Cómo funciona esta calculadora de factor de capacidad
El factor de capacidad es la cifra que, por sí sola, dice cuánto trabaja una central. Es imprescindible para comparar tecnologías, entra en todo cálculo de coste nivelado y sirve para comprobar si unos datos de producción tienen sentido. La calculadora trabaja en tres direcciones:
- Factor de capacidad a partir de la energía: introduce la potencia nominal y la energía producida en un periodo;
- Energía a partir del factor de capacidad: estima la producción anual de una central en proyecto;
- Potencia necesaria: cuántos MW hacen falta para entregar una cantidad de energía objetivo con un factor de capacidad dado (por ejemplo, cuánta solar se necesita para producir 1 TWh).
El periodo puede ser un año, un año bisiesto, un trimestre, un mes, una semana, un día o un número de horas personalizado, y las unidades se convierten solas entre kW/MW/GW y kWh/MWh/GWh/TWh. El resultado se compara con los rangos típicos de 14 tecnologías.
La fórmula
E = P × T × CF (energía a partir del factor de capacidad) P = E / (T × CF) (potencia para un objetivo de energía) Horas a plena carga = CF × T Potencia media = E / T
T es el número de horas del periodo (8.760 en un año normal). Usa la energía neta entregada a la red y la misma base para la potencia (en solar, normalmente la potencia en alterna del inversor).
Ejemplo práctico: un parque eólico de 50 MW
El caso por defecto es un parque eólico de 50 MW que entregó 140.000 MWh en un año:
- CF = 140.000 / (50 × 8.760) = 140.000 / 438.000 = 32,0 %
- horas equivalentes a plena carga = 0,32 × 8.760 ≈ 2.800 horas
- potencia media = 140.000 / 8.760 ≈ 16 MW
Un 32 % queda holgadamente dentro del rango típico del 20–45 % de la eólica terrestre. Los otros ejemplos predefinidos muestran la dispersión: una instalación fotovoltaica de 6 kW en tejado que produce 7.300 kWh sale a un 14 % aproximadamente; un reactor nuclear de 1 GW al 92 % genera unos 8,1 TWh al año; y producir 1 TWh con solar de inclinación fija y un factor de capacidad del 20 % requiere unos 570 MW.
Cómo leer los resultados
- Factor de capacidad: compáralo con el rango típico que aparece para la tecnología elegida. Por debajo apunta a recortes de producción, paradas, un recurso pobre o una central sobredimensionada; por encima puede indicar un emplazamiento excepcional o un error en los datos.
- Las horas equivalentes a plena carga contienen la misma información que el factor de capacidad, y son la medida preferida en Alemania y en los informes del sector eólico.
- La potencia media resulta útil para emparejar un generador con una carga constante.
- La producción mientras está disponible (opcional) divide el factor de capacidad entre la disponibilidad, para separar los efectos del recurso y del despacho de las paradas.
Valores típicos
| Tecnología | Factor de capacidad típico | Principal factor limitante |
|---|---|---|
| Nuclear | 80–93 % | paradas de recarga |
| Geotérmica | 70–90 % | recurso constante |
| Biomasa / biogás | 50–85 % | suministro de combustible, despacho |
| Ciclo combinado de gas | 45–65 % | se despacha según el precio |
| Carbón | 35–65 % | despacho en descenso |
| Eólica marina | 38–55 % | recurso eólico |
| Hidráulica | 30–60 % | disponibilidad de agua |
| Eólica terrestre | 20–45 % | recurso eólico, tamaño del rotor |
| Termosolar (con almacenamiento) | 30–55 % | horas de almacenamiento |
| FV a gran escala, con seguidor | 20–32 % | radiación solar, latitud |
| FV a gran escala, fija | 12–25 % | radiación solar, latitud |
| FV en tejado | 9–20 % | orientación, sombras |
| Centrales de punta de gas/fueloil | 2–15 % | solo funcionan en los picos |
| Almacenamiento en baterías | 8–20 % | ciclos × duración |
Los rangos combinan las estadísticas del parque estadounidense publicadas por la EIA con las medias mundiales de las nuevas instalaciones de IRENA; cada central y cada año pueden variar mucho.
Consejos
- Usa unidades coherentes. El error más común es mezclar kW con MWh, lo que da resultados 1.000 veces demasiado grandes o pequeños.
- En solar, indica la base. Los factores de capacidad sobre la potencia en continua (paneles) son un 10–30 % más bajos que sobre la potencia en alterna (inversor).
- Compara los mismos años. Los factores de capacidad de la eólica y la hidráulica varían un ±10–15 % entre años buenos y malos.
- Úsalo en los modelos de costes. El factor de capacidad está en el denominador de todo LCOE (consulta la calculadora de LCOE) y es el resultado principal de las calculadoras de aerogeneradores y de paneles solares.
Limitaciones
El factor de capacidad resume la producción, no el valor: una central de punta que funciona el 5 % del tiempo puede valer más para la red que una central de base. Los rangos típicos son amplios y varían entre países, años y antigüedad de las centrales. La calculadora no distingue la generación bruta de la neta ni tiene en cuenta la degradación; introduce la energía neta entregada en el periodo que te interese.
Método e hipótesis
Factor de capacidad FC = E ÷ (Pnominal × T), donde E es la energía neta entregada en el periodo T (horas). Energía = P × T × FC; potencia necesaria = E ÷ (T × FC). Horas equivalentes a plena carga = FC × T. Potencia media = E ÷ T. Las unidades se convierten internamente a kW y kWh.
Preguntas frecuentes
¿Qué es el factor de capacidad?
¿Cómo se calcula el factor de capacidad?
¿Qué fuente de energía tiene el mayor factor de capacidad?
¿Qué factor de capacidad es bueno para la energía solar?
¿El factor de capacidad es lo mismo que el rendimiento?
¿Qué son las horas equivalentes a plena carga?
¿Por qué las centrales de gas de punta tienen factores de capacidad tan bajos?
Fuentes y referencias
- US Energy Information Administration: Electric Power Monthly, tabla 6.07.A/B (factores de capacidad por tecnología)
- IRENA: Renewable Power Generation Costs in 2023
- NREL Annual Technology Baseline: hipótesis de factor de capacidad por tecnología
- IAEA PRIS: Power Reactor Information System (factores de carga nucleares)
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