componentes más caros del sistema solar fotovoltáico son los paneles solares por si mismos, sin embargo, equipos como el inversor (el cual convierte DC en AC y alimenta a su medidor) también agrega un costo considerable a un sistema fotovoltáico de tamaño pequeño.

Afortunadamente el precio de lista no es actualmente lo que cuesta, porque hay muchos Estados que tienen una amplia gama de reembolsos para instalaciones solares fotovoltáicas como también hay créditos tributarios Federales que están disponibles tanto para sistemas comerciales y residenciales.

En la medida que los sistemas sean más grandes, el costo por watt será menor. Un sistema de dos (2) kilowatts puede costar entre $16,000 y $20,000 ($8.00 a $10.00 por watt), mientras que un sistema de cinco (5) kilowatts puede ser instalado por tan poco como $35,000 ($ 7.00/watt). Todos estos precios están calculados antes de los reembolsos o créditos tributarios. El costo final cost puede ser tan bajo como $2.50 por watt (ó $12,500 por un sistema de 5 kW) dependiendo de los incentivos ofrecidos en su área.

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ROI y periodo de pago total para un Sistema Solar Fotovoltáico

El retorno a la inversión es una métrica muy popular por su versatilidad y simplicidad. Significa que si una inversión no tiene un ROI positivo o si hay otras oportunidades con un ROI más alto, entonces esta inversión no debe ser emprendida.

La fórmula del retorno a la inversión es:

ROI = (Ganancia de la Inversión - Costo de la Inversión) / Costo de la Inversión

Es más instructivo pensar de los sistemas solares como una inversión que rinde un retorno anual, algo así como una cuenta de ahorros en un banco que paga intereses.

Un sistema solar fotovoltáico puede generar ahorros que pueden equivaler a un retorno anual de la inversión (ROI) equivalente al 7% ó hasta el 15% por año según las tasas de electricidad de hoy. Estos ahorros no están sujetos al pago de impuestos como si lo serían los intereses ganados en un banco por una cuenta de ahorros. Es por eso que usted tendría que encontrar un banco o una inversión que rinda del 14% al 28% para igualar el retorno de un sistema solar fotoeléctrico.

No importa cual es el ROI que su sistema puede generar, esto es a final de cuentas su elección acerca de como comprará su electriidad - sea como sea, usted estará pagando por ella.

El Estado de California le ayudará a comprar su sistema solar fotoeléctrico. La Comisión de Servicios Públicos de California le pagará un reembolso por adelantado o mensual por cinco años de acuerdo al rendimiento actual del sistema. El monto del reembolso se calcula usando una herramienta en línea (http://www.csi-epbb.com/) creada para tomar en consideración las eficiencias de los módulos e inversores, inclinación y orientación, sombra y el clima local para producir la Reducción Inicial Base del Rendimiento Esperado (EPBB o Expected Performance Based Buydown).

El programa de reembolso era administrado por la Comisión de Energía de California (era llamado el Programa de Emergentes Renovableso ERP) pero el programa fue extendido y alterado en Enero 1, 2007 (ahora se llama Iniciativa Solar de California o CSI).

En los años previos, el reembolso ha sido de hasta $4.50 por watt pero fue reducido a $2.50 en 2007. Para Junio del 2009, el nivel del reembolso cayó a un máximo de $1.90 por watt.

El reembolso que se paga ahora está ajustado por el grado de sombra medido sobre la superficie del panel, la inclinación y orientación, como también la eficiencia del inversor.

En Julio 1, 2009, el reembolso fue reducido otra vez usando nuevos índices de rendimiento para los paneles solares, los que eran generalmente más bajos en el pasado. Hay varios otros factores que intervienen en este cálculo complejo también. //Arriba..


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