El cálculo de la potencia y consumo de los electrodomésticos es sin duda una de las partes que más tiempo suelen tomar a la hora de dimensionar una instalación fotovoltaica, pero al mismo tiempo, es la que debe realizarse de la mejor manera para garantizar que nuestros generadores solares nos proporcionen la energía que necesitamos sin inconvenientes.
Existen diferentes formas de calcular la potencia consumida en una instalación eléctrica, la elección dependerá de los datos disponibles o el nivel de rigurosidad necesario al diseñar el sistema.
Como primer paso debe determinarse el consumo teórico total sumando cada uno de los consumo de energía de los receptores de la instalación. Luego debe estimarse el consumo real al tener en cuenta las pérdidas del sistema. Consecuentemente, el consumo real será la energía que deberá proporcionarnos nuestros paneles fotovoltaicos.
En este módulo nos centraremos en algunas nociones básicas de electricidad para comprender los cálculos que vamos a realizar y en los distintos métodos disponibles para determinar el consumo de los electrodomésticos teórico.
Como una instalación fotovoltaica es en sí un circuito eléctrico, repasaremos brevemente algunos conceptos básicos de electricidad para poder comprender mejor los cálculos que realizaremos a lo largo de este módulo.
La intensidad de corriente que atraviesa un circuito es directamente proporcional al voltaje o tensión del mismo e inversamente proporcional a la resistencia que presenta.
Corriente (I) = Voltaje (V) / Resistencia (R)
Es más fácil recordar la relación de la ley de Ohm observando la imagen de arriba (Triángulo de Ohm). Al conocer dos valores cualesquiera de las cantidades de voltaje, corriente o resistencia, podemos usar la ley de Ohms para encontrar el tercer valor faltante.
V (Voltios) = I (Amperios) x R (Ω)
I (Amperios) = V (Voltios) / R (Ω)
R (Ω) = V (voltios) / I (amperios)
P (Watt o vatios) = V (Voltios) x Corriente (Amperios)
Energía (Watt-hora) = potencia (vatios) × Tiempo (Horas)
Capacidad (Amperios-hora) = Corriente (Amperios) x Tiempo (Horas)
Hacer una buena estimación de la potencia y del consumo es esencial para dimensionar correctamente una instalación fotovoltaica y no tener problemas de suministro energético.
Sin embargo, si se tiene pensado emprender una instalación aislada de autoconsumo, es decir, desconectarse completamente de la red eléctrica para comenzar a autoabastecerse de energía con generadores solares, priorizar el máximo ahorro energético en un paso previo igualmente importante.
Para este tipo de proyectos, lo recomendable es comprar todos los electrodomésticos de la mayor eficiencia energética, de ser posible A+++ (o Rango A según los estándares actuales de la clasificación de la unión europea), ya que el consumo será menor en estos casos y todos los componentes que se utilizarán para la instalación serán más baratos.
También es recomendable no emplear calefacción que funcione a base de resistencia eléctrica (como los hornos eléctricos, estufas eléctricas, anafes u hornallas inductivas), ya que suelen requerir mucha energía para funcionar. En su lugar, es más energéticamente eficiente utilizar hornos o estufas que funcionen a gas para cocinar alimentos o calentar el hogar.
Para la calefacción a gas puede utilizarse el gas natural proveniente de la red o producir biogás propio si se sigue la filosofía del autoconsumo. En otro de nuestros artículos, le enseñamos a construir un biodigestor casero.
Cuando hablamos del consumo de un electrodoméstico, nos referimos a la energía que este necesita para funcionar en periodo de tiempo concreto (lo más habitual es que sea en horas al día o a la semana). Por ello, el consumo se expresa en Wh/día (Watts-hora al día).
Por otro lado, carga significa lo mismo que potencia y representa el trabajo que puede realizar el electrodoméstico en cualquier unidad de tiempo.
Para hacer el cálculo del consumo estimado en Wh al día (wh/dia) se tienen cuatro opciones:
Si se conocen cada uno de los electrodomésticos que se utilizarán en una vivienda aislada de la red, entonces simplemente se sumarán los consumos diarios de cada uno de los ellos (receptores).
Estos consumos generalmente vienen en las etiquetas de los aparatos o puede medirlos directamente utilizando un vatímetro.
Sin embargo, en caso de no tener a disposición las etiquetas o un vatímetro, puede alternativamente averiguar el consumo de cada electrodoméstico realizando una pequeña investigación. Buscando por internet, encontrará diversas tablas de potencias de los electrodomésticos más utilizados, la siguiente fue la que se utilizó en Solarpedia para elaborar nuestra calculadora solar online para instalaciones fotovoltaicas aisladas.
Una vez que se tenga la potencia de cada electrodoméstico que formará parte de la vivienda, los consumos de cada uno se pueden calcular multiplicando la potencia de cada receptor por el número de horas que se estima estará conectado a la instalación en un día. Y la suma resultante de todos estos consumos será el consumo teórico total.
Consumo (Watts-Hora) = Potencia (Watts) × Tiempo (Horas)
| Electrodoméstico | Potencia (en Watt) |
| Afeitadora | 5 |
| Aspiradora | 1200 |
| Batidora de mano | 300 |
| Bomba de agua de 1/2 HP | 380 |
| Bomba de agua de 3/4 HP | 570 |
| Cafetera de filtro eléctrica | 900 |
| Caloventilador chico c/termostato | 1500 |
| Cargador de celular genérico | 5 |
| Computadora (sólo la CPU) | 200 |
| Estufa halógena de 3 velas c/termostato | 1500 |
| Estufa de cuarzo c/termostato | 1500 |
| Freezer | 250 |
| Heladera | 150 |
| Heladera con freezer | 200 |
| Heladera con freezer – Inverter | 200 |
| Horno eléctrico de 25 a 30 litros c/termostato | 1500 |
| Horno eléctrico de 73 litros c/termostato, para empotrar | 2450 |
| Lavarropas automático de 5 kg con calentamiento de agua | 2500 |
| Lavarropas automático de 5 kg | 500 |
| Lavarropas semi-automático de 5 kg | 200 |
| Lavavajilla para 12 cubiertos | 1500 |
| Licuadora de mano o de pie | 600 |
| Lustraspiradora | 800 |
| Microondas | 800 |
| Minicomponentes | 60 |
| Monitor LED de 19″ | 22 |
| Notebook | 22 |
| Pava eléctrica de 1,7 litros | 2000 |
| Plancha | 1500 |
| Planchita de pelo o buclera | 40 |
| Radiador eléctrico mediano c/termostato | 1500 |
| Reproductor de DVD | 15 |
| Secador de cabellos | 2000 |
| Secarropas a calor | 950 |
| Secarropas centrífugo | 380 |
| Termotanque eléctrico c/termostato | 1500 |
| Tostadora | 950 |
| Aire acondicionado de 2200 frigorías F/C | 1350 |
| Anafe vitrocerámica con hornalla de 120 mm de diámetro | 750 |
| Extractor de aire para cocina o baño – 80 m3/hora | 12 |
| Lámpara de bajo consumo de 11W | 11 |
| Lámpara halógena de 40 W | 40 |
| Lámpara LED de 5 W | 5 |
| Lámpara LED de 9 W | 9 |
| Lámpara LED de 11 W | 11 |
| Televisor color de tubo fluorescente de 21″ | 75 |
| Televisor LCD de 40″ | 180 |
| Televisor LED 24″ | 40 |
| Televisor LED 32″ a 50” | 90 |
| Tubo fluorescente de 18 W | 18 |
| Tubo fluorescente de 36 W | 36 |
| Tubo fluorescente de 58 W | 58 |
| Ventilador de techo | 60 |
| Ventilador de pie | 90 |
| Vitroconvector 54 x 57 cm c/termostato | 1000 |
| Vitroconvector 86 x 58 cm c/termostato | 2000 |
Vamos a visualizar mejor este procedimiento mediante un ejemplo sencillo del cálculo del consumo estimado de una pequeña instalación.
Si en una instalación hipotética vamos a utilizar 2 bombillas LED de 5 W durante 5 horas al día, 1 ventilador de techo (60 W) durante 4 horas, 1 Notebook (22 W) durante 3 horas y 1 enrutador WiFi (6 W) durante 24 horas. Entonces debemos calcular el consumo de cada uno y el total de la siguiente manera:
Total = 500 Wh/día
Puede calcular el consumo de energía manualmente como le hemos mostrado más arriba o usar nuestra Calculadora Solar Online.
Nota: Muchas instalaciones utilizan lámparas que funcionan a corriente continua conectadas directamente a la salida del regulador de carga, por lo que no habría que tenerlas en cuenta a la hora de dimensionar el inversor.
De vez en cuando, hay algunos receptores que no consumen energía todos los días, como por ejemplo una aspiradora.
Imagine que utilizamos una aspiradora de 1200 W, durante 2 horas solo un día a la semana. Podemos calcular el consumo de dos formas diferentes:
Consumo Aspiradora = 1200 W x 2 h x 1/7 = 342,86 Wh/día
Colocamos el 1/7 para indicar que se consume energía un día de la semana. Pero también se puede expresar de otra forma:
Consumo Aspiradora = 1200 W x 2 h x 1 = 2400 Wh/semana
A veces estos pequeños electrodomésticos lo que se hace es poner una estimación para todos del 1.000wh/dia, pero lógicamente si los conocemos es mejor poner el consumo exacto.
Para dar más ejemplos, ahora supondremos que la Notebook y el ventilador de techo se utilizarán solo durante 5 y 3 días a la semana. En este caso, para determinar el consumo diario semanal de los mismo, modificamos ligeramente el cálculo que realizamos previamente.
Y si suponemos que las bombillas LED y el enrutador wifi se utilizan todos los días de la semana (7/7), el consumo total diario nos quedaría:
Consumo total diario = 50 Wh/día + 47,14 Wh/día + 101,14 Wh/día + 144 Wh/día
Consumo total diario = 347,28 Wh/día
Consumo total semanal = 347,28 Wh/día x 7
Consumo total semanal = 2396,00 Wh/día
Esta es una variante del primer método, ya que se debe de conocer cada electrodoméstico de la instalación.
Si se dispone de las etiquetas de eficiencia energética de todos los aparatos, simplemente hay que pasar el consumo estimado de cada uno de anual a diario (dividiendo entre 365) y sumarlos todos.
Este suele ser el caso cuando todos los electrodomésticos de la instalación son nuevos.
Otra forma de calcular consumos diarios consultando los últimos recibos de la luz y estimar el consumo medio diario a lo largo del último año. Estos son algunos ejemplos de algunos recibos en algunos países:
| Datos de consumo medio de electricidad por año en vivienda | |
| N° de personas por vivienda | Consumo medio anual de electricidad (KWh) |
| 1 | 1800 |
| 2 | 2700 |
| 3 | 3500 |
| 4 | 4150 |
| 5 | 4900 |
| Consumo anual estándar | 3500 kWh |
Por último, si no se conocen los electrodomésticos de la instalación ni los últimos recibos, por ejemplo, en viviendas nuevas, se puede hacer una estimación según datos medios de consumos en viviendas, en función del número de personas que la habitarán:
Fíjate que el consumo anual estándar es 3.500 Kwh/año, para convertirlo a wh/dia sería:
3.500 Kwh/año x 1 año/365 x 1.000w/1Kw = 9.589wh/dia
Una vez que se tenga el consumo total de energía diario teórico debemos guardar este dato para cálculos posteriores que realizaremos en los próximos módulos de este curso.
Una vez realizado el cálculo del consumo total de los electrodomésticos de la vivienda, debemos empezar a pensar en nuestra instalación fotovoltaica. Para ello, debemos determinar hacer una previsión de potencia instalada y a la tensión (e voltaje) a la que trabajará los paneles solares y el resto de componentes del sistema fotovoltaico.
El cálculo de previsión de potencia es necesario para determinar si la instalación necesitará el asesoramiento de un ingeniero ante la posibilidad de trabajar con alto voltajes, o solo una memoria técnica de diseño de un técnico electricista.
Según el Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (REBT), todas las instalaciones generadoras de energía, como las hidráulicas, eólicas y, por supuesto, las fotovoltaicas, mayores de 10000W (10 kW) necesitan proyecto. Las que requieren menor potencia prevista simplemente requieren de la ya mencionada memoria técnica de diseño.
Existen diversas formas de calcular prevista de una instalación. En este artículo utilizaremos el método de previsión de potencia en base a los receptores, e incluso agregamos esta función en la calculadora solar online para hacerse automáticamente.
En resumidas cuentas, para calcular la potencia prevista se debe sumar la potencia de cada uno de los receptores de la instalación (consumo de los electrodomésticos) en Watts (W) y multiplicar esta suma por un factor de simultaneidad, ya que estos no estarán conectados todos a la vez.
Por lo general, se utiliza un valor de 0,7 o 0,8 como factor de simultaneidad.
Nuevamente, si no tienes los medios para averiguar las potencias reales de cada uno de los electrodomésticos, puedes utilizar la tabla de potencia de este mismo artículo.
Volvemos al ejemplo de instalación que expusimos anteriormente y sumaremos cada una de sus potencias.
Potencia prevista en continua = P. Bombilla LED x Cantidad
Potencia prevista en continua = 5W x 2
Potencia prevista en continua = 10W
Potencia prevista en alterna = P. Notebook x Cantidad + P. Ventilador de Techo x Cantidad + P. Enrutador Wifi x Cantidad
Potencia prevista en alterna = 22W x 1 + 60W x 1 + 6W x 1
Potencia prevista en alterna = 88W
Este dato obtenido también se puede utilizar para poner un PIA y un Diferencial de protección de la instalación, o para otros cálculos, como veremos a continuación.
Como se pudo observar la potencia prevista total es de 98W, si la instalación fotovoltaica tuviese solo estos componentes y como este menor a los 10 kW (10000W), entonces no requiere proyecto de un ingeniero. Ahora solo nos falta determinar, la tensión del sistema fotovoltaico.
Para seleccionar correctamente la tensión de la instalación fotovoltaica se debe tener en cuenta la potencia demandada por la vivienda que calculamos anteriormente. La tensión del sistema es un factor importante porque con esta no solo trabajarán los paneles solares, sino también las baterías y demás componentes de la instalación junto con los aparatos que funcionarán a corriente continua.
En función de la potencia prevista calculada, se recomiendan las siguientes tensiones de sistema:
| Potencia demandada por la instalación (W) | Tensión de trabajo del sistema fotovoltaicos (V) |
| Menos de 1500 W | 12 V |
| Entre 1500 y 5000 W | 24/48 V |
| Más de 5000 W | 120/300 V |
En este caso, como nuestra potencia prevista (98W) es menor a 1500W, entonces no conviene trabajar a 12 V.
Tengan en cuenta que las cargas que funcionen a corriente continua (como la bombilla LED) tendrán una tensión de trabajo de 12V y no la misma después del inversor (130 o 220V). Esto es importante recordarlo para evitar trabajar con altas caídas de tensión en los cables u otros aparatos en corriente continúa.
Si la información que posee sobre sus electrodomésticos es escasa, entonces puede ayudarse con nuestra Calculadora Solar Online. La primera sección de la misma está dedicada al cálculo del consumo teórico de los dispositivos domésticos. Aquí le mostramos un pequeño tutorial de cómo utilizarla:
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Muy interesante
Muy interesante el curso y me gustó la manera como lo explican y estoy interesado en más conocimiento
Excelente el curso y su forma de plantearlo
Muy bien veo la forma que ustedes los administradores del curso exponen , y nosotros los receptores activaría nos el de tratar de captarlo expresado
Btardes, creo es una interesante idea para principiantes pero me gustaría que parte de la materia del curso también estuviera orientada no sólo a consumidores aislados.
Una buena parte de los clientes quizás les gustaría tenerlos como energía alternativa, digamos por el día consumir energía solar y siempre tener la opción automática de la red en caso de la noche o para días poco solíados, prescindiendo del uso de baterías.
Es posible también tener un sistema con baterías y ante una eventualidad de la red en horas nocturnas el sistema de forma manual o automática funcione. Mis saludos y respetos para éste personal que orienta de manera profesional el bienestar y la superación en estas novedosas tecnologías.
He dado de forma desinteresada ideas, no en todos los consumidores las necesidades son iguales, trabajo en la temática como especialista automático en parques y me ha dado la posibilidad de intercambiar con diferentes personas y variados intereses lo que siempre aporta inquietudes por la población.
Gracias
Saludo cordial desde Medellín Colombia ???????? excelente temas para aprender y muy importantes con los tiempos que vivimos mil gracias! ????????????