Cómo calcular el consumo teórico de los electrodomésticos para una instalación fotovoltaica

Cómo calcular el consumo teórico
Cálculo de Consumos

El cálculo de la potencia y consumo de los electrodomésticos es sin duda una de las partes que más tiempo suelen tomar a la hora de dimensionar una instalación fotovoltaica, pero al mismo tiempo, es la que debe realizarse de la mejor manera para garantizar que nuestros generadores solares nos proporcionen la energía que necesitamos sin inconvenientes.

Existen diferentes formas de calcular la potencia consumida en una instalación eléctrica, la elección dependerá de los datos disponibles o el nivel de rigurosidad necesario al diseñar el sistema.

Como primer paso debe determinarse el consumo teórico total sumando cada uno de los consumo de energía de los receptores de la instalación. Luego debe estimarse el consumo real al tener en cuenta las pérdidas del sistema. Consecuentemente, el consumo real será la energía que deberá proporcionarnos nuestros paneles fotovoltaicos.

En este módulo nos centraremos en algunas nociones básicas de electricidad para comprender los cálculos que vamos a realizar y en los distintos métodos disponibles para determinar el consumo de los electrodomésticos teórico.

Nociones básicas de electricidad

Como una instalación fotovoltaica es en sí un circuito eléctrico, repasaremos brevemente algunos conceptos básicos de electricidad para poder comprender mejor los cálculos que realizaremos a lo largo de este módulo.

Ley de Ohm

Ley de Ohm

La intensidad de corriente que atraviesa un circuito es directamente proporcional al voltaje o tensión del mismo e inversamente proporcional a la resistencia que presenta.

Corriente (I) = Voltaje (V) / Resistencia (R)

Es más fácil recordar la relación de la ley de Ohm observando la imagen de arriba (Triángulo de Ohm). Al conocer dos valores cualesquiera de las cantidades de voltaje, corriente o resistencia, podemos usar la ley de Ohms para encontrar el tercer valor faltante.

Voltaje (V)

V (Voltios) = I (Amperios) x R (Ω)

Intensidad de corriente (I)

I (Amperios) = V (Voltios) / R (Ω)

Resistencia (R)

R (Ω) = V (voltios) / I (amperios)

Potencia (W)

P (Watt o vatios) = V (Voltios) x Corriente (Amperios)

Energía (Wh)

Energía (Watt-hora) = potencia (vatios) × Tiempo (Horas)

Capacidad (Ah)

Capacidad (Amperios-hora) = Corriente (Amperios) x Tiempo (Horas)

Cálculo del consumo de los electrodomésticos teórico

Cálculo de consumo electrodoméstico

Hacer una buena estimación de la potencia y del consumo es esencial para dimensionar correctamente una instalación fotovoltaica y no tener problemas de suministro energético.

Sin embargo, si se tiene pensado emprender una instalación aislada de autoconsumo, es decir, desconectarse completamente de la red eléctrica para comenzar a autoabastecerse de energía con generadores solares, priorizar el máximo ahorro energético en un paso previo igualmente importante.

Para este tipo de proyectos, lo recomendable es comprar todos los electrodomésticos de la mayor eficiencia energética, de ser posible A+++ (o Rango A según los estándares actuales de la clasificación de la unión europea), ya que el consumo será menor en estos casos y todos los componentes que se utilizarán para la instalación serán más baratos.

También es recomendable no emplear calefacción que funcione a base de resistencia eléctrica (como los hornos eléctricos, estufas eléctricas, anafes u hornallas inductivas), ya que suelen requerir mucha energía para funcionar. En su lugar, es más energéticamente eficiente utilizar hornos o estufas que funcionen a gas para cocinar alimentos o calentar el hogar.

Para la calefacción a gas puede utilizarse el gas natural proveniente de la red o producir biogás propio si se sigue la filosofía del autoconsumo. En otro de nuestros artículos, le enseñamos a construir un biodigestor casero.

Formas de determinar el consumo teórico

Cuando hablamos del consumo de un electrodoméstico, nos referimos a la energía que este necesita para funcionar en periodo de tiempo concreto (lo más habitual es que sea en horas al día o a la semana). Por ello, el consumo se expresa en Wh/día (Watts-hora al día).

Por otro lado, carga significa lo mismo que potencia y representa el trabajo que puede realizar el electrodoméstico en cualquier unidad de tiempo.

Para hacer el cálculo del consumo estimado en Wh al día (wh/dia) se tienen cuatro opciones:

Calculo Energía conociendo los Electrodomésticos

Si se conocen cada uno de los electrodomésticos que se utilizarán en una vivienda aislada de la red, entonces simplemente se sumarán los consumos diarios de cada uno de los ellos (receptores).

Estos consumos generalmente vienen en las etiquetas de los aparatos o puede medirlos directamente utilizando un vatímetro.

Consultar Potencias para consumo electrodomésticos

Sin embargo, en caso de no tener a disposición las etiquetas o un vatímetro, puede alternativamente averiguar el consumo de cada electrodoméstico realizando una pequeña investigación. Buscando por internet, encontrará diversas tablas de potencias de los electrodomésticos más utilizados, la siguiente fue la que se utilizó en Solarpedia para elaborar nuestra calculadora solar online para instalaciones fotovoltaicas aisladas.

Una vez que se tenga la potencia de cada electrodoméstico que formará parte de la vivienda, los consumos de cada uno se pueden calcular multiplicando la potencia de cada receptor por el número de horas que se estima estará conectado a la instalación en un día. Y la suma resultante de todos estos consumos será el consumo teórico total.

Consumo (Watts-Hora) = Potencia (Watts) × Tiempo (Horas)

Lista de consumos de electrodomésticos
Electrodoméstico Potencia (en Watt)
Afeitadora5
Aspiradora1200
Batidora de mano300
Bomba de agua de 1/2 HP380
Bomba de agua de 3/4 HP570
Cafetera de filtro eléctrica900
Caloventilador chico c/termostato1500
Cargador de celular genérico5
Computadora (sólo la CPU)200
Estufa halógena de 3 velas c/termostato1500
Estufa de cuarzo c/termostato1500
Freezer250
Heladera150
Heladera con freezer200
Heladera con freezer – Inverter200
Horno eléctrico de 25 a 30 litros c/termostato1500
Horno eléctrico de 73 litros c/termostato, para empotrar2450
Lavarropas automático de 5 kg con calentamiento de agua2500
Lavarropas automático de 5 kg500
Lavarropas semi-automático de 5 kg200
Lavavajilla para 12 cubiertos1500
Licuadora de mano o de pie600
Lustraspiradora800
Microondas800
Minicomponentes60
Monitor LED de 19″22
Notebook22
Pava eléctrica de 1,7 litros2000
Plancha1500
Planchita de pelo o buclera40
Radiador eléctrico mediano c/termostato1500
Reproductor de DVD15
Secador de cabellos2000
Secarropas a calor950
Secarropas centrífugo380
Termotanque eléctrico c/termostato1500
Tostadora950
Aire acondicionado de 2200 frigorías F/C1350
Anafe vitrocerámica con hornalla de 120 mm de diámetro750
Extractor de aire para cocina o baño – 80 m3/hora12
Lámpara de bajo consumo de 11W11
Lámpara halógena de 40 W40
Lámpara LED de 5 W5
Lámpara LED de 9 W9
Lámpara LED de 11 W11
Televisor color de tubo fluorescente de 21″75
Televisor LCD de 40″180
Televisor LED 24″40
Televisor LED 32″ a 50”90
Tubo fluorescente de 18 W18
Tubo fluorescente de 36 W36
Tubo fluorescente de 58 W58
Ventilador de techo60
Ventilador de pie90
Vitroconvector 54 x 57 cm c/termostato1000
Vitroconvector 86 x 58 cm c/termostato2000
Fuente: Argentina.gob.ar
Ejemplo de cálculo de consumo de electrodomésticos

Vamos a visualizar mejor este procedimiento mediante un ejemplo sencillo del cálculo del consumo estimado de una pequeña instalación.

Ejemplo calculo consumo electrodomésticos

Si en una instalación hipotética vamos a utilizar 2 bombillas LED de 5 W durante 5 horas al día, 1 ventilador de techo (60 W) durante 4 horas, 1 Notebook (22 W) durante 3 horas y 1 enrutador WiFi (6 W) durante 24 horas. Entonces debemos calcular el consumo de cada uno y el total de la siguiente manera:

  1. Bombilla LED: 2 x 5 W x 5 h = 50 Wh/día
  2. Notebook: 1 x 22 W x 3 h = 66 Wh/día
  3. Ventilador de Techo: 1 x 60 W x 4 h = 240 Wh/día
  4. Enrutador WiFi: 1 x 6 W x 24 h = 144 Wh/día

Total = 500 Wh/día

Puede calcular el consumo de energía manualmente como le hemos mostrado más arriba o usar nuestra Calculadora Solar Online.

Nota: Muchas instalaciones utilizan lámparas que funcionan a corriente continua conectadas directamente a la salida del regulador de carga, por lo que no habría que tenerlas en cuenta a la hora de dimensionar el inversor.

Tiempo de consumo de los electrodomésticos
Tiempo de uso consumo electrodomésticos

De vez en cuando, hay algunos receptores que no consumen energía todos los días, como por ejemplo una aspiradora.

Imagine que utilizamos una aspiradora de 1200 W, durante 2 horas solo un día a la semana. Podemos calcular el consumo de dos formas diferentes:

Consumo Aspiradora = 1200 W x 2 h x 1/7 = 342,86 Wh/día

Colocamos el 1/7 para indicar que se consume energía un día de la semana. Pero también se puede expresar de otra forma:

Consumo Aspiradora = 1200 W x 2 h x 1 = 2400 Wh/semana

A veces estos pequeños electrodomésticos lo que se hace es poner una estimación para todos del 1.000wh/dia, pero lógicamente si los conocemos es mejor poner el consumo exacto.

Para dar más ejemplos, ahora supondremos que la Notebook y el ventilador de techo se utilizarán solo durante 5 y 3 días a la semana. En este caso, para determinar el consumo diario semanal de los mismo, modificamos ligeramente el cálculo que realizamos previamente.

  1. Notebook: 1 x 22 W x 3 h x 5/7 = 47,14 Wh/día
  2. Ventilador de Techo: 1 x 60 W x 4 h x 3/7 = 101,14 Wh/día

Y si suponemos que las bombillas LED y el enrutador wifi se utilizan todos los días de la semana (7/7), el consumo total diario nos quedaría:

Consumo total diario = 50 Wh/día + 47,14 Wh/día + 101,14 Wh/día + 144 Wh/día

Consumo total diario = 347,28 Wh/día

Consumo total semanal = 347,28 Wh/día x 7

Consumo total semanal = 2396,00 Wh/día

Calculo Energía Conociendo las Etiquetas de Eficiencia Energética

Etiqueta eficiencia energética

Esta es una variante del primer método, ya que se debe de conocer cada electrodoméstico de la instalación.

Si se dispone de las etiquetas de eficiencia energética de todos los aparatos, simplemente hay que pasar el consumo estimado de cada uno de anual a diario (dividiendo entre 365) y sumarlos todos.

Este suele ser el caso cuando todos los electrodomésticos de la instalación son nuevos.

Cálculo Energía con el Recibo de la Luz

Otra forma de calcular consumos diarios consultando los últimos recibos de la luz y estimar el consumo medio diario a lo largo del último año. Estos son algunos ejemplos de algunos recibos en algunos países:

Ejemplo Iberdrola (España)
Ejemplo Edenor (Argentina)
Factura Edenor consumo electrodomésticos
Ejemplo CFE (México)

Según Datos de Consumo

Datos de consumo medio de electricidad por año en vivienda
N° de personas por viviendaConsumo medio anual de electricidad (KWh)
11800
22700
33500
44150
54900
Consumo anual estándar3500 kWh

Por último, si no se conocen los electrodomésticos de la instalación ni los últimos recibos, por ejemplo, en viviendas nuevas, se puede hacer una estimación según datos medios de consumos en viviendas, en función del número de personas que la habitarán:

Fíjate que el consumo anual estándar es 3.500 Kwh/año, para convertirlo a wh/dia sería:

3.500 Kwh/año x 1 año/365 x 1.000w/1Kw = 9.589wh/dia

Una vez que se tenga el consumo total de energía diario teórico debemos guardar este dato para cálculos posteriores que realizaremos en los próximos módulos de este curso.

Cálculo de previsión de potencia y tensión del sistema

Una vez realizado el cálculo del consumo total de los electrodomésticos de la vivienda, debemos empezar a pensar en nuestra instalación fotovoltaica. Para ello, debemos determinar hacer una previsión de potencia instalada y a la tensión (e voltaje) a la que trabajará los paneles solares y el resto de componentes del sistema fotovoltaico.

Previsión de potencia instalada

El cálculo de previsión de potencia es necesario para determinar si la instalación necesitará el asesoramiento de un ingeniero ante la posibilidad de trabajar con alto voltajes, o solo una memoria técnica de diseño de un técnico electricista.

Según el Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (REBT), todas las instalaciones generadoras de energía, como las hidráulicas, eólicas y, por supuesto, las fotovoltaicas, mayores de 10000W (10 kW) necesitan proyecto. Las que requieren menor potencia prevista simplemente requieren de la ya mencionada memoria técnica de diseño.

Existen diversas formas de calcular prevista de una instalación. En este artículo utilizaremos el método de previsión de potencia en base a los receptores, e incluso agregamos esta función en la calculadora solar online para hacerse automáticamente.

En resumidas cuentas, para calcular la potencia prevista se debe sumar la potencia de cada uno de los receptores de la instalación (consumo de los electrodomésticos) en Watts (W) y multiplicar esta suma por un factor de simultaneidad, ya que estos no estarán conectados todos a la vez.

Por lo general, se utiliza un valor de 0,7 o 0,8 como factor de simultaneidad.

Nuevamente, si no tienes los medios para averiguar las potencias reales de cada uno de los electrodomésticos, puedes utilizar la tabla de potencia de este mismo artículo.

Volvemos al ejemplo de instalación que expusimos anteriormente y sumaremos cada una de sus potencias.

Potencia prevista en continua = P. Bombilla LED x Cantidad

Potencia prevista en continua = 5W x 2

Potencia prevista en continua = 10W

Potencia prevista en alterna = P. Notebook x Cantidad + P. Ventilador de Techo x Cantidad + P. Enrutador Wifi x Cantidad

Potencia prevista en alterna = 22W x 1 + 60W x 1 + 6W x 1

Potencia prevista en alterna = 88W

Potencia prevista total = 98W

Este dato obtenido también se puede utilizar para poner un PIA y un Diferencial de protección de la instalación, o para otros cálculos, como veremos a continuación.

Como se pudo observar la potencia prevista total es de 98W, si la instalación fotovoltaica tuviese solo estos componentes y como este menor a los 10 kW (10000W), entonces no requiere proyecto de un ingeniero. Ahora solo nos falta determinar, la tensión del sistema fotovoltaico.

Elección de la tensión del sistema

Para seleccionar correctamente la tensión de la instalación fotovoltaica se debe tener en cuenta la potencia demandada por la vivienda que calculamos anteriormente. La tensión del sistema es un factor importante porque con esta no solo trabajarán los paneles solares, sino también las baterías y demás componentes de la instalación junto con los aparatos que funcionarán a corriente continua.

En función de la potencia prevista calculada, se recomiendan las siguientes tensiones de sistema:

Potencia demandada por la instalación (W)Tensión de trabajo del sistema fotovoltaicos (V)
Menos de 1500 W12 V
Entre 1500 y 5000 W24/48 V
Más de 5000 W120/300 V

En este caso, como nuestra potencia prevista (98W) es menor a 1500W, entonces no conviene trabajar a 12 V.

Tengan en cuenta que las cargas que funcionen a corriente continua (como la bombilla LED) tendrán una tensión de trabajo de 12V y no la misma después del inversor (130 o 220V). Esto es importante recordarlo para evitar trabajar con altas caídas de tensión en los cables u otros aparatos en corriente continúa.

Calculadora Solar Online

Si la información que posee sobre sus electrodomésticos es escasa, entonces puede ayudarse con nuestra Calculadora Solar Online. La primera sección de la misma está dedicada al cálculo del consumo teórico de los dispositivos domésticos. Aquí le mostramos un pequeño tutorial de cómo utilizarla:


Calculadora solar consumo electrodomésticos 1

Calculadora solar consumo electrodomésticos 2


Ejemplo calculadora solar consumo electrodomésticos 4



Ejemplo calculadora solar consumo electrodomésticos 7

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