Para proyectos fuera de la red, la primera pregunta es casi siempre la misma: ¿Cuánta energía necesita mi central solar móvil?
No existe una respuesta única para todos. La potencia nominal requerida debe calcularse, no simplemente seleccionarse. Una suposición incorrecta puede dar lugar a costosas reelaboraciones: un sistema de tamaño insuficiente puede no soportar la carga, mientras que un sistema sobredimensionado inmoviliza capital en capacidad que tal vez nunca se utilice.
Esta guía desglosa el método de dimensionamiento, proporciona una tabla de referencia rápida para escenarios operativos comunes y explica por qué los módulos fotovoltaicos, los inversores y el almacenamiento de energía deben calcularse por separado.
Comience calculando tres valores clave
Consumo diario de energía (kWh/día)
Este es el punto de partida para todos los cálculos de tamaño. Lo que importa es la electricidad real consumida durante 24 horas, no la suma de las clasificaciones de los equipos o la cantidad de dispositivos multiplicada por su potencia nominal.
Hay tres formas de estimar el consumo en sitio:
- Verifique las lecturas históricas de los medidores. Este es generalmente el método más preciso para proyectos con una conexión a la red existente o un generador diésel.
- Calcule a partir de una lista de equipos. Estime el consumo de energía de cada dispositivo multiplicando su potencia nominal por sus horas de funcionamiento diarias.
- Utilice proyectos comparables como referencia.
El tercer método se utiliza comúnmente para campamentos de construcción o sitios mineros recién establecidos. Las estimaciones típicas de la industria son: campo de construcción de 30 personas: 60–120 kWh/día; Campamento de construcción de 100 personas: 250–400 kWh/día.
Potencia máxima y factor de demanda
La potencia máxima determina la capacidad requerida del inversor, mientras que el consumo de energía diario determina la capacidad fotovoltaica requerida. Estos son dos parámetros diferentes.
Los equipos en el sitio normalmente no funcionan a plena carga simultáneamente. En las estimaciones de ingeniería se utiliza habitualmente un factor de demanda de 0,6 a 0,8. Asumir un factor de demanda de 1,0 puede dar como resultado un inversor sobredimensionado, dejando el exceso de capacidad sin utilizar durante todo el ciclo de vida del proyecto.
Una consideración importante son los equipos con motores de alta potencia, como bombas de agua, trituradoras y equipos de elevación. Su corriente de arranque debe calcularse por separado. La corriente de arranque instantánea de un motor de inducción que utiliza arranque directo en línea puede alcanzar entre 5 y 7 veces su corriente nominal. Si este problema no se soluciona, incluso un inversor de tamaño adecuado puede activar su protección.
Consumo de energía nocturno como porcentaje del uso diario
Esta cifra determina la configuración del almacenamiento de energía. Para los campamentos que están en gran medida desocupados durante el día pero consumen una cantidad significativa de electricidad durante la noche, el consumo nocturno a menudo puede exceder el 50% del uso diario. Para las estaciones de bombeo que funcionan principalmente durante el día, la proporción nocturna puede ser inferior al 20%.
Cuanto menor sea la cuota nocturna, mayor será el almacenamiento como función complementaria. Cuanto mayor sea la proporción, más crítico se vuelve el almacenamiento de energía para el sistema en general.
Referencia rápida de energía para escenarios operativos comunes
La siguiente tabla resume los rangos típicos para seis escenarios operativos comunes. Estas cifras se basan en la experiencia de la industria; Los requisitos reales del proyecto deben verificarse con la lista de carga.
| Escenario operativo | Consumo diario de energía (kWh) | Potencia máxima (kW) | Consumo nocturno | Capacidad fotovoltaica recomendada | Almacenamiento de energía recomendado |
| Campamento de construcción para 30 personas. | 60–120 | 15–25 | 50%–60% | Serie de 20kW | 40 kWh |
| Campamento de construcción de 100 personas | 250–400 | 50–70 | 50%–60% | Serie de 56 a 75 kW | 121 kWh |
| Dos bombas de drenaje de 22 kW (una en funcionamiento y otra en espera) | 200–300 | 40–50 | Por debajo del 20% | Serie de 56kW | Opcional, según sea necesario |
| Luces de sitio de 12 × 400 W (10 horas por la noche) | 50 | 5 | 100% | Serie de 20kW | 40 kWh |
| Estación base de telecomunicaciones (funcionamiento 24 horas al día, 7 días a la semana) | 60–90 | 3–5 | 100% | Serie de 20kW | 40 kWh |
| Máquinas de soldar, equipos de corte y pequeñas herramientas eléctricas. | 80–150 | 20–40 | Alrededor del 30% | Serie de 56kW | Opcional, según sea necesario |
Para utilizar esta tabla, primero identifique el escenario de funcionamiento y verifique qué rango coincide con el consumo de energía diario. Si la potencia máxima y el consumo de energía diario apuntan a diferentes tamaños de sistema, utilice la potencia nominal más alta como punto de partida y luego verifique si la capacidad fotovoltaica es suficiente.
Por qué los módulos fotovoltaicos, los inversores y el almacenamiento de energía deben dimensionarse por separado
Relación CC/CA: la capacidad fotovoltaica suele ser mayor que la potencia nominal del inversor
La salida del módulo fotovoltaico se clasifica en condiciones de prueba estándar: una temperatura del módulo de 25 °C, irradiancia de 1.000 W/m² y un coeficiente de masa de aire de AM1,5. Cuando la temperatura de la lámina posterior del módulo alcanza los 65 °C en el sitio, los módulos de silicio cristalino con un coeficiente de temperatura de -0,3 %/°C pueden experimentar una reducción de producción de aproximadamente 12 % a 14 %.
Si la capacidad fotovoltaica y la potencia nominal del inversor coinciden en una proporción de 1:1, es posible que el sistema no alcance la potencia nominal del inversor durante la parte más calurosa del día, lo que deja parte de la capacidad del inversor infrautilizada.
Una práctica común en la industria es dimensionar la capacidad fotovoltaica instalada entre 1,1 y 1,3 veces la potencia nominal del inversor. Esta relación se conoce como relación CC/CA. No es una calificación inflada; ayuda a hacer un mejor uso de la irradiancia solar disponible.
Cómo calcular la capacidad de almacenamiento de energía
La capacidad de almacenamiento de energía depende del consumo de electricidad nocturno y de la profundidad de descarga permitida (DoD).
| Consumo nocturno como porcentaje del uso diario | Almacenamiento Requerido para 100 kWh/día de Consumo | Descripción |
| 20% | Aprox. 22-25 kWh | Cubre iluminación nocturna y comunicaciones únicamente, suponiendo una profundidad de descarga del 90 %. |
| 40% | Aprox. 45-50 kWh | Cubre cargas de producción auxiliares durante la noche. |
| 60% | Aprox. 67-75 kWh | Para escenarios operativos las 24 horas del día, con capacidad adicional reservada para días nublados o lluviosos |
| 100% (estación base de telecomunicaciones) | Aprox. 110-120 kWh | Requiere consideración de diseño durante 2 o 3 días consecutivos nublados o lluviosos |
El cálculo se puede expresar como:
Capacidad de almacenamiento de energía = Consumo diario de energía × Participación del consumo nocturno ÷ Profundidad de descarga × Factor de reserva de tiempo nublado (1,0–1,3)
El factor de redundancia se puede verificar con datos meteorológicos locales utilizando el módulo del sistema fuera de la red JRC PVGIS.
Para las baterías de fosfato de hierro y litio (LFP), un valor de diseño típico de profundidad de descarga es del 90%. No calcule basándose en el supuesto de 100% DoD, ya que esto puede comprometer el ciclo de vida.
Ciclo de vida y cronograma de reemplazo
Las baterías de fosfato de hierro y litio pueden lograr 5000 a 8000 ciclos a una profundidad de descarga del 80 %. Suponiendo un ciclo de carga-descarga por día, esto corresponde a aproximadamente entre 13 y 21 años. Esto es más corto que la vida útil nominal de 25 años comúnmente especificada para los módulos fotovoltaicos. Por lo tanto, el almacenamiento de energía puede requerir reemplazo durante el ciclo de vida del sistema y no debe pasarse por alto en los cálculos de inversión.
Cómo combinar su proyecto con una de las seis series de productos
Las centrales solares móviles de ZM-Besta están disponibles en seis series de potencia, que van desde 20 kW hasta 200 kW, con un total de 24 modelos. Las especificaciones clave se enumeran a continuación.
| Serie | Capacidad fotovoltaica instalada | Tipo de módulo fotovoltaico | Potencia por módulo | Huella implementada | Peso del producto (excluido el almacenamiento de energía) | Almacenamiento de energía estándar |
| 20 kilovatios | 15-20 kilovatios | TOPCon tipo N | 690–720 vatios | 33 a 39 m × 4 m | 3,8–4,3 toneladas | 40 kWh |
| 56 kilovatios | 40–56 kilovatios | TOPCon tipo N | 440–460 vatios | 63–85 mx 6 m | 12,5-15 toneladas | 121 kWh |
| 75 kilovatios | 56-77 kilovatios | TOPCon tipo N | 440–460 vatios | 63–85 mx 6 m | 12-15 toneladas | Opcional, según sea necesario |
| 150 kilovatios | 109-152 kilovatios | TOPCon tipo N | 510–530 vatios | 70–96 m × 12 m | 33–36 toneladas | 261 kWh |
| 175 kilovatios | 133-175 kilovatios | TOPCon tipo N | 510–530 vatios | 70–96 m × 12 m | 31–34,5 toneladas | Opcional, según sea necesario |
| 200 kilovatios | 148-204 kilovatios | TOPCon tipo N | 580–600 vatios | 85-110 m × 12 m | 31–34 toneladas | Opcional, según sea necesario |
Especificaciones comunes en toda la gama de productos:
- Ángulo de instalación: 25°
- Ángulo incluido del marco: 130°
- Revestimiento galvanizado en caliente en el marco: ≥55 μm
- Revestimiento de zinc-aluminio-magnesio en carriles guía: ≥275 g/m²
- Tiempo de implementación: ≤30 minutos
- Resistencia al viento después del despliegue: Grado 9
- Resistencia a la niebla salina: ≤C5
- Temperatura de funcionamiento: -20°C a +50°C
- Grado de protección en la configuración replegada: IP55
- Salida del inversor híbrido: 380 V/400 V, trifásico, cuatro hilos
- Frecuencia: 50/60 Hz
Cuatro errores comunes de talla que se deben evitar
Simplemente sumando las clasificaciones de las placas de identificación del equipo
Sumar la potencia nominal de cada elemento de la lista de equipos normalmente produce una estimación que es entre un 30% y un 50% demasiado alta. No todos los equipos funcionan simultáneamente y la diferencia puede traducirse directamente en costos innecesarios del sistema.
Ignorar las pérdidas de salida relacionadas con la temperatura
En áreas mineras del desierto con temperaturas ambiente de 45°C, las temperaturas de la lámina posterior de los módulos fotovoltaicos pueden superar los 70°C, lo que reduce la producción en casi un 15%. Dimensionar un sistema según la clasificación estándar a 25 °C puede dar como resultado una producción real inferior a la esperada.
Dimensionamiento del almacenamiento de energía para cargas máximas
El almacenamiento de energía representa una proporción sustancial del coste total del sistema. Dimensionar el almacenamiento según la potencia máxima significa pagar por la capacidad de almacenamiento de un día completo para cubrir un pico que puede ocurrir durante sólo dos horas. El enfoque correcto es dimensionar el almacenamiento en función del consumo de energía nocturno.
Pasar por alto los requisitos de transporte y elevación
Los equipos con una superficie desplegada de 110 m × 12 m y un peso de 34 t requieren comprobaciones previas de las vías de acceso al sitio, el radio de giro y la capacidad de elevación de la grúa. Los caminos temporales en los sitios mineros suelen estar diseñados para vehículos ligeros. Si se pasan por alto los requisitos de acceso y descarga de vehículos pesados, es posible que el equipo llegue al sitio pero sea imposible descargarlo.
Preguntas frecuentes
P1: ¿Cuánta electricidad puede generar una central solar móvil de 20 kW al día?
La generación depende de las condiciones solares locales. Suponiendo 4,5 horas de sol pico y una eficiencia del sistema de 0,75 a 0,8, cada 1 kW de capacidad fotovoltaica instalada genera aproximadamente 3,4 a 3,6 kWh por día. Por tanto, un sistema de 20 kW generaría aproximadamente entre 68 y 72 kWh/día. En áreas con 5,5 horas de sol pico, la generación diaria puede alcanzar alrededor de 85 kWh. El PVOUT local real se puede consultar mediante coordenadas en el Atlas solar mundial.
P2: ¿Puede el sistema alimentar directamente cargas impulsadas por motor?
Sí, pero se debe calcular la corriente de arranque. Un motor de inducción de 22 kW que utiliza arranque directo en línea puede consumir una corriente instantánea de 110 a 150 A. El inversor debe tener suficiente capacidad de sobrecarga para manejar esta demanda. Para motores de alta potencia, se recomienda un arrancador suave o un variador de frecuencia (VFD) para reducir la corriente de arranque y la sobretensión eléctrica asociada.
P3: ¿Puede el sistema funcionar sin almacenamiento de energía?
Sí. Para aplicaciones que consumen electricidad principalmente durante el día, como estaciones de bombeo y operaciones de trituración, el sistema puede funcionar sin almacenamiento de energía, con el inversor suministrando energía en respuesta a la carga. Sin embargo, las aplicaciones que requieren energía de respaldo durante la noche o durante el tiempo nublado necesitan almacenamiento de energía.
P4: ¿Se puede ampliar el sistema?
El diseño modular admite la expansión de la capacidad agregando y conectando unidades adicionales en paralelo. Antes de la expansión, verifique el número máximo permitido de unidades en paralelo del inversor y la capacidad del punto de conexión. Agregar capacidad fotovoltaica por sí sola sin mejorar el sistema de distribución eléctrica puede no ser suficiente.
P5: ¿Cuánto tiempo puede funcionar el equipo en un ambiente cargado de sal?
La gama de productos se especifica con una clasificación de resistencia a la niebla salina de ≤C5 y un revestimiento de marco galvanizado en caliente de ≥55 μm. Según las clasificaciones de corrosión ISO 12944, C5-M se refiere a ambientes marinos altamente corrosivos, incluidas ciertas ubicaciones costeras dentro de los 500 m del mar. Con este nivel de protección e inspecciones periódicas, el sistema puede soportar un período de servicio de más de 15 años. La vida útil real aún depende de las condiciones de corrosión específicas del sitio y de la frecuencia de mantenimiento.
Contacto: info@xzbesta.com
