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Calculadora: Solar

Calculadora de dimensionado de inversor solar: relación CC/CA, pérdidas por recorte y el inversor adecuado

Simula tu generador fotovoltaico hora a hora con meteorología de la NASA para mostrar cuánta energía recortaría cada tamaño de inversor, y recomienda el tamaño, el número de fases y la relación CC/CA más rentable.

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Resultados

Cómo funciona esta calculadora de dimensionado del inversor

En una instalación solar, el inversor suele ser el único componente que se elige más pequeño a propósito. Los paneles casi nunca llegan a su potencia de placa, así que un inversor igual a la potencia del generador pasa buena parte de su vida infrautilizado. La pregunta de verdad es otra: ¿cuánta energía recortaría un inversor más pequeño y compensa lo que te ahorras? La respuesta depende del clima, la orientación y la temperatura de los módulos, y por eso esta calculadora la obtiene por simulación y no con una regla rápida.

Descarga un año completo de datos meteorológicos horarios de NASA POWER para tu ubicación y simula hora a hora la producción en CC del generador (posición del sol, modelo de cielo Hay–Davies, pérdidas por ángulo de incidencia, temperatura de la célula y tus pérdidas en CC). Después pasa esa serie horaria por inversores de todos los tamaños estándar, desde una relación CC/CA de 2,0 hasta 0,8, aplica el rendimiento de conversión y limita la salida a cada potencia nominal. La diferencia entre la energía con y sin límite son las pérdidas por recorte. Por último, valora esa energía perdida a lo largo de la vida del inversor y la compara con el dinero que te ahorras al comprar un equipo más pequeño.

Las fórmulas

Relación CC/CA = P_array,STC (kWp) ÷ P_inverter,AC (kW) P_ac(t) = min( P_dc(t) × η_inv , P_inverter ) Pérdidas por recorte = Σ_t max(0, P_dc(t) × η_inv − P_inverter) ÷ Σ_t P_dc(t) × η_inv Corriente en CA: I = P ÷ V (monofásica) I = P ÷ (√3 × V_LL) (trifásica)

Ejemplo práctico: 8 kWp en Bucarest

Partimos de los valores por defecto: 8 kWp de módulos TOPCon orientados al sur con 30° de inclinación, un 12 % de pérdidas en CC y un inversor con un 97,5 % de rendimiento. La producción horaria más alta del generador en 2024 ronda los 6,5 kW, solo el 81 % de su potencia nominal, y el 99 % de las horas productivas se quedan por debajo de 5,9 kW.

Un inversor de 6 kW (CC/CA 1,33) recorta, por tanto, apenas 6 kWh al año (0,1 %) y entrega unos 10.020 kWh, es decir, 1.253 kWh por kWp. Uno de 5 kW (relación 1,60) recortaría el 2,1 %, unos 210 kWh al año, y uno de 4 kW, el 9,2 %. Con un coste marginal del inversor de 120 € por kW, una energía que vale 0,15 €/kWh y 12 años de vida del inversor, el de 6 kW es a la vez el tamaño más pequeño con pocas pérdidas y la opción más rentable. En una conexión monofásica a 230 V consume 26 A. Eso supera el límite de 16 A que muchos códigos de red fijan para la generación monofásica, así que comprueba si te exigen un equipo trifásico.

Cómo leer los resultados

  • El inversor recomendado es el tamaño estándar más pequeño que recorta como mucho el 0,5 % de la energía horaria, o el más rentable si este no recorta más del 2 %, siempre dentro del límite de red que indiques.
  • Las pérdidas por recorte según la relación CC/CA muestran el codo de la curva en tu emplazamiento: plana hasta 1,3–1,4, más o menos, y después muy empinada.
  • Las horas a cada nivel de carga revelan lo poco que trabaja el inversor cerca de plena potencia: la mayor parte de sus horas está por debajo del 50 % de carga.
  • El valor perdido (VAN) frente al ahorro en inversor, en la tabla de tamaños, enseña el dinero que hay detrás de la recomendación.

Valores habituales

Situación Relación CC/CA habitual Recorte esperado
Orientación sur, clima soleado y cálido 1,1–1,25 < 1 %
Orientación sur, centro y norte de Europa 1,2–1,35 < 1 %
Tejado este-oeste, 10–15° de inclinación 1,3–1,5 < 1 %
Planta a gran escala con seguidor de un eje 1,2–1,35 1–3 %
Vivienda con límite de red (p. ej., 3,68 kW) 1,3–1,7 0,5–5 %
Híbrido con batería (acoplada en CC) 1,4–2,0 lo absorbe la batería

Consejos

  • No sobredimensiones el inversor. Una relación por debajo de 1,0 es dinero tirado y baja el rendimiento a cargas bajas, que es donde el inversor pasa la mayor parte del tiempo.
  • Las instalaciones este-oeste y las muy inclinadas admiten relaciones más altas, porque las dos caras alcanzan su pico a horas distintas y ninguna recibe el sol de lleno.
  • Ten en cuenta el límite de red. Si la distribuidora limita el vertido o el tamaño del inversor, subir la relación CC/CA es la forma más barata de sacar más energía sin pasarte; una batería acoplada en CC puede absorber lo que se recortaría.
  • Comprueba la corriente por MPPT. Un generador grande sobre un inversor pequeño puede superar la corriente de entrada de cada seguidor; verifícalo con la calculadora de strings solares.
  • Dimensiona el cable de CA para la corriente máxima del inversor, no para la producción media; consulta la calculadora de sección de cable.

Limitaciones

Las medias horarias suavizan los picos breves de irradiancia que provocan los bordes de las nubes, capaces de llevar el generador por encima de su máximo horario durante minutos; los estudios con datos minutales encuentran aproximadamente 1,5–2 veces más recorte que los modelos horarios con relaciones CC/CA altas. El rendimiento del inversor se considera constante, no se modeliza la reducción de potencia por temperatura del inversor en cuartos calurosos y la opción de límite de vertido supone un consumo diurno constante de la casa. Los resultados corresponden a un solo año meteorológico; prueba otros con la opción de año meteorológico.

Método e hipótesis

La producción en CC del generador se simula para cada hora de un año meteorológico de la NASA (posición solar, transposición de Hay–Davies, pérdidas por incidencia y temperatura, tus pérdidas en CC). Para cada tamaño de inversor candidato S, la producción horaria en CA es mín.(CC × η, S); la energía por encima de S se recorta. Un límite de vertido opcional limita la producción a límite + consumo de la casa.

Economía: la energía perdida con cada tamaño estándar más pequeño se valora a lo largo de la vida del inversor (VAN a tu tasa de descuento) y se compara con el ahorro de compra por kW. La recomendación es el tamaño estándar más pequeño que recorta ≤ 0,5 % (horario), o el óptimo económico si recorta ≤ 2 %, dentro del límite de red que indiques.

Preguntas frecuentes

¿Qué tamaño de inversor necesito para mis paneles solares?
La mayoría de las instalaciones domésticas usan un inversor con una potencia del 75–90 % de la potencia en CC de los paneles, es decir, una relación CC/CA de 1,1–1,35. Con 8 kWp orientados al sur en el centro o el sur de Europa, un inversor de 6 kW (relación 1,33) pierde por recorte bastante menos del 1 % de la energía anual. Las instalaciones este-oeste, las muy inclinadas o con sombras y los climas nublados admiten 1,4–1,5, porque casi nunca llegan a plena potencia.
¿Cuál es una buena relación CC/CA?
En viviendas lo habitual es 1,1–1,3; las plantas a gran escala suelen trabajar con 1,2–1,4, y algunos sistemas híbridos llegan a 1,5 o más. Por encima de 1,4, más o menos, las pérdidas por recorte suben deprisa (varios puntos porcentuales a 1,6 y un 5–10 % a 1,8–2,0 en climas soleados). Mira la ficha técnica del inversor: el fabricante indica la potencia máxima de entrada en CC o la relación máxima.
¿Qué es el recorte (clipping) del inversor?
Cuando los paneles podrían dar más potencia que la nominal en CA del inversor, este saca al generador de su punto de máxima potencia y limita la salida a su valor nominal. La energía que se pierde queda «recortada». Ocurre en días fríos y despejados en torno al mediodía, normalmente unas pocas decenas de horas al año con una relación CC/CA de 1,3.
¿Por qué los paneles solares no dan su potencia nominal?
La potencia nominal (STC) supone 1.000 W/m² de radiación sobre células a 25 °C. En funcionamiento real, las células trabajan 20–35 °C más calientes, el sol rara vez incide en perpendicular y la suciedad, el cableado y el desajuste entre módulos restan un 5–15 %. Una instalación típica alcanza como máximo un 75–85 % de sus kWp, y por eso infradimensionar el inversor cuesta tan poco.
¿Necesito un inversor monofásico o trifásico?
Depende de tu conexión a la red y de la normativa local. Muchas redes europeas limitan los generadores monofásicos a 3,68–5 kW (16–20 A) para evitar desequilibrios entre fases; por encima de eso se exige un inversor trifásico, que reparte la corriente entre tres conductores. Un inversor trifásico de 10 kW a 400 V consume unos 14,4 A por fase, frente a 43,5 A de uno monofásico a 230 V.
¿Se pueden sobredimensionar los paneles respecto al inversor?
Sí, dentro de los límites del inversor. Sobredimensionar (CC/CA por encima de 1) aumenta la energía por kW de inversor, mejora la producción por la mañana, por la tarde y en invierno y abarata el kWh. Los límites son la potencia máxima de entrada en CC, la corriente por entrada MPPT y la tensión máxima en CC, así que revisa el diseño de las cadenas con la calculadora de strings solares.

Fuentes y referencias

  1. Good, J. & Johnson, J.X. (2016). Impact of inverter loading ratio on solar photovoltaic system performance. Applied Energy 177
  2. NREL: PVWatts Version 5 Manual (relación CC/CA y modelo de inversor), NREL/TP-6A20-62641
  3. Lawrence Berkeley National Laboratory: Utility-Scale Solar (evolución de la relación de carga del inversor)
  4. NASA POWER: datos solares y meteorológicos horarios

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