Dimensionamiento de Sistemas Solares Fotovoltaicos para México
Guía completa para dimensionar un sistema solar FV. Cálculo de paneles, inversor, estructura y cableado para interconexión con CFE o sistema aislado.
¿Cómo Dimensionar un Sistema Solar?
El dimensionamiento de un sistema solar fotovoltaico parte del consumo eléctrico del usuario y la irradiación solar de la ubicación para determinar la cantidad de paneles, la capacidad del inversor y el cableado necesario.
Paso 1: Determinar el Consumo
Obtenga el consumo promedio bimestral del recibo de CFE:
| Dato del recibo | Ejemplo |
|---|---|
| Consumo bimestral | 1,200 kWh |
| Consumo mensual | 600 kWh |
| Consumo diario | 20 kWh/día |
| Tarifa actual | 1C (zona cálida) |
Paso 2: Irradiación Solar
Las horas solar pico (HSP) varían por región en México:
| Zona | HSP promedio | Ciudades |
|---|---|---|
| Noroeste | 5.5-6.5 | Hermosillo, La Paz, Los Cabos |
| Norte | 5.0-6.0 | Chihuahua, Monterrey, Saltillo |
| Centro | 4.5-5.5 | CDMX, Guadalajara, Puebla |
| Sureste | 4.0-5.0 | Mérida, Cancún, Villahermosa |
| Pacífico | 5.0-5.5 | Acapulco, Puerto Vallarta |
Paso 3: Calcular Potencia del Sistema
P_sistema = Consumo_diario / (HSP × η_sistema)
| Variable | Valor típico |
|---|---|
| Consumo diario | 20 kWh |
| HSP | 5.0 (CDMX) |
| η_sistema | 0.80 (pérdidas totales ~20%) |
P = 20 / (5.0 × 0.80) = 5.0 kW
Paso 4: Número de Paneles
| Potencia del panel | Número de paneles (5 kW) |
|---|---|
| 400W | 13 paneles |
| 450W | 12 paneles |
| 500W | 10 paneles |
| 550W | 10 paneles |
Recomendación: Paneles de 550W monocristalinos son la mejor relación costo/beneficio en México actualmente.
Paso 5: Selección de Inversor
| Tipo | Capacidad requerida | Ventaja |
|---|---|---|
| String (central) | 5 kW | Económico |
| Microinversores | 1 por panel | Mayor producción con sombras |
| Híbrido (con batería) | 5 kW + puerto batería | Respaldo ante apagones |
Regla: El inversor debe tener una potencia entre el 80% y 120% de la potencia pico del arreglo FV.
Paso 6: Dimensionamiento del Cableado
Strings (series de paneles)
| Parámetro | Cálculo |
|---|---|
| Voltaje máximo del string | Voc × #paneles × factor temperatura (1.15) |
| Corriente máxima | Isc × factor 1.56 (NOM Art. 690) |
| Calibre del conductor | Según ampacidad y caída de voltaje |
Conductores DC (paneles → inversor)
| Calibre | Corriente máxima | Distancia típica |
|---|---|---|
| 12 AWG | 20A | Hasta 15m |
| 10 AWG | 30A | Hasta 25m |
| 8 AWG | 50A | Hasta 40m |
Costos de Referencia (México 2026)
| Concepto | Costo por Watt | Sistema 5 kW |
|---|---|---|
| Paneles | $6-8 MXN/W | $30,000-40,000 |
| Inversor | $4-6 MXN/W | $20,000-30,000 |
| Estructura | $2-3 MXN/W | $10,000-15,000 |
| Instalación | $3-5 MXN/W | $15,000-25,000 |
| Trámites CFE | Fijo | $5,000-10,000 |
| Total instalado | $16-24 MXN/W | $80,000-120,000 |
Producción Esperada
| Potencia sistema | Producción mensual (5 HSP) | Ahorro mensual (~$3.50/kWh) |
|---|---|---|
| 3 kW | 360 kWh | $1,260 |
| 5 kW | 600 kWh | $2,100 |
| 8 kW | 960 kWh | $3,360 |
| 10 kW | 1,200 kWh | $4,200 |
Errores Comunes
1. No considerar las pérdidas del sistema
Las pérdidas por temperatura, cableado, suciedad e inversor representan 15-25% del total. Un sistema sin considerar pérdidas producirá menos de lo esperado.
2. Sobredimensionar para salir de DAC
El sistema puede cubrir como máximo el 100% del consumo promedio para interconexión con CFE. Un sistema mayor genera excedentes que CFE no paga.
3. No verificar la orientación e inclinación
En México (hemisferio norte), los paneles deben orientarse al sur con inclinación igual a la latitud (±10°). Una mala orientación puede reducir la producción un 20-30%.
Preguntas Frecuentes
¿Cuántos paneles necesito para eliminar mi recibo de luz?
Depende de su consumo. Una casa promedio en México consume 300-600 kWh/bimestre; necesitaría un sistema de 2-5 kW (4-10 paneles de 550W). CFE siempre cobra un mínimo de conexión (~$50/bimestre).
¿Los paneles funcionan en días nublados?
Sí, pero producen 10-30% de su capacidad en días nublados. El dimensionamiento se hace con el promedio anual de irradiación, que ya incluye días nublados y lluviosos.
¿Cuánto dura un sistema solar?
Los paneles tienen garantía de 25-30 años con degradación menor al 0.5%/año. Los inversores string duran 10-15 años; los microinversores 20-25 años. El cableado y la estructura duran toda la vida del sistema.
¿Necesito baterías?
Para interconexión con CFE (net metering), no necesita baterías: la red actúa como almacén virtual. Las baterías solo son necesarias para sistemas aislados (sin red) o si desea respaldo ante apagones.
¿Cuánto tarda en recuperarse la inversión?
Típicamente 4-6 años para usuarios en tarifa normal y 2-3 años para usuarios en tarifa DAC. El sistema genera ahorros por 25+ años, con un retorno total de 3-5 veces la inversión.
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