Cubierta solar escolar: potencia, área y promesa de autoconsumo
Un instituto de Santander quiere instalar 20 kWp de paneles solares en una cubierta de 150 m² útiles. Cada panel de 400 W ocupa 1,9 m² y solo puede usarse el 60% de la superficie por sombras y mantenimiento. La irradiancia anual media es 1.250 kWh/m², la eficiencia del panel es 20%, el inversor rinde 95% y las sombras reducen un 15% la producción. El centro consume 28.000 kWh al año. La empresa promete cubrir «todo el consumo» y vender excedentes. El consejo escolar pide verificar el cálculo y decidir si conviene añadir baterías o reducir la potencia. Hay que tener en cuenta que la producción se concentra de marzo a octubre y que el consumo del centro es mayor en invierno por la calefacción eléctrica.
1. Calcula cuántos paneles caben, la energía anual estimada y el porcentaje de consumo cubierto. Comprueba si la promesa de «cubrir todo el consumo» es cierta.
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Superficie usable: 150 × 0,60 = 90 m². Paneles: 90 / 1,9 = 47,36; caben 47 paneles, no 50. Potencia: 47 × 400 W = 18,8 kWp; no se alcanzan los 20 kWp con la restricción del 60%. Área de panel: 47 × 1,9 = 89,3 m². Energía incidente: 89,3 × 1.250 = 111.625 kWh/año. Electricidad: 111.625 × 0,20 × 0,95 × 0,85 ≈ 18.027 kWh/año. Consumo: 28.000 kWh/año. Cobertura: 18.027 / 28.000 ≈ 64%. Por tanto, la promesa de cubrir «todo el consumo» es falsa; además, la producción se concentra de marzo a octubre y el consumo invernal es mayor, así que la cobertura real en invierno será menor.
2. Evalúa si conviene añadir baterías o reducir la potencia, considerando el perfil estacional y el consumo invernal.
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Las baterías no resuelven el desajuste estacional: almacenan excedente diario, no energía de verano para invierno. En Santander, la producción invernal es baja y el consumo alto por calefacción eléctrica; una batería sobredimensionada para cubrir meses sería carísima y con pérdidas. Conviene reducir la potencia a lo que la cubierta permite, 18,8 kWp, y ajustar el autoconsumo con gestión de cargas; si se añaden baterías, dimensionarlas para el pico de tarde y noche, no para el invierno. También habría que revisar la compensación de excedentes. La decisión depende del precio de la batería y de la tarifa, no solo del kWh producido.
3. Propón dos mejoras de diseño o gestión para aumentar la fracción de autoconsumo sin aumentar paneles.
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Dos mejoras: (1) gestión de cargas: programar lavavajillas, lavadoras, bomba de calor o carga de equipos en las horas centrales, y usar monitorización para desplazar consumo al mediodía; (2) diseño: limpiar y evitar sombras, orientar e inclinar los paneles hacia el sur con la inclinación óptima y usar inversores con seguimiento para reducir pérdidas. No aumentan paneles, pero elevan la fracción de autoconsumo. Otra sería acordar con la compañía una tarifa con compensación horaria; no obstante, no cambia la producción.