Brico Sistema para calcular la potencia ideal en placas y baterías

SirLouen

Fulgencio
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Estoy haciendo un pequeño software que facilite el trabajo de calcular la potencia en placas y baterías con cálculos un pelín más serios que los que nos ofrecen la mayoría de los instaladores

Trasfondo

Como he estado leyendo a partes iguales críticas y elogios acerca de cuanto comprar, creo que no es fácil encontrar una opinión imparcial. Los Youtubers que no venden, sino que tratar de analizar se rinden a machacar a las placas, y algunos se atreven a decir que con poco más de 1 kWp en placas (ejemplo) para un consumo de 4K kWp año es más que suficiente, cosa que no es del todo cierta (salvo que se gestione muy mal el consumo)

Pero, por otro lado, tenemos a los instaladores, que te van a decir, el más generoso, que pongas tantos paneles como potencia tengas contratada (tienes 4 kW, pues pon 4 kWp en placas) y el más avispado, que te va a hacer el calculito de marras en el que te va a decir: tú consumes al año 4K kWh? Pues con 6 kWp según las estadísticas del JRC tienes que meter 6 kWp (el clásico)

Pero ni tanto (6 kWp) ni tan calvo (1 kWp) considero que hay un punto en medio que es mucho más óptimo y más, si podemos hacernos con unas baterías, que sumadas a la cuantía de las subvenciones actuales, van a salirnos, con sus 10 años de garantía, en el 100% de los casos, a menos de 0,1 € el kWh (con una media de 1,5 ciclos de descarga al día, algo que tenemos que entender y organizarnos con base en ello).

Así que con este trasfondo vamos a los cálculos. Recordar, que esto es solo el "algoritmo", todavía estoy en proceso de programación para facilitar todo este trabajo dentro de lo que cabe y que al final tengamos el dato exacto con precisión del tipo:

Te hacen falta 3 kWp en placas, 3,5 kWh en baterías.

Primer paso: tabla de consumos

Para esto, lo que haríamos sería ir a la distribuidora y sacar la tabla de consumos desde el último año hacia ahora. Lo ideal sería sacar unos 20-24 meses hasta el último dato que tengamos disponible para más precisión. Con esta tabla lo que haremos será cargarla en el sistema, y daría un resultado como este (todavía sin pulir):

Sistema para calcular la potencia ideal en placas y baterías


Esto es una tabla que da la media por hora, por mes y por día de cuantos Wh estamos consumiendo.

Segundo paso: análisis y descarte

En segundo lugar, tenemos que analizar esta tabla, algo que en el fondo es un tema bastante manual.

Lo primero que tenemos que conseguir es descubrir cuál es nuestro consumo base por hora. Es decir, cuanto es lo mínimo que vamos a consumir por hora, con independencia del mes. Obviamente, tendremos tres principales franjas: la franja de verano con los aires acondicionados, la franja de primavera, otoño, sin aire y sin calefacción y la franja de invierno con calefacción, especialmente si tenemos aerotermia. Si tenemos gas natural pues tema descartado.

Luego obviamente hay que contabilizar todos esos cachivaches que tengamos, frigoríficos, ordenadores, deshumidificadores o sistemas de ventilación. Lo que sea.

Enero y Diciembre los vamos a descartar por completo, porque son dos meses de poquísima producción y el 100% de lo que produzcamos lo vamos a consumir o almacenar a partes iguales, así que no tenemos que tener demasiado miedo con "tirar nada a la comercializadora". Pongamos lo que pongamos, lo vamos a aprovechar, así que perfecto. Estos dos meses lo eliminamos para no ensuciar la estadística. Por otro lado, Mayo, Junio, Julio y Agosto también son meses malos dependiendo donde vivas. Pero Junio, Julio y Agosto, puedes descartarlos en cualquier lado, dado que la producción es muy alta, pero también es posible que compensemos los consumos, un montón con los aires puestos a todo trapo y Mayo ya depende donde vivas, si es de Madrid para arriba pues puedes meterlo o no.

Así que descartando en función del lugar, vamos a hacer una tabla como esta (yo en mi caso vivo en la Mancha, así que descarto Mayo que ya tengo el aire a todo trapo casi).

En cuanto a las horas, realmente la producción se agota a las 19 h así que a partir de ahí vamos a tirar 100% de baterías. Y en realidad, puedes empezar desde las 6 o las 7 que es cuando empieza la producción, aunque si haces las cosas bien, te debería dar igual las 6 que las 9 (salvo a lo mejor el pequeño pico de los electrodomésticos del desayuno).

Saldría algo así:

Sistema para calcular la potencia ideal en placas y baterías


¿Qué tenemos que meter aquí? Todo lo que sean consumos asegurados (y quizá un poquito en la hora de la comida extra, por electrodomésticos, yo pondría a lo mejor unos 500 W extra, pero como algo puntual, no más).

Tercer paso: resultado final

Ahora, con estas dos tablas, las meto en mi programa y sale el resultado final.

Para que os hagáis a la idea, en mi caso, con 8K kWh anuales de consumo, me ha salido 4 kWp en placas y 4,5-5 kWh en baterías.

El sistema que sigo para calcular esto es:

1. Tomo la gráfica de producción en mi zona del JRC.
2. Tomo la tabla de mis consumos base estimados
3. Resto a la gráfica de producción por cada franja de 1 kWp, la tabla de consumos base (desde 1 a 6 kWp, porque de ahí, ya nos vamos a trifásico en la mayoría de los inversores).
4. Y a la producción resultante total del día, la divido entre 2 (que sería el coeficiente de ciclos de batería para obtener una rentabilidad óptima comprando baterías)
5. Al resultado de producción total por mes, lo promedio entre los 6 o 7 meses (febrero, marzo, abril, mayo (dependiendo el lugar), septiembre, octubre y noviembre).

Saldría una tabla así:

Sistema para calcular la potencia ideal en placas y baterías


Aquí lo ideal sería tomar el dato que más parejo salga. Demasiados kWh en comparación a los kWp es mala idea, ¿por qué? Porque las baterías puede que se rentabilicen mal, y si no conseguimos subvención no las vamos a rentabilizar nada. Si hemos puesto demasiado, vamos a incluso perder un poco. Por eso en este caso, 5 y 6 que en baterías 6,7 y 8,8 están muy por encima, lo descartamos. Por otro lado, en negativo o demasiado poco en baterías, descartado también. Significa que tenemos margen de optimización con baterías.

Con esto, en este ejemplo, quedaríamos las dos opciones: 3 kWp y 4 kWp con 2,5 kWh en baterías y 4,6 kWh en baterías respectivamente. Ambas son opciones óptimas, ¿pero cuál es más óptima?

Aquí nos tenemos que ir a los presupuestos y a las subvenciones.

Cuarto y último paso: Selección del presupuesto

Tenemos que pedir 2 presupuestos en este caso, con los datos que hemos sacado.

Con esto podremos ver proporcionalmente qué nos interesa más. El 99% de los casos nos va a interesar más la opción más alta, en mi caso, como decía al principio, 4 kWp y 4,6 kWh en baterías. ¿Por qué?

Generalmente, encarece mucho la instalación:

1. La base del inversor híbrido: en 3 kW nos va a salir por 1000, en 4 kWh nos va a salir 1200. Un 20% más por un 33% más.
2. También tenemos que ver que algunas baterías necesitan BMS, lo que encarecen aún más. En este caso, no habría problemas, porque por ejemplo podremos poner 2,4 kWh y 4,8 kWh con 1 o 2 baterías Pylontech por ejemplo. Pero dependiendo el instalador puede que nos ofrezca otras alternativas como los Growatt ARK que si necesitan BMS, así que esto puede que nos condicione la elección bastante.
3. Y obviamente la instalación: 2 placas arriba, 2 placas abajo, 1 batería, 1 batería abajo, no va a cambiar casi nada el precio base de la instalación. Así que si el instalador tenía en mente cobrarnos 1500 euros por 3 kWp, nos va a cobrar 1600 por 4 kWp o incluso lo mismo. Las grandes diferencias se dan cuando duplicamos la potencia. Pero 1 kWp arriba o abajo, no vamos a notar nada, así que la elección, otra vez, va a volcarse hacía la versión con más kWp.

Así que juntando todos estos factores, el resultado final, en mi caso de ejemplo, sale 4 kWp y 4,6 kWh en baterías con subvenciones, IRPF, y toda la pesca, rentabilizaría en menos de 5 años. Canelita fina.

¿Que si pongo menos lo rentabilizo antes? Sí y no, porque como digo, hay unos costes base que se reducen cuanto más compramos. Y con una buena combo baterías/placas, todo se hace mucho más fácil.

Límite de 10.000 caracteres, sigo en el siguiente mensaje para dar las conclusiones finales.
 
Consideraciones finales

Hay que tener en cuenta que la clave de la recuperación de la inversión con baterías es meter, como mínimo, 1 ciclo y medio al día a las baterías. 1 ciclo garantizado por la noche se lo vamos a meter, pero ¿y el otro medio ciclo, como se lo metemos?

Aquí la gracia está, en que sí o sí, tenemos que organizarnos para que sobre el medio día solar. Es decir, a partir de las 12 h, metamos a fuego todos los electrodomésticos en serie, hasta el punto que todo el acumulado en batería que hayamos ido recopilando de 7 a 12, lo fulminemos antes de las 16 h. Tal como veamos que la batería se pone entre el 80-100% tenemos que empezar a darle duro al consumo para que sobre las 16 h (17 h en verano) la batería esté sobre el 0-30%.

Dicho de otra manera, tenemos que conseguir gastar el 50% de la batería durante el mediodía, con electrodomésticos en serie. Dependiendo de la batería, esto de los electrodomésticos en serie, es muy importante, porque si excedemos de la capacidad de descarga de la batería, vamos a estar tirando de la RED, así que va a ser para nada. Si metemos 4 o 5 kWh ahí a saco, metiendo lavadora, horno y vitro al mismo tiempo a fuego), es posible que 1 o 2 de esos kWh vayan a tener que venir de la red, porque la capacidad de producción y descarga del inversor no va a ser suficiente (puede que sí, pero si estamos barajando una opción económica, es más probable que no). Por eso, lo correcto sería, poner horno y vitro primero y luego lavadora justo a continuación en serie, y luego, si cabe, justo después, lavavajillas y así concatenando en serie.

Si no estamos en casa, pues nos va a tocar tirar de electrodomésticos con programaciones. Dejar la lavadora montada antes de salir de casa, y que a las 12, salte por ejemplo, para que cuando lleguemos a comer a las 2, ya esté terminada.

Si no comemos en casa y estamos el día fuera hasta las 17 h, directamente DESCARTAD poner placas. Es fundamental hacer consumo de cocina o en otro caso, como recomendaba al principio, poner algo muy básiquito con 1 kWp como muchísimo para cubrir la base y un piquito más y sin baterías (un inversor de autoconsumo simplón).

Y esto es todo lo que puedo aportar a la mágica ecuación del cálculo de consumo. Solo decir, que como comenta @Carlos y ya más de una vez he mencionado, los estudios de rentabilidad los carga el diablo, pero esto es lo más parecido a un análisis creíble al que podríamos llegar y no quedarnos, ni con el método del corto pesimista, ni con el método del largo optimista, sino algo más adaptado a un posible estilo de vida, sobre todo para los que tienen opción de pasar suficientes horas en casa en horas de sol.

DISCLAIMER FINAL: Puede que haya algunas cagadiñas que luego no voy a poder arreglar para editar. Por eso, leed en los comentarios, porque de aquí a una hora no voy a poder editar más este tema, y los comentarios y erratas seguiré trabajándolos en los comentarios si es que surgieren.


Si de aquí a finales de Mayo, salen pocas objeciones y queda todo más o menos conforme, terminaré el programa y lo publicaré por algún tema del foro.
 
Consideraciones finales

Hay que tener en cuenta que la clave de la recuperación de la inversión con baterías es meter, como mínimo, 1 ciclo y medio al día a las baterías. 1 ciclo garantizado por la noche se lo vamos a meter, pero ¿y el otro medio ciclo, como se lo metemos?

Aquí la gracia está, en que sí o sí, tenemos que organizarnos para que sobre el medio día solar. Es decir, a partir de las 12 h, metamos a fuego todos los electrodomésticos en serie, hasta el punto que todo el acumulado en batería que hayamos ido recopilando de 7 a 12, lo fulminemos antes de las 16 h. Tal como veamos que la batería se pone entre el 80-100% tenemos que empezar a darle duro al consumo para que sobre las 16 h (17 h en verano) la batería esté sobre el 0-30%.

Dicho de otra manera, tenemos que conseguir gastar el 50% de la batería durante el mediodía, con electrodomésticos en serie. Dependiendo de la batería, esto de los electrodomésticos en serie, es muy importante, porque si excedemos de la capacidad de descarga de la batería, vamos a estar tirando de la RED, así que va a ser para nada. Si metemos 4 o 5 kWh ahí a saco, metiendo lavadora, horno y vitro al mismo tiempo a fuego), es posible que 1 o 2 de esos kWh vayan a tener que venir de la red, porque la capacidad de producción y descarga del inversor no va a ser suficiente (puede que sí, pero si estamos barajando una opción económica, es más probable que no). Por eso, lo correcto sería, poner horno y vitro primero y luego lavadora justo a continuación en serie, y luego, si cabe, justo después, lavavajillas y así concatenando en serie.

Si no estamos en casa, pues nos va a tocar tirar de electrodomésticos con programaciones. Dejar la lavadora montada antes de salir de casa, y que a las 12, salte por ejemplo, para que cuando lleguemos a comer a las 2, ya esté terminada.

Si no comemos en casa y estamos el día fuera hasta las 17 h, directamente DESCARTAD poner placas. Es fundamental hacer consumo de cocina o en otro caso, como recomendaba al principio, poner algo muy básiquito con 1 kWp como muchísimo para cubrir la base y un piquito más y sin baterías (un inversor de autoconsumo simplón).

Y esto es todo lo que puedo aportar a la mágica ecuación del cálculo de consumo. Solo decir, que como comenta @Carlos y ya más de una vez he mencionado, los estudios de rentabilidad los carga el diablo, pero esto es lo más parecido a un análisis creíble al que podríamos llegar y no quedarnos, ni con el método del corto pesimista, ni con el método del largo optimista, sino algo más adaptado a un posible estilo de vida, sobre todo para los que tienen opción de pasar suficientes horas en casa en horas de sol.

DISCLAIMER FINAL: Puede que haya algunas cagadiñas que luego no voy a poder arreglar para editar. Por eso, leed en los comentarios, porque de aquí a una hora no voy a poder editar más este tema, y los comentarios y erratas seguiré trabajándolos en los comentarios si es que surgieren.


Si de aquí a finales de Mayo, salen pocas objeciones y queda todo más o menos conforme, terminaré el programa y lo publicaré por algún tema del foro.

Si tienes que editar algo dímelo por MP y lo cambiamos
 
Enhorabuena por tu trabajo @SirLouen . Si me permites una pijadita que no tiene mayor importancia, para cuando puedas editar. Usas un par de veces la expersión "más óptimo". "Óptimo" ya es un superlativo, en concreto del adjetivo "bueno". No hace falta añadirle el "más", "óptimo" ya es de por sí "lo más de lo más.

Por lo demás, enhorabuena y gracias por las horas que le has echado y seguro que le sigues echando.
 
Enhorabuena por tu trabajo @SirLouen . Si me permites una pijadita que no tiene mayor importancia, para cuando puedas editar. Usas un par de veces la expersión "más óptimo". "Óptimo" ya es un superlativo, en concreto del adjetivo "bueno". No hace falta añadirle el "más", "óptimo" ya es de por sí "lo más de lo más.
Es cierto, pero es que me encanta la expresión "más óptimo". Me suena como al súmmum de la optimización :emoji_stuck_out_tongue:
 
Quizás si usas el método de las horas solares pico se simplifique el tema.

He encontrado la API del PVGIS así que ya puedo calcular con detalle las producciones con base a una latitud y longitud

En este caso solo estoy cogiendo 2016 (solo tienen datos de 2005 a 2016).

Podría plantear coger todas las producciones de 2005 a 2016 y ponderar una media por horas también. Pero no sé si aportaría más precisión o si sería el chocolate del loro, más sabiendo que cuanto mas reciente la fecha, mejor con la historia esta del calentamiento global progresivo.

De momento para el cálculo uso

1. Latitud
2. Longitud
3. kWp de instalación (en este caso, 1,2,3, 4 y 5 como comento en el otro tema)

*Como pérdidas del sistema meto de serie un 15% aunque también podría configurarlo de base por si hay alguien que es muy afanado en este sentido.

Y me sale un resultado como este:

1652970079916.png


Si alguien quiere probar con sus datos para confirmar si el dato corresponde con sus estimaciones, puedo pasar una tabla como esta en excel y lo podeis comprobar

De momento solo estoy afinando, a mí me coincide con los datos que tenía de antes del simulador (hay que tener en cuenta que estos datos los saco de la API y los sumo yo con el programa)
 
Más info
He usado la calculadora

Y para La Mancha que estoy tomando como referencia, me salen para 5 kW de instalación, un total de 8.000 kWh anuales

Con la tabla de referencia de la web que estaba usando antes para hacer mis cálculos manuales de rentabilidad, me salían un total de 8.321 kWh (supongo que habrá pequeñas desviaciones por año y por subregión dentro de una provincia)

Pero con esta tabla que acabo de pasar aquí, si sumo el total (es una tabla de generaciones diarias por cierto que se me había olvidado comentar antes), me sale un total de 6.621 kWh

Por lo tanto, puedo confirmar que todavía no lo tengo bien afinado el sistema. Tengo que seguir mirando.
 
Pensaba que estaba haciendo mal los cálculos pero he cogido y he sumado todo y cada uno de los valores para el año que corresponden y me sale exactamente 6.621 kWh lo que me ha dejado un poco fuera de juego porque de hecho en la tabla del PGIS me sale tambien los 8K kWh anuales

1652972291045.png

Algo me esta fallando con la API esta:


(Es la columna P la que estoy usando, en este caso muy concreto, si se suma esta columa sale un total de 7.082.617,1 Wh)

Pero si nos vamos al PGIS para esa misma latitud, longitud, perdidas, y potencia instalada sale 8.219 kWh

1652972830292.png


Así que hay algo que se me está escapando :(
 
Ya he encontrado el fallo: faltaba el parámetro de "optimal angles" para que me calculara la inclinación y el azimut tope de gama (que es lo que usáis en las tablas vosotros). Como dato interesante, esto también se puede configurar, lo que está bastante bien, se podrían llegar a sacar datos de generación muy precisos en este aspecto.

Y me da la impresión que el sistema este del PGIS de base, hace una media desde 2005 hasta 2016, aunque solo cogiendo el 2014 parece que fue un año muy "media", así que para no estar liando de momento, lo tomaré de referencia, así que, de momento, ya está resuelta esta historia.

Sigo abierto a más feedback para dejar perfect el tema.
 
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