Muchos usuarios interesados en instalar paneles fotovoltaicos se preguntan cuantas placas de más deberían instalar por si en un futuro adquiriesen un vehículo eléctrico. En esta entrada resolverá esta cuestión para diferentes tipo de vehículos y en función del kilometraje.
ÍNDICE DE CONTENIDOS
CONSUMO ESTIMADO
Actualmente la mayoría de coches eléctricos tienen un consumo inferior a los 0,20 [kWh/km], en el caso de las motos eléctricas este se reduce a unos 0,05 [kWh/km]. Por otro lado, los camiones eléctricos tiene consumos mucho más elevados, de entorno a 1 [kWh/km]. Finalmente, señalar que las furgonetas demandan aproximadamente 0,30 [kWh/km].
RENDIMIENTO ESPECÍFICO
La producción solar fotovoltaica en la península ibérica oscila, según datos del IDAE, entre los 1085 y 1532 [kWh] al año por cada [kWp] en paneles instalado (1 [kWp] ⇔ 2 módulos de 500 [Wp]), estos resultados dependen de la ubicación de la planta, además suponen que la inclinación y orientación de los módulos es la más adecuada, así como que no hay presencia de sombras.
Es decir, la generación fotovoltaica media diaria en España de una instalación es de 2,97 a 4,20 [kWh/(día · kWp)] menos las pérdidas aplicables en función de la colocación de los paneles, que idealmente será a 30º de inclinación y orientación Sur. Estos resultados no son aplicables a sistemas con baterías, los cuales tienen pérdidas adicionales del ~ 5 – 15%.
| Inclinación / Orientación | 0º (Sur) | 30º | 60º | 90º (Este u Oeste) |
| 0º (horizontal) | 15% | 15% | 15% | 15% |
| 30º | 0% | 3% | 10% | 21% |
| 60º | 6% | 10% | 19% | 12% |
| 90º (vertical) | 33% | 35% | 24% | 38% |
Por último, indicar que hay que tener en cuenta la fuerte estacionalidad de la producción fotovoltaica, cuya media diaria es un ~ ± 25% mayor/menor que los mínimos/máximos alcanzados a lo largo del año, normalmente en diciembre y julio respectivamente. Esto implica que la producción en invierno será de ~ 2,23 – 3,15 [kWh/(día · kWp)] y en verano de ~ 3,71 – 5,25 [kWh/(día · kWp)].
RESULTADOS OBTENIDOS
Tomando de referencia los datos expuestos, a continuación se expone la potencia pico necesaria por kilómetro recorrido diariamente ([Wp/km]) para los diferentes tipos de vehículos eléctricos citados anteriormente y en función de la época del año considerada.
Cabe aclarar que para cada caso se da un valor máximo y un valor mínimo calculados en función de los rangos de producción indicados anteriormente, ya que la producción varía bastante dependiendo del emplazamiento.
Por ejemplo, para cargar en invierno un camión eléctrico en Sevilla, que es una provincia con bastante radiación, se necesitarán cerca de 317,46 [Wp] por [km/día] recorridos. En cambio, en A Coruña, que tiene un clima muy nuboso, se requerirían unos 448,43 [Wp] por [km/día].
La diferencia entre ambos casos es del ~ 40%. Para realizar cálculos más precisos para una provincia en concreto, recomiendo utilizar la siguiente fórmula y tomar los datos de generación específica anual de la tabla expuesta anteriormente:
Potencia pico necesaria = Consumo / [(Generación específica / (1000·365)) · CC1 · CC2]
Potencia pico necesaria ≡ Potencia requerida en paneles expresada en [Wp/km]
Consumo ≡ Consumo en [kWh/km] del vehículo (e.g. 0,2 [kWh/km] para coches)
Generación específica ≡ Expresada en [kWh/(kWp·año)] y dependiente de la provincia
CC1 ≡ Coeficiente según la temporada (0,75 en invierno / 1,25 en verano / 1,00 en un día medio del año)
CC2 ≡ Coeficiente de pérdidas = (1 – Pérdidas por colocación/100)
Ejemplo A – Madrid / Coche eléctrico / Verano / Disposición paneles a 30º-Sur:
Potencia pico necesaria = 0,2 / [(1445 / (365 · 1000)) · 1,25 · 1,00) = 40,42 [Wp/km]
Ejemplo B – Huesca / Moto eléctrica / Día medio / Disposición paneles a 30º-Este:
Potencia pico necesaria = 0,05 / [(1282 / (365 · 1000)) · 1,00 · (1 – 0,21)) = 18,02 [Wp/km]
GESTIÓN DE LA DEMANDA
Por último, cabe recordar que, para poder derivar los excedentes de la instalación solar al vehículo eléctrico, es fundamental disponer de un cargador que este habilitado para ello y que el montador que lo instale lo programe para que la potencia de carga se limite. Normalmente el usuario tendrá la opción de establecer franjas horarias con otra programación o deshabilitarla temporalmente.
CASO PRÁCTICO
Se desea calcular el número de paneles solares (de 500 [Wp]) que requeriría un usuario para cargar sus dos vehículos eléctricos en invierno, una moto y un coche, los cuales recorren de media 25 y 50 [km] respectivamente diariamente. El tejado donde se situarán los módulos de manera coplanar dispone de 30º de inclinación y orientación Suroeste desviado 60º respecto al Sur.
PASO 1 – Potencia pico por kilómetro recorrido.
En la tabla representada en la figura 2 se indica que la potencia pico necesaria para cargar un coche eléctrico en invierno es de 63,49 a 89,69 [Wp/km] y para una moto de 15,87 a 22,42 [Wp/km], por lo tanto, el usuario requeriría de 3,6 a 5,1 [kWp]:
PP-0 = ηMOTO · KILOMETRAJE MOTO + ηCOCHE · KILOMETRAJE COCHE ≡ [Wp]
PP-MIN-0 = 15,87 · 25 + 63,49 · 50 = 3.571,25 [Wp]
PP-MAX -0 = 22,42 · 25 + 89,69 · 50 = 5.045,00 [Wp]
PASO 2 – Corrección acorde a la colocación de los paneles.
Estos resultados habrá que corregirlos debido a que la colocación de los paneles no es la ideal, lo que provoca unas pérdidas de aproximadamente el 10%. Tenidas estas en cuenta, la potencia pico aumentará hasta los 4,0 – 5,6 [kWp]:
PP = PP-0 / (1 – θ) = Potencia pico / (1 – Pérdidas por colocación) ≡ [Wp]
PP-MIN = 3.571,25 / (1 – 0,10) = 3.968,06 [Wp]
PP-MAX = 5.045,00 / (1 – 0,10) = 5.605,56 [Wp]
PASO 3 – Número de paneles necesarios en invierno.
Dado que los paneles son de 500 [Wp], el usuario requerirá de 8 a 11 módulos fotovoltaicos para producir suficiente energía como para cubrir la demanda diaria de sus dos vehículos eléctricos en invierno (diciembre – marzo). Si el periodo considerado fuera un día medio del año o verano, el número de paneles sería mucho menor.