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Muchos paneles solares y pocas baterías – Un error!

La aparición de un gran número de tiendas online de venta de productos de energía solar fotovoltaica y las incesantes ofertas en kits solares económicos supone una gran competitividad en el sector fotovoltaico que a priori, debería beneficiar al cliente particular ya que de esta forma puede acceder a precios muy competitivos que anteriormente estaban reservados únicamente a los profesionales del sector.Pero a diferencia de los profesionales del sector, el cliente particular no sabe diferenciar entre un buen diseño de un kit solar y un mal diseño, entre unas buenas baterías o unas baterías de mala calidad. Por lo que únicamente queda confiar en el vendedor que nos aconseja y posiblemente comparar los resultados con otros vendedores para hacernos una idea de si nos estarán engañando y si el vendedor es de fiar o no.

¿Pero que pasa si no se parece en nada lo que nos dice un vendedor u otro? ¿Y si además de no parecerse en nada encima los precios son muy diferentes unos de otros?

El resultado es que nos encontramos perdidos en una guerra de precios entre tiendas online que posiblemente no nos beneficie para nada.

La tendencia de las tiendas online es a abaratar costes, pero en la mayoría de los casos se reducen los costes en detrimento de la calidad. Y esto no es para nada beneficioso para el cliente final que acaba confiando en el vendedor que mayor confianza le da, pero que finalmente compite FORZADO por el MERCADO de precios bajos, os pongo varios ejemplos:

1.- MUCHOS paneles solares y POCAS baterías.

La gran competencia entre tiendas online ha favorecido que se oferten kits solares fotovoltaicos con un diseño excesivo de paneles solares que supuestamente pueden cubrir una demanda de consumo elevadísima y con unas baterías de capacidad muy pequeña para ese consumo prometido.

El porqué de estas ofertas es bien fácil de comprender, las baterías son muy caras y los paneles solares son muy baratos. Suponiendo que el 100% del consumo se realizara durante las horas de sol y coincidiendo con la producción solar, en un caso ideal en verano podríamos suponer que no se consume energía de las baterías y el diseño sería correcto. Pero en la realidad:

El resultado de este mal diseño también es muy fácil de entender. El consumo real se realiza en parte durante la noche, la producción solar de los paneles en invierno es prácticamente la mitad que la del verano, además de la existencia de días nublados, suponen profundidades de descarga de la batería muy elevadas, reduciendo la vida útil de las baterías a unos pocos años.

Ejemplo práctico:

Veamos un caso práctico muy común con un consumo estimado de unos 3500Wh/día con utilización para todo el año.

Con una potencia de paneles solares instalados de 1600Wp, lo que serían 5 paneles de 320W o 6 paneles de 270W tenemos las siguiente producción solar:

Julio Diciembre
Zona 1 6368 Wh/día 2944 Wh/día
Zona 2 7904 Wh/día 3232 Wh/día
Zona 3 8384 Wh/día 4160 Wh/día
Zona 4 8560 Wh/día 4512 Wh/día
Zona 5 8256 Wh/día 5104 Wh/día

*Datos oficiales de Photovoltaic Geographical Information System (PVGIS) calculados con pérdidas totales del sistema Fotovoltaico (temperatura, cableado, paneles solares, etc) del 24,7%. 

  • Zona 1: Pontevedra, A Coruña, Oviedo, Santander, Bilbao, Vitoria, San Sebastián
  • Zona 2: Ourense, Lugo, Burgos, Palencia, Valladolid, Pamplona
  • Zona 3: León, Zamora, Salamanca, Segovia, Soria, Logroño, Huesca, Lleida, Girona
  • Zona 4: Ávila, Madrid, Toledo, Guadalajara, Ciudad Real, Córdoba, Castellón, Valencia, Palma de Mallorca, Jaén, Granada, Málada, Cádiz, Murcia
  • Zona 5: Cáceres, Badajoz, Huelva, Sevilla, Albacete, Alicante, Almeria, Santa Cruz de Tenerife, Las Palmas, Ceuta, Melilla

Escogemos Madrid como ejemplo y vemos que la producción solar en Julio puede alcanzar hasta los 8.560Wh/día, pero en cambio en Diciembre prácticamente la mitad 4.512Wh/día.

¿Podemos decir entonces que el kit solar cubrirá un consumo de 8.560Wh/día?

Evidentemente la respuesta es NO. Ya que un consumo tan elevado en Diciembre no es posible. Lo correcto sería decir que la producción solar cubrirá 3.500Wh/día porque las peores condiciones de radiación son en Diciembre donde sí podremos cubrir ese consumo. Evidentemente en verano el consumo durante el día podrá ser mayor.

¿Qué capacidad de batería será necesaria para cubrir el consumo de 3.500Wh/día?

  • 3.500Wh de consumo x 3 días de autonomía = 10.500Wh; Para utilizar solamente el 50% de la batería multiplicamos ese valor x 2 = 21.000Wh.
  • Una batería de 21.000Wh a 24v simplemente dividimos 21.000wh / 24v = 875Ah (de batería a 24V)

Por lo tanto, mínimo deberíamos poner una batería a 24V de unos 875Ah, elegiríamos una batería estacionaria con la capacidad real más parecida: Batería estacionaria Hoppecke 6 OPzs de 900Ah (necesitaríamos 2 unidades de 12V para formar el sistema a 24V)

La forma rápida de realizar el cálculo sería multiplicar el consumo diario x 6, por lo tanto tendríamos:

3.500Wh x 6 = 21.000Wh; con batería a 24V sería 21.000W / 24V = 875Ah (de batería a 24V)

¿Qué nos encontramos por internet?

Desgraciadamente nos encontramos de todo. Os pongo un ejemplo:

Kit solar para consumo diario 16.000Wh/día formado por:

  • 10 paneles solares de 320W (que son 3200Wp) que como hemos visto producirían unos 16.000Wh/día en Julio en Madrid.
  • Batería formada por 8 elementos de 6V (48V) de 550Ah de capacidad; lo que suponen 26.400wh; que son 48V x 550Ah

CONSUMO IMPOSIBLE: Como hemos explicado anteriormente. 16.000Wh/día sería posible consumirlos solamente un día de julio cuando el consumo es 100% diurno. Si tenemos parte del consumo por la noche, consumiremos de la batería y cada día iremos descargando más y más la batería. Este consumo en invierno sería imposible.

BATERÍA INFRADIMENSIONADA: Con el cálculo rápido la batería que hemos visto antes, ésta debería ser de 16.000Wh x 6 = 96.000Wh y con la batería a 48V sería 96.000wh / 48V = 2000Ah. Lo que supone prácticamente una cuarta parte más de lo que incluye este kit solar. Es decir, la batería de este diseño no tiene ningún día de autonomía, por lo que las descargas profundas diarias serán de prácticamente del 80% -100% si nuestro consumo es de 16.000Wh/día. Como resultado, esta batería morirá en unos 2 años.

PROFUNDIDADES DE DESCARGA ELEVADÍSIMA: Los fabricantes de baterías nos proporcionan el número de ciclos de vida que tienen las baterías. Y nos dicen que cuanto mayor es la profundidad de descarga de la batería menos ciclos de vida tienen las mismas. veamos por ejemplo las baterías estacionarias Hoppecke, posiblemente la mejor marca de baterías estacionarias del mercado:

  • 8000 ciclos para profundidades de descarga del 20%. Unos 20 años.
  • 3000 ciclos para profundidades de descarga del 50%. Unos 8 años.
  • 1500 ciclos para profundidades de descarga del 80%. Unos 4 años.

TASA DE CORRIENTE DE CARGA EXCESIVA: Además los fabricantes también nos dicen que la corriente de carga máxima de la batería debería ser del orden del 10% de la capacidad de la batería en C10.

1600Wp de paneles solares cargarán una batería de 24V con una tasa de corriente de 66A. Una batería de 600Ah en C10 sería lo correcto. Como la hoppekce 6 OPzS 600 de 900Ah en C100.

3200wp de paneles solares cargarán una batería de 48V con una tasa de corriente de 66A. Por lo tanto una batería de 550Ah en C100 que tendrá una capacidad de unos 400Ah en C10 soportará una tasa de corriente de carga diaria excesiva.

No sabes lo que significa C100, C20, C10? aquí te lo explicamos: Significado capacidad baterías C100, C20, C10

El resultado

El resultado es tener que cambiar a los 2 años uno o varios vasos de una batería estacionaria que debería durar al menos 15 años. Además este nuevo vaso deberá funcionar en compañía de sus hermanos ya desgastados con la consiguiente bajada de rendimiento de la batería. Y por supuesto, la incertidumbre de cuando caerán los vasos viejos y cuando será más rentable cambiar la batería estacionaria entera o seguir cambiando vasos de 2 voltios.

Cada vez es más constante las llamadas y consultas recibidas con instalaciones solares con 2-3 años de vida (cuando empezó la guerra de precios en internet) que han tenido que cambiar uno o varios vasos de baterías estacionarias. Normalmente baterías estacionarias de baja calidad como las U-power, o la gama baja de las Tab, Tudor, etc que acompañan normalmente este tipo de malos diseños orientados a abaratar costes.

2.- Baterías de baja calidad un poco más económicas que las baterías buenas.

Otra ahorro ficticio que está sucediendo es: Como no tenemos claro que baterías son buenas y cuales son malas, y como las vendedores nos proporcionan ofertas con marcas y modelos muy dispares a precios muy distintos, la tendencia de la gente es a ir a lo barato. Ya que si no me fío de nadie, pues mejor lo más económico y en un futuro ya veremos.

El resultado de estas decisiones están haciendo que se utilicen baterías monoblock plomo-ácido abiertas de tracción, es decir las de coche, para instalaciones solares. Además con capacidades mucho menor de las aconsejadas para el consumo realizado. Evidentemente estas baterías mueren al año o a los 2 años de vida. Aún peor son algunas soluciones de ampliar las baterías conectando nuevas unidades en paralelo para suplir el mal rendimiento de las baterías medio muertas por la mala elección y la mala utilización.

Utilizar baterías de 12v monoblock en configuraciones en paralelo No conectar baterías en paralelo para alcanzar la capacidad deseada para así poder abaratar un poco los costes en baterías. Cuando la capacidad deseada no se puede alcanzar con baterías monoblock, es necesario elegir baterías estacionarias con elementos de 2v con capacidades hasta más de 4000Ah.

Elegir baterías como las U-power con fiabilidad dudosa para realmente abaratar un poco en comparación con las mejores baterías del mercado como las Hoppecke, Bae, Hawker, etc De nuevo el resultado es la muerte prematura de algún vaso y la duda de cambiar la batería entera o ir sustituyendo vasos poco a poco mientras van muriendo y vamos haciendo trabajar vasos viejos con vasos nuevos mermando el rendimiento de los nuevos vasos y del conjunto entero. Realmente una mala inversión.

3.- Ofertas de Paneles solares engañosas

Es muy común ver ofertas de paneles solares de 24v que realmente son de 60 células. El truco está en el precio, ya que los paneles solares de 60 células tienen un coste del orden de 0,6€/Wp cuando los paneles solares de 24V cuestan en torno a 0,8€/Wp. Pero el resultado de la operación supone comprar reguladores MPPT más caros que los PWM. O si desconocemos este hecho, supondrá un mal diseño que no cargará bien las baterías solares: Placas solares de 24V que no los son

Todavía hay ofertas a precios increíbles de paneles solares por internet, ebay, amazon, de fabricantes que ya no se ven el el mercado. Paneles solares de 32 células solares no son paneles de 12v y no sirven para cargar baterías solares, como las ofertas de paneles solares luxor que posiblemente tengan 20 años. Además no es conveniente comprar paneles solares de marcas que han desaparecido en el mercado como photowatt, isofotón, siliken, etc ya que no tendremos ninguna garantía.

CONCLUSIÓN

Es muy fácil descubrir un mal diseño de un kit solar, aquí os dejamos 3 puntos fáciles:

Para calcular la batería:

  • Multiplica el consumo diario que puede cubrir el kit solar x 6: Ej: 3500wh x 6 = 21.000Wh
  • Divide este valor por la tensión de la batería del kit solar: Ej: 3500wh / 24V = 875Ah

El resultado obtenido será para una batería con 3 días de autonomía y con profundidades de descarga diarias del orden del 20% y sin sobrepasar las profundidades de descarga del 50%. Por lo que la esperanza de vida de esta batería será la máxima posible.

Para calcular la corriente de carga de los paneles solares:

  • Multiplica la potencia de cada panel solar x el número de paneles: Ej: 5 paneles de 320W son 5 x 320W = 1600Wp (vátio pico)
  • Divide este valor por la tensión de la batería del kit solar: Ej: 1600wp / 24V = 66A será la tasa de corriente.

El resultado obtenido será la tasa de corriente máxima que soportará la batería, por lo tanto la batería debería tener 10 veces más capacidad expresada en C10.

 Baterías en paralelo:

  • Si ves algún kit solar con un inversor de 12V y varias baterías de 12V quiere decir que estarán conectadas en paralelo
  • Inversores de 24V con más de 2 baterías de 12V también estarán en paralelo
  • En resumen, con baterías monoblock de 12V:
    • inversor de 12V solamente puede tener 1 batería de 12V
    • inversor de 24V solamente puede tener 2 baterías de 12V
    • inversor de 48V solamente puede tener 4 baterías de 12V
  • Con baterías estacionarias con elementos de 2V:
    • inversor de 12V solamente puede tener 6 elementos de 2V
    • inversor de 24V solamente puede tener 12 elementos de 2V
    • inversor de 48V solamente puede tener 24 elementos de 2V

Pistas para descubrir un MAL DISEÑO

Si ves algún kit solar con algún diseño de baterías en paralelo HUYE!!!

Si ves un número de baterías IMPAR, por favor DENÚNCIALO!

Mira la tensión de cada batería y multiplícala por el número de baterías; el inversor TIENE que ser de esa tensión, si no está MAL!

Si ves mucho paneles solares en kits solares baratos empieza a dudar!

Multiplica el consumo que puede cubrir el kit solar x 6, y el resultado divídelo por la tensión de batería. La capacidad de cada una de las baterías debe llegar a ese número calculado para tener 3 días de autonomía con profundidad de descarga del 50%. O unos 4 días con profundidades de descarga del 60%. Si la capacidad de las baterías del kit solar es mucho menor, está MAL!

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Acerca de Jorge Insa

Soy un apasionado de la tecnología y la naturaleza, si juntas las 2 descubres todo un mundo de posibilidades con las energías renovables. Y como todos tenemos que trabajar, yo lo hago siguiendo una idea bien clara, la sostenibilidad del planeta. Mis esfuerzos están dirigidos a promover, divulgar y concienciar a la gente en el uso de energías alternativas por un futuro sostenible.

12 Comentarios

  1. Victor Rodriguez

    Hola Jorge, tengo un cargador FlexMax Outback 80 amps. y quiero saber si en la pantalla se puede visualizar a que porciento de descarga estan mis baterias. Ademas yo tengo un inversor/cargdor Sigineer de 12kilos, y tiene la capacidad de conectarse un generador de carga, pero no se como hacerlo. Me podrias orientar al respecto?.

  2. Victor Rodriguez

    Saludos, te escribo desde Puerto Rico, estoy montando un sistema solar a 48V y empece con 4 paneles de 290 watts, un inversor de 12 kilos Sigineer y el cargador de 80 amps. Outback, Tengo 8 baterias de 6volts. de 235 amps. Que me puedes decir sobre esto. ya que mi intencion de seguir agrandando el sistema. Ademas tengo dudas de como programar los parametros y funciones del cargador. Gracias

    • Jorge Insa

      Paneles solares
      4 x 290W = 1160W
      1160W / 48V = 24,16A
      Configuración 2 cadenas en paralelo de 2 paneles solares en serie.
      Puedes poner hasta 3840W de paneles solares. Según el fabricante máximo 5000W
      Programación
      Si las baterías son plomo ácido abiertas
      Vabsorción: 57,6V
      Vfloat: 54V
      *Debería venir programado así por defecto. Página 91 del manual
      https://www.monsolar.com/pdf/Regulador-OUTBACK-MPPT-FM60-FM80-manual-usuario.pdf
      Es conveniente activar la ecualización periódica cada 30 – 50 días.
      Con un voltaje de unos 61V o 62V durante 1h
      O en su defecto, realizar ecualizaciones manuales periódicas.
      (te recomiendo que las primeras las hagas manuales para controlar el sistema)

      **Consulta el fabricante de tus baterías para ver las tensiones recomendadas

      Baterías
      8 x 6V = 48V con 235Ah total 48V x 235Ah = 11280Wh
      Si las baterías son 235Ah en C10; máxima corriente de carga 23A
      Si las baterías son 235Ah en C100; máxima corriente de carga unos 20A

      CONCLUSIONES
      El sistema ahora está equilibrado.
      Pero si pones más paneles solares las baterías se quedan pequeñas. Difícil ampliar ya que tienes que poner baterías en paralelo
      No conectar baterías en paralelo
      Cuando quieras ampliar baterías sería mejor poner 8 baterías de 6v y mayor capacidad (315Ah, 395Ah, 510Ah, etc) en vez de poner 8 baterías más en paralelo.
      *Calculo que tu sistema tiene para un consumo diario de unos 2000Wh/día con 3 días de autonomía.
      Evidentemente si el consumo es durante las horas de sol, se puede consumir hasta casi el doble diariamente.

    • Victor Rodriguez

      Muchas gracias, fue muy util tu orientation. Solo tengo tuna duda que quieres decir o que significa si la bacteria es C10
      O C100 y como calculo la duracion de mi banco de baterias.

  3. Hector Luis Matos

    Buenos dia, Jorge. Saludos desde Puerto Rico. Alguien me recomendo tu blog. Pero en el calculo que haces del ejemplo de Madrid. Vi en mapa de zonas de España, que en el dia de mayor radiacion solar, es <5 horas. Asi que 1600Wp (5 paneles solares 320W) x 5 horas de radiacion (1,000Wm cuadrado) =8000wh/dia…. Verifica tu computo.

    Saludos,
    Héctor L. Matos (Perito Electricista & Instalador Fotovoltaico Autorizado)

    • Jorge Insa

      Hola Hector,
      Gracias por tus comentarios.
      La imagen con las zonas de España es una imagen bastante antigua, por eso salen esos valores H entre 4,6 y 5 . Los datos de cálculo actuales están sacados de:
      Datos oficiales de Photovoltaic Geographical Information System (PVGIS) calculados con pérdidas totales del sistema Fotovoltaico (temperatura, cableado, paneles solares, etc) del 24,7%. Datos para inclinación óptima de 35º.
      Por lo que el valor de las H.S.P para Madrid son 5,35

      1600w x 5,35 = 8560W
      Saludos

  4. Vicente Lahoz

    Muy sencillo (solo necesitas saber un poco de electricidad y usar un poco el sentido común) y muy claro.
    Por desgracia como ya sabemos, el “sentido común” es el menos común de los sentidos, “crecepelos maravillosos” se han vendido siempre en todas partes y crédulos (o “espabilados” buscando lo barato) también. Es una pena que en este país se pueda hacer publicidad engañosa sin ningún miedo, porque la Administración no controla nada, y los consumidores somos incapaces de “castigar” dichas actuaciones.
    De todas formas, muchas gracias por estas buenas aclaraciones.

    • Jorge Insa

      Gracias por tus comentarios Vicente. Nosotros intentamos compartir el conocimiento para que las Energías Renovables y en concreto la energía solar sean una realidad fiable. Porque si no, en un futuro la desconfianza será generalizada y será más difícil el cambio de modelo energético.
      Saludos

  5. Antonio

    Interesante estudio.
    Menos mal que alguien entiende algo sobre este tipo de energia.
    UN saludo ledbierzo

    • Jorge Insa

      Gracias por tu apoyo Antonio
      saludos

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