¿Qué se puede alimentar con un panel solar de 120 vatios?

En la guía de hoy, abordaremos los paneles solares desde un enfoque diferente. En lugar de empezar por los requisitos de energía y calcular el tamaño del panel, trabajaremos a la inversa. Analizaremos qué se puede alimentar realmente con un pequeño panel solar de 120 vatios.

Hagamos el cálculo al revés. Esto se debe a que quizás solo tenga espacio en su techo para un sistema de energía solar a pequeña escala, o quizás solo tenga presupuesto para un sistema solar a pequeña escala. Por lo tanto, este podría ser su factor decisivo. 

Especificaciones de los paneles solares

Para este ejemplo, seleccionamos el panel solar Coulee de 120 vatios y 12 voltios. Las especificaciones del panel solar se proporcionan en condiciones de prueba estándar. La fuente de luz está calibrada para suministrar 1000 vatios por metro cuadrado sobre la superficie del panel y la temperatura ambiente se mantiene a 25 °C. Estas son las condiciones estándar para las que se clasifican todos los paneles solares. Sabemos que multiplicar los voltios por los amperios da como resultado vatios. Por lo tanto, si usamos el voltaje máximo de operación de 18,4 voltios y lo multiplicamos por la corriente máxima de operación de 6,52 amperios, obtenemos 120 vatios.

Generación diaria de energía

La clasificación del panel solar se basa en una hora en condiciones de prueba estándar. Obviamente, durante el día tendremos una cantidad variable de luz solar. Normalmente, en la madrugada, entre las 8:00 y las 9:00, la irradiancia solar es aproximadamente la mitad de la que sería al mediodía. Por lo tanto, necesitamos revisar algunos datos históricos de las zonas donde vivimos para determinar cuántas horas de sol diarias promedio (horas de sol pico) podemos esperar. Viajaremos principalmente a Vancouver, Canadá. Por lo tanto, si analizamos estos datos de energía, normalmente podemos esperar... alrededor de 3,1 horas pico de solSimplemente multiplicamos el panel solar de 120 vatios por 3,1 y obtenemos una cifra de 372 vatios-hora. Esa es la cantidad total de energía que podemos esperar generar en un día.

Sin embargo, no podremos usar toda esa energía debido a algunas pérdidas que debemos tener en cuenta. Podríamos tener algo de suciedad en la superficie de este pequeño panel solar de 12 voltios. Habrá caídas de tensión en los cables entre el panel solar y el controlador de carga. Además, existen algunas ineficiencias en el funcionamiento del controlador al regular la energía del panel solar para cargar las baterías. Por lo tanto, si consideramos todos estos factores, podemos esperar... Algunas pérdidas del sistema de aproximadamente 30%En este ejemplo, si restamos nuestra potencia total de 372 vatios-hora a las pérdidas del sistema de 30%, obtenemos un valor neto de 260 vatios-hora. Este es el valor que podemos usar para decidir qué podemos alimentar en nuestra furgoneta.

Lo que podemos impulsar

Ahora sabemos cuánto podemos generar en un día y, siendo realistas, qué podemos usar. He conectado algunos de mis dispositivos al vatímetro y he registrado las lecturas aquí. Vemos que puedo usar mi portátil, que consume 40 vatios, durante tres horas, lo que me da un total de 120 vatios-hora. Puedo encender algunas luces LED durante unas horas, cargar mi iPhone, mi Kindle, mi iPad y otros dispositivos. Si sumamos todo esto, obtenemos 263 vatios-hora. Por lo tanto, podemos usar muchos dispositivos durante varias horas al día con un solo panel solar Coulee de 120 vatios y 12 voltios. Obviamente, no todos estos dispositivos se usarían el mismo día. Existe una gran diversidad. Y creo que esto demuestra que no es necesario instalar mucha energía solar en la furgoneta para que funcione.

Dimensionamiento de la batería

Pero, por lo general, no se puede utilizar directamente la energía generada por el panel solar. Debe pasar por baterías auxiliares con un controlador de carga. Veamos el cálculo para dimensionar una batería auxiliar adecuada para este pequeño panel solar Coulee de 120 vatios. La batería auxiliar funciona con un sistema de 12 voltios. Por lo tanto, dividimos la energía total generada de 263 vatios-hora entre 12 voltios. Esto nos da 21,92 amperios-hora, y esto es lo que usaremos para dimensionar nuestras baterías. Las baterías de plomo-ácido no toleran una descarga completa. En el mejor de los casos, no desea ir más allá de la descarga 50%. Se dice que las baterías AGM pueden alcanzar una descarga de hasta 80%. Sin embargo, cuanto más profunda sea la descarga, menos ciclos promedio se obtendrán. Es mucho mejor mantener la profundidad de descarga al mínimo, ya que así se obtendrá una vida útil mucho más larga. En este ejemplo, usaremos una profundidad de descarga de 50%. Dividimos los 21,92 amperios-hora entre 50%, lo que duplica la capacidad de la batería, obteniendo 43,84 amperios-hora. Por lo tanto, como solo podemos usar la mitad de la energía de la batería, esta debe ser el doble de grande.

Una cosa más a tener en cuenta es la temperatura ambiente la cual La batería se almacenará. La temperatura ambiente afecta su rendimiento. En esta tabla, podemos ver que 10 °C es un factor multiplicador de 1,11. Por lo tanto, multiplicamos nuestros 43,84 amperios-hora por 1,11 y obtenemos 48,7 amperios-hora, que corresponde a la energía de la batería necesaria para un día.

Ahora digamos que no tuvimos sol durante un par de días. Estaba muy nublado, hacía mal tiempo y no pudimos recargar la batería. Probablemente... Un par de días de Autonomía de la batería, lo que nos permitió pasar un fin de semana sin energía solar. Simplemente sobredimensionamos la batería para tener un par de días de capacidad adicional. Multiplicamos los 48,7 amperios hora por tres días y obtenemos una potencia total de 146,1 amperios hora. Por lo tanto, una batería (o grupo de baterías) de 150 amperios hora sería suficiente para este único panel solar de 120 vatios. Ahora podríamos tener un pequeño panel solar Coulee de 120 vatios, una batería de 12 voltios y 150 amperios hora (o dos baterías de 12 voltios y 75 amperios hora) y un controlador de carga; ese sería nuestro sistema solar.

Ángulo de inclinación del panel

Una última cosa que quiero discutir es El ángulo de inclinación del panel solar. Un panel solar produce su máxima potencia cuando está orientado directamente al sol, de modo que su superficie forma un ángulo de 90 grados con respecto a los rayos del sol. Si los paneles están colocados sobre el techo de la furgoneta, el ángulo con respecto al sol será diferente. No estarán a 90 grados. Este ángulo está directamente relacionado con la latitud terrestre. Aquí en Vancouver, normalmente estamos a 49 grados de latitud norte. Por lo tanto, idealmente, nuestros paneles solares deben estar inclinados a un ángulo de 49 grados. Esto garantiza que los rayos del sol al mediodía incidan directamente a 90 grados sobre la superficie del panel. Esto influye enormemente en la producción. Además, debemos tener en cuenta la época del año, ya que en invierno el sol está mucho más bajo en el horizonte y en verano está muy alto en el cielo. Por lo tanto, debemos ajustar ligeramente el ángulo de inclinación según la estación. A grandes rasgos, durante el invierno podemos aumentar el ángulo en 15 grados. Como el sol está mucho más bajo en el horizonte, necesitamos inclinar el panel más hacia arriba para que quede a 90 grados con respecto al sol. Y en verano, cuando el sol está directamente sobre nuestras cabezas, podemos permitirnos disminuir ese ángulo.Coloque el panel más plano para lograr ese ángulo de 90 grados. Al inclinar los paneles, obtendrá hasta 30% más de potencia que si los tuviera sobre la superficie de su camioneta. 

Por lo tanto, como estamos de viaje en Vancouver, Canadá, voy a diseñar una manera de usar mis paneles solares en el techo de mi camioneta. Los aseguraré con un ángulo de aluminio y un par de soportes de aluminio. Luego, perforaré una serie de agujeros en ese ángulo que corresponden a los ángulos de verano, invierno, otoño y primavera. Así, durante la época normal del año, estará a 49 grados, en verano lo inclinaré a 34 grados y en invierno lo levantaré aún más, a 64 grados. Idealmente, quiero aprovechar al máximo los paneles solares. Obviamente, con esta disposición, no levantaré los paneles si las condiciones climáticas son malas. Pero si hace buen tiempo, soleado y en calma, los elevaré y maximizaré la cantidad que puedo generar. 

Bueno, eso es todo. Esperamos que este video te haya sido útil. Si tienes alguna pregunta, no dudes en contactarnos.

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