CP18 · Producción de un tejado orientado al sur y al este

Enunciado

Una vivienda consume 4800 kWh al año y quiere poner 8 módulos de 450 Wp. Tiene dos opciones: el faldón sur o el faldón este, ambos con 30° de inclinación. Calcula la producción anual de cada opción, la producción específica, cuánto produce un día de diciembre en el faldón sur y cuánta potencia da realmente un módulo una tarde de verano.

Datos

Dato	Valor
Módulos	8 × 450 Wp
HSP media anual, faldón sur (30°)	5,0 h/día (dato de PVGIS)
HSP media anual, faldón este (30°)	4,1 h/día (dato de PVGIS)
HSP media de diciembre, faldón sur	2,6 h/día
PR anual	0,80
PR de diciembre (células frías)	0,85
Tarde de verano	$T_a$ = 35 °C, $G$ = 1000 W/m²
Ficha del módulo	NOCT = 45 °C · $\gamma$ = −0,35 %/°C

Esquema

flowchart LR
  P["Pp = 8 × 450 Wp<br/>= 3,6 kWp"] --> S["Sur: 5,0 HSP"]
  P --> E["Este: 4,1 HSP"]
  S --> ES["E = Pp · HSP · PR · 365"]
  E --> EE["E = Pp · HSP · PR · 365"]

Resolución

Potencia pico

$P_p = 8 \cdot 450 = 3600$ Wp $= 3{,}6$ kWp.

Producción anual

Faldón sur: $E = 3{,}6 \cdot 5{,}0 \cdot 0{,}80 \cdot 365 = 5256$ kWh al año.
Faldón este: $E = 3{,}6 \cdot 4{,}1 \cdot 0{,}80 \cdot 365 \approx 4310$ kWh al año.
El este produce $4310 / 5256 \approx 0{,}82$ : un 18 % menos que el sur.

Producción específica

Sur: $5256 / 3{,}6 = 1460$ kWh/kWp. Este: $4310 / 3{,}6 \approx 1197$ kWh/kWp. Los dos están dentro de lo normal en España; el sur, en la zona alta.

Un día de diciembre en el faldón sur

$E_d = 3{,}6 \cdot 2{,}6 \cdot 0{,}85 \approx 8{,}0$ kWh ese día. En verano, con unas 7 HSP, pasaría de 20 kWh: la producción de invierno es menos de la mitad.

Potencia real de un módulo una tarde de verano

Temperatura de la célula: $T_c \approx 35 + \dfrac{45-20}{800} \cdot 1000 = 35 + 31{,}25 \approx 66$ °C.
Potencia: $P \approx 450 \cdot \left[1 - 0{,}0035 \cdot (66{,}25 - 25)\right] = 450 \cdot 0{,}856 \approx 385$ W.
Con 1000 W/m² y calor, cada módulo da unos 385 W, no 450 W: un 14 % menos solo por la temperatura. Los 8 módulos, unos 3,1 kW antes de las demás pérdidas.

¿Qué opción conviene?

El sur produce más (5256 kWh frente a 4310 kWh) y se acerca más al consumo anual de 4800 kWh. Pero para autoconsumo no basta con comparar totales: lo que se ahorra depende de cuánta producción coincide con el consumo. Si la vivienda consume sobre todo por la mañana, el este aprovecha mejor esas horas. Se verá en el tema de dimensionado.

Resultado

	Faldón sur	Faldón este
Potencia pico	3,6 kWp	3,6 kWp
Producción anual	5256 kWh	≈ 4310 kWh
Producción específica	1460 kWh/kWp	≈ 1197 kWh/kWp

Un día de diciembre en el faldón sur: unos 8 kWh.
Una tarde de verano a 35 °C: unos 385 W por módulo de 450 Wp, con la célula a unos 66 °C.

Qué hay que recordar

La energía se calcula con las HSP, no con las horas de luz: $E = P_p \cdot HSP \cdot PR$ .
La potencia pico es la de STC (1000 W/m², célula a 25 °C). Con calor el módulo da bastante menos.
El sur maximiza el total; el este y el oeste reparten la producción a lo largo del día.
Temas: Radiación solar y producción