Cómo Calculamos una Instalación Solar en KwhExperto
En KwhExperto no utilizamos algoritmos de caja negra ni promesas comerciales exageradas. Aquí explicamos con detalle técnico cómo se calculan la radiación, las pérdidas térmicas, el autoconsumo real, la viabilidad de baterías y el plazo de amortización.
Principio de rigor: Estimación técnica orientativa
Ningún cálculo previo en internet puede considerarse un valor exacto cerrado. Los resultados ofrecidos en KwhExperto son estimaciones técnicas calculadas mediante modelos matemáticos basados en radiación satelital y patrones de consumo estándar. El rendimiento definitivo siempre dependerá de la inclinación real, microclima local, sombras de obstáculos y la curva de carga horaria real del hogar.
Ecuación de Balance Energético IDAE, Zonas Climáticas HSP y Pérdidas (PR)
Para estimar cuántos kilovatios-hora (kWh) generará un campo solar a lo largo de los doce meses del año y qué potencia pico instalada requiere una vivienda, aplicamos el modelo físico-matemático del IDAE (Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía) alimentado por la base de datos satelital PVGIS 5.2 (Photovoltaic Geographical Information System) de la Comisión Europea:
Eanual (kWh) = Ppico (kWp) × HSPanual × PR
Donde Ppico es la potencia nominal del generador fotovoltaico en condiciones STC (1.000 W/m², 25 °C, AM 1.5), HSPanual son las Horas Solar Pico en el plano inclinado de cubierta y PR es el coeficiente de rendimiento global (Performance Ratio).
Ppico (kWp) = Eobjetivo (kWh) / (HSPanual × PR)
El número entero de módulos solares se obtiene dividiendo la potencia pico requerida entre la potencia unitaria del panel comercial seleccionado: Npaneles = ⌈ (Ppico × 1.000) / Pmódulo (Wp) ⌉.
Tabla de Horas Solar Pico (HSP) por Zona Climática en España (CTE DB-HE5 / PVGIS 5.2)
Valores de irradiación solar global media diaria y Horas Solar Pico anuales sobre plano inclinado óptimo (30°–35° orientación Sur, azimut 0°) según la zonificación climática del Código Técnico de la Edificación:
| Zona Climática (CTE) | Provincias Representativas | HSP Media Diaria (kWh/m²·día) | Irradiación Anual Plano 32° (HSP/año) | Producción Neta (PR = 0,80) |
|---|---|---|---|---|
| Zona I | A Coruña, Lugo, Asturias, Cantabria, Vizcaya, Guipúzcoa | 3,6 – 4,1 h/día | 1.520 – 1.680 HSP | 1.215 – 1.345 kWh/kWp·año |
| Zona II | Pontevedra, Ourense, León, Burgos, Álava, Navarra, La Rioja | 4,2 – 4,7 h/día | 1.700 – 1.850 HSP | 1.360 – 1.480 kWh/kWp·año |
| Zona III | Barcelona, Girona, Tarragona, Zaragoza, Valladolid, Salamanca | 4,8 – 5,2 h/día | 1.860 – 2.010 HSP | 1.490 – 1.610 kWh/kWp·año |
| Zona IV | Madrid, Toledo, Valencia, Alicante, Castellón, Cáceres, Baleares | 5,3 – 5,7 h/día | 2.020 – 2.150 HSP | 1.615 – 1.720 kWh/kWp·año |
| Zona V | Sevilla, Córdoba, Málaga, Almería, Huelva, Cádiz, Murcia, Badajoz, Canarias | 5,8 – 6,2 h/día | 2.160 – 2.320 HSP | 1.730 – 1.855 kWh/kWp·año |
Desglose Técnico de Pérdidas del Sistema y Performance Ratio (PR = 0,78 – 0,82)
La diferencia entre la energía teórica de radiación (HSP) y la energía alterna útil entregada en el cuadro general de la vivienda viene determinada por unas pérdidas globales acumuladas del 18% al 22%, desglosadas según la siguiente ecuación de factores:
PR = (1 − Ltérmica) × (1 − Lsuciedad) × (1 − LIAM) × (1 − Lcableado) × ηinversor ≈ 0,80 (80%)
| Factor de Pérdida Física | Rango Típico (%) | Fundamento Físico y Normativo |
|---|---|---|
| Pérdidas térmicas en célula (Ltérmica) | 8,0% – 11,5% | Coeficiente térmico γPmax de −0,29%/°C (N-Type TOPCon) a −0,35%/°C (PERC) operando a temperaturas de célula de 55 °C–70 °C en verano. |
| Conversión DC/AC del inversor (1 − ηinv) | 2,0% – 3,0% | Rendimiento europeo ponderado (ηEuro) del 97,0% al 98,2% en inversores string/híbridos de nueva generación y seguimiento MPPT. |
| Reflectancia angular y espectral (LIAM) | 2,5% – 3,5% | Reflexión óptica en el vidrio templado antirreflectante al amanecer y atardecer cuando el ángulo de incidencia solar es rasante. |
| Suciedad, polvo y calima (Lsuciedad) | 2,0% – 3,5% | Acumulación de polvo atmosférico, polen y episodios de calima sahariana en cubiertas residenciales con limpieza anual o semestral. |
| Caída óhmica en cableado DC/AC y mismatch | 1,5% – 2,0% | Disipación por efecto Joule (P = I² × R) dimensionando secciones de cobre según el límite del 1,5% del REBT ITC-BT-40, más tolerancia de módulos. |
Consumo Energético: Diurno vs Nocturno
Una placa solar produce exclusivamente mientras hay luz natural. Por tanto, el valor económico del autoconsumo depende de la coincidencia horaria entre el momento de generación y el consumo de los electrodomésticos del hogar:
Consumo Diurno (Solar Directo)
Electrodomésticos programables (lavadoras, lavavajillas, depuradora de piscina) y refrigeración diurna. Es la energía que ahorra el 100% de los peajes y costes de compra de la luz (~0,15–0,20 €/kWh).
Consumo Nocturno (Horas Sin Sol)
Iluminación nocturna, cocinado de cenas, televisores y climatización por la noche. Si no hay batería física, esta energía debe importarse íntegramente de la red eléctrica.
Autoconsumo, Excedentes y Red: El Balance Real
Para que una instalación sea económicamente eficiente es vital entender que 1 kWh generado no equivale automáticamente a 1 kWh ahorrado en la factura:
| Destino de la Energía | ¿Qué significa? | Valor Económico Típico |
|---|---|---|
| Energía Autoconsumida | Generada por los paneles y consumida en el mismo instante en la vivienda. | ~0,15 a 0,20 €/kWh ahorrados |
| Excedente Vertido | Energía solar sobrante que se inyecta a la red de distribución. | ~0,07 a 0,09 €/kWh compensados |
| Energía de la Red | Electricidad consumida de noche o en momentos de nubosidad alta. | Precio de tarifa según tu contrato |
Baterías Físicas (LiFePO4): Cuándo Sí y Cuándo No Compensan
A diferencia de los portales comerciales, en KwhExperto no recomendamos instalar batería a todos los usuarios de forma indiscriminada:
- Consumos mensuales elevados (>400–500 kWh/mes).
- Presencia de aerotermia o recarga de vehículo eléctrico durante la noche.
- Zonas con tarifas punta muy elevadas en las horas 20:00–23:00.
- Usuarios que priorizan la independencia de la red frente a la máxima rentabilidad financiera.
- Consumos moderados o bajos (<250 kWh/mes).
- Hogares donde la mayor parte del consumo ya se realiza de día.
- Presupuestos ajustados donde la inversión de 3.000€–4.500€ de la batería alarga el retorno a más de 12–15 años.
- Recomendación: Instalar inversor híbrido 'Battery-Ready' y añadir batería más adelante si bajan de precio.
Rentabilidad y Retorno de la Inversión (Payback)
Nuestras estimaciones de amortización integran los factores económicos reales del ciclo de vida de la instalación:
Permite desgravar hasta un 40% del coste en vivienda habitual acreditando un 30% de ahorro energético no renovable en el CEE.
Muchos ayuntamientos en España bonifican entre el 30% y el 50% de la cuota del IBI durante 3 a 5 ejercicios fiscales.
Los paneles N-Type conservan aproximadamente el 87% de su capacidad tras 25 años. Modelamos esta pérdida en el ahorro acumulado.
Los inversores suelen requerir renovación hacia el año 10–13 del ciclo de vida. Es un factor que debe tenerse en cuenta en el coste global.
Aplica esta Metodología a tu Propia Vivienda
Simula de forma transparente cuántos paneles necesitas y si la batería compensa en tu caso particular.