Este documento presenta varios métodos para estimar la producción eléctrica anual de un sistema fotovoltaico conectado a red (SFCR). Explica cómo calcular la energía eléctrica generada anualmente en función de la potencia nominal del generador, la irradiación solar media anual y el rendimiento del sistema. También describe factores como la orientación, inclinación óptima, pérdidas por temperatura e inversor, y proporciona ejemplos típicos de producción en diferentes regiones. Finalmente, recomienda herramientas

1. Balance energético
de un SFCR

2. Estimación producción eléctrica anual (1/4)
PR
G
H
P
PR
G
H
PE
STC
da
STCGFV
STC
a
STCGFVAC
·365
),(
·
),(
·
,
,




EAC= Energía eléctrica de origen solar generada anualmente (kWh).
PGFV,M,STC = Potencia nominal del generador fotovoltaico o potencia máxima del
generador en condiciones estándar de medida (CEM o STC), definidas por una irradiancia
incidente GSTC igual a 1000 W·m-2 con distribución espectral AM1,5G (según estándar IEC
60904-3) y una temperatura de célula Tc igual a 25ºC (kWp).
Ha(,  ) = Valor medio anual de la irradiación sobre la superficie del generador (Wh·m-2).
Hda (,  ) = Valor medio anual de la irradiación diaria sobre la superficie del generador
fotovoltaico(Wh·m-2).
GSTC = Irradiancia en CEM o STC (1000 Wm-2).
PR = factor de rendimiento (performance ratio en inglés) anual (adimensional).
(1)

3. 
Perfil del módulo
S
EO
N

Orientación del GFV: determinada por el acimut  (grados
sexagesimales), definido como el ángulo entre la proyección
sobre el plano horizontal de la normal a la superficie del módulo
y la dirección sur.
 = 180º para módulos orientados al norte, 90º para módulos
orientados al este y +90º para módulos orientados al oeste.
Inclinación del GFV: determinada por  (grados sexagesimales).
= 0º para módulos horizontales y 90º para verticales.
Orientación e inclinación óptimas (mayor colección de
irradiación anual):
= 180º en el hemisferio sur (0º en el hemisferio norte)
(º) = 0,69||(º) + 3,7 .(2)
 (º) = latitud (90º en el polo norte, 0º en el ecuador y -90º en el
polo sur).
Estimación producción eléctrica anual (2/4)
3

4. •PR depende del enclave del SFCR y del diseño y mantenimiento del mismo.
•PR tiene en cuenta pérdidas por temperatura, angulares, espectrales,
óhmicas, rendimiento de conversión DC/AC del inversor, etc.
•PR ≈ 0,70 -0,80 para SFCR bien diseñados enclaves situados en Perú o en
Europa del sur (p. ej.: España).
•PR puede alcanzar y sobrepasar ligeramente 0,90 para SFCR en enclaves fríos
situados en EE.UU, Canadá, Europa central (Alemania, Suiza) o Europa del
norte (Reino Unido, Suecia, Dinamarca, etc.).
•Que un SFCR presente un PR próximo a uno, no indica necesariamente que
genere mucha energía. Eso indica que está bien diseñado y que se halla
ubicado en un enclave frío, pero no se debe olvidar Ha(,  ) !!!
PR
STCG
aH
STCGFVPACE 
),(
·,

(Ec. 1)
Estimación producción eléctrica anual (3/4)
4

5. http://eosweb.larc.nasa.gov/sse/
http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/index.htm
Estimación producción eléctrica anual (4/4)
Bases de datos meteorológicos
En general, las bases de datos proporcionan valores medios (anuales y mensuales) de
temperatura ambiente (Ta, en ºC) y de irradiación diaria horizontal. Para determinar
Ha(,  ) se ha de recurrir a gráficos de pérdidas como el anterior o a tablas (si están
disponibles para el enclave). En general, se puede recurrir a aplicaciones software
comerciales o programadas por el proyectista.
5

6. STCGFV
P
AC
E
HES
f
Y
,
)kWh/kWp( 
La productividad final (Yf, en kWh·kWp-1) se conoce también como Horas
Equivalentes de Sol (HES), y no es más que la energía eléctrica producida por
un kilovatio pico durante un determinado período de tiempo (usualmente un
año)
(3)
Algunos valores típicos de la productividad final anual para GFV estáticos con
orientación e inclinación óptimas:
Sur de Europa: 1400-1600 kWh·kWp-1 (equiparables a Yf de un SFCR bien
diseñado en sur de Perú: Tacna, Arequipa, etc.).
Europa central: 900-1100 kWh·kWp-1
PR
STC
G
a
H
STCGFV
P
AC
E 
),(
·
,
 PR (sur Europa, sur Perú) < PR (Europa central)
PERO
Hda(,  ) (sur Europa, sur Perú) >> Hda(,  )
(Europa central)
La productividad final
(horas equivalentes de sol)
6

7. Estimación de pérdidas y PR
 
n
iINVERSORTEMP LLLPR )1()1()1(
LTEMP = pérdidas por Tc distinta de 25ºC. Depende del enclave (sur de
Perú, sur de Europa ≈ 6-10%
LINVERSOR = pérdidas por conversión DC/AC. Puede asumirse un 5-6 %
Li = pérdida por otras
causas
(6)
7

8. Gráfico de elaboración propia realizada a partir de datos experimentales de
funcionamiento de un sistema en Jaén (España).
PR mensual
Variación estacional: menor en los meses más calurosos
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9. Reflexiones finales
• Una estimación más detallada de la producción energética del sistema
requiere el uso de herramientas software específicas.
• Para una aproximación más refinada de la estimación de la producción de
un sistema en Europa, PVGIS (http://sunbird.jrc.it/pvgis/) es una
herramienta de fácil uso.
• Para saber más:
– UNE 61724-2000. Traducción de IEC 61724 International Standard.
Photovoltaic systems performance monitoring. Guidelines for measurement,
data exchange and analysis. Bureau Central de la Comission Electrotechnique
Internationale, Ginebra, 1998.
– M. A. Abella y F. Chenlo. Sistemas fotovoltaicos conectados a red: Estimación de
la energía generada. Era Solar nº131. 2006.
– E. Lorenzo. El mito del 1300 y el “cascabel del gato”. La energía que producen
los sistemas fotovoltaicos conectados a la red. Era Solar, 107.
– E. Lorenzo. Retratos de la conexión fotovoltaica a la red (X). ¿Qué fue del
cascabel del gato? Octubre, 2007.
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10. Uso de PVGIS para la estimación de la
producción de un SFCR (1/2)
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11. Uso de PVGIS para la estimación de la
producción de un SFCR (2/2)
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12. Informe Energético y Económico Edificio D2
(1/6)
Informe PvSyst
PVSyst: un software comercial y un
estándar de facto (1/2)
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13. EJEMPLO: Edificio D2
Informe PvSyst
PVSyst: un software comercial y un
estándar de facto (2/2)
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