Este documento describe el proceso de dimensionado de un sistema fotovoltaico conectado a red (SFCR) mediante la selección del módulo fotovoltaico, el cálculo de la superficie necesaria y la determinación de la potencia del generador fotovoltaico y del inversor. Explica cómo calcular el número de módulos, cadenas y la ocupación de terreno requerida en función de parámetros como la latitud, tecnología del módulo y características del inversor. Finalmente, presenta un ejemplo

1. Dimensionado de un SFCR (I)
Generador fotovoltaico
Inversor

2. 2
SELECCIÓN DEL MÓDULO FOTOVOLTAICO
Tecnología Superficie de módulos que
conforman 1 kWp
(AG, en m2)
Silicio monocristalino 5-7
Silicio policristalino 6,5-8,5
Diseleniuro de indio cúprico (CIS) 8,5-10
Telururo de Cadmio (CdTe) 9-11
Silicio amorfo 11-16
Mayor eficiencia implica menor superficie requerida.
Menor superficie requerida implica menor gasto en “resto del sistema” o balance
of system, en inglés (estructura soporte y cableado, principalamente).

3. 3
REQUERIMIENTOS DE SUPERFICIE (1/2)
Área de superficie plana necesaria para la ubicación del
generador fotovoltaico (AL, en m2):
evitar el autosombreado puede llegar a ser un problema
complejo (latitud local, la pendiente del terreno o
cubierta, disposición de los módulos, etc).
Simplificación:
AL = LF· AG (1)
LF = factor de ocupación de terreno (land factor, en
inglés).
Módulos instalados en superficies estáticas y sobre terrenos o cubiertas horizontales
con orientación e inclinación óptimas de forma que no exista sombreado recíproco entre
filas de módulos.
Valor absoluto de la latitud
(º)
LF
0-25 1,4
25-35 1,6
35-45 2
45-55 3

4. 4
Ejemplo de ocupación de terreno de un generador fotovoltaico de 100 kWp
en las condiciones anteriores, de silicio monocristalino de muy alta
eficiencia (1 kWp = 5 m2 ).
AG = 100·5 = 500 m2
Friburgo, Alemania (latitud
48º N)
βóptimo(º) = 0,69||(º) + 3,7 =
37º
AL = LF· AG = 3·500 =1500 m2
(Ec. 1)
bóptimo
bópt
Tacna, Perú (latitud 18º S)
βóptimo(º) = 0,69||(º) + 3,7 =
16º
AL = LF· AG = 1,4·500 =700m2
(Ec. 1)
REQUERIMIENTOS DE SUPERFICIE (2/2)

5. 5
DIMENSIONADO DEL GFV Y DEL INVERSOR (1/6)
La potencia en CEM del GFV (PGFV,STC, en Wp) es función de:
-Presupuesto disponible (S/., US$, €).
-Superficie disponible (m2 ).
-Electricidad AC que se desea generar (kWh).
La potencia de entrada del inversor (PINV,DC ≈ PINV,AC , en W) depende de la
potencia en CEM del GFV mediante el factor de dimensionado (FS):
PINV,DC = FS · PGFV,STC (2)
Usualmente, 0,7 < FS < 1,2. Es práctica habitual en climas calurosos y soleados
tomar 0,8 < FS < 1,0. La elección de un valor específico de FS no altera
significativamente la producción de electricidad AC.

6. 6
DIMENSIONADO DEL GFV Y DEL INVERSOR (2/6)
La elección del módulo fotovoltaico y del inversor condiciona el número de
módulos a emplear (N), así como el número Nmp de cadenas (strings, en
inglés) a asociar en paralelo de Nms módulos conectados en serie.
Parámetro del inversor UDS
.
Símbolo
Intensidad máxima a la entrada A IINV,M,DC
Tensión máxima a la entrada V VINV,M
Potencia nominal de entrada W PINV,DC
Límite inferior del rango de tensión para el que el inversor busca el
PMP
V VINV,m,PMP
Límite superior del margen de tensión para el que el inversor busca el
PMP
V VINV,M,PMP

7. 7
DIMENSIONADO DEL GFV Y DEL INVERSOR (3/6)
Inversor conexión a red

8. 8
DIMENSIONADO DEL GFV Y DEL INVERSOR (4/6)
¿N, Nmp y Nms? (1/3)
Número de módulos de potencia PMOD,STC (W) que integran el GFV (primera
aproximación):
N = Int (PGFV,STC / PMOD,STC) (3)
Nms debe ser tal que la variación con el tiempo a lo largo de todo el año de la suma
de las tensiones en el punto de máxima potencia de todos los módulos se
encuentre en el margen de tensiones en el cual el inversor busca el punto de
máxima potencia de la curva V-I del generador. En ningún caso el valor de Nms ha
de ser tal que produzca una tensión en la entrada del inversor superior a la máxima
admisible por éste.
Se deben añadir tantas ramas en paralelo Nmp como sean necesarias hasta
completar, aproximadamente, la potencia del generador fotovoltaico que se desea
instalar. Además, se ha de evitar sobrepasar la intensidad máxima a la entrada del
inversor.
N (definitivo) = Nms·Nmp (4)

9. 9









 )Cº10(,
,
Int)(máx
cTOCMOD
MINV
ms
V
V
N
)Sic(·14,1))·25(10(1( ,,,,,)Cº10(,  STCOCMODOCMODSTCOCMODTOCMOD VVVV c
b
1Int)(mín
)Cº70(,
,,










cTMMOD
MPPmINV
ms
V
V
N
)Sic(·82,0))·2570(1( ,,,,,)Cº70(,  STCMMODMPPMODSTCMMODTMMOD VVVV c
b
DIMENSIONADO DEL GFV Y DEL INVERSOR (5/6)
¿N, Nmp y Nms? (2/3)
(5)
(6)
(7)
(8)
bVMOD,OC = Coeficiente de temperatura de la tensión de circuito abierto de un módulo
fotovoltaico (ºC-1). TIENE VALORES NEGATIVOS
bVMOD,M = Coeficiente de temperatura de la tensión de máxima potencia de un módulo
fotovoltaico (ºC-1). TIENE VALORES NEGATIVOS
VMOD,M,STC = Tensión del punto de máxima potencia del módulo fotovoltaico para CEM (V)
VMOD,M = Tensión del punto de máxima potencia del módulo fotovoltaico para unas
condiciones de trabajo cualesquiera (V).
VMOD,OC = Tensión del módulo fotovoltaico en circuito abierto para unas condiciones de
trabajo cualesquiera (V).
VMOD,OC,STC = Tensión del módulo fotovoltaico en circuito abierto para CEM (V).

10. 10
Una vez escogido Nms entre el máximo y mínimo permitidos:
Nmp = Int (N / Nms)
Siempre y cuando se cumpla la siguiente inecuación:
DCMINVSTCSCMODmp IIN ,,,,·25,1·  (10)
(9)
DIMENSIONADO DEL GFV Y DEL INVERSOR (6/6)
¿N, Nmp y Nms? (3/3)
IMOD,SC,STC = Corriente del módulo fotovoltaico en cortocircuito para CEM (A)
Ejemplo: se desea dimensionar un SFCR de 24 kWp. Se ha de utilizar una
configuración de inversor central, disponiendo de inversores IngeconTM Sun y
módulos de silicio monocristalino IsofotónTM IS-200/32. Asuma Fs = 0,8.
Determine N, Nmp y Nmp

11. 11
EJEMPLO DE DIMENSIONADO (1/5)
Características eléctricas de la gama de inversores

12. 12
EJEMPLO DE DIMENSIONADO (2/5)
Características eléctricas del módulo FV

13. 13
De acuerdo con el enunciado, Fs = 0,8, con lo que PINV,DC = Fs · PGFV,M,STC = 0,8 · 24 kWp
= 19,2 kW.
El inversor IngeconTM Sun 20 posee una potencia de salida nominal (PINV,AC ≈ PINV,DC )
de 20 kW  Inversor elegido, por ser aquél cuya potencia de entrada nominal se
aproxima más al valor de 19,2 kW.
Intensidad máxima a la entrada 52 A IINV,M,DC
Tensión máxima a la entrada 900 V VINV,M
Potencia nominal de entrada ≈20 kW PINV,DC
Límite inferior del rango de tensión para el que el inversor
busca el PMP
405 V VINV,m,PMP
Límite superior del margen de tensión para el que el inversor
busca el PMP
750 V VINV,M,PMP
EJEMPLO DE DIMENSIONADO (3/5)

14. 14
EJEMPLO DE DIMENSIONADO (4/5)
N = Int (PGFV,STC / PMOD,STC) = Int (24000 / 200) = 120 Ec.(3)
13
7,65
900
IntInt)(máx
)Cº10(,
,
















cTOCMOD
MINV
ms
V
V
N
VVV STCOCMODTOCMOD c
7,656,57·14,1·14,1 ,,)Cº10(, 
111
8,37
405
Int1Int)(mín
)Cº70(,
,,
















cTMMOD
MPPmINV
ms
V
V
N
VVV STCMMODTMMOD c
8,371,46·82,0·82,0 ,,)Cº70(, 
Ec. (8)
Ec. (9)
Ec. (6)
Ec. (5)
Escojamos Nms = 12, entonces:
10
12
120
IntInt 












ms
mp
N
N
N
Ec. (7)

15. 15
Número de cadenas en paralelo  su asociación no debe sobrepasar
la intensidad máxima a la entrada del inversor. Para comprobarlo:
AIIN DCMINVSTCSCMODmp 577,4·25,1·10·25,1 ,,,, 
Nmp = 10 puede conducir al inversor a situaciones de sobrecarga, las cuales deben
evitarse. En consecuencia, se debe escoger un número mayor de módulos en serie.
En concreto, si Nms = 13, entonces:
9
13
120
IntInt 












ms
mp
N
N
N
¡NO! Inec. (10)
Ec. (9)
Comprobemos si se verifica la inec. (10):
AIIN DCMINVSTCSCMODmp 5785,527,4·25,1·9·25,1 ,,,,  ¡OK! Inec. (10)
EJEMPLO DE DIMENSIONADO (5/5)
Nms = 13
Nmp = 9
N = Nmp·Nms = 13·9 =117 <> 120
PGFV,STC = N· PMOD,STC = 117·200 = 23,4 kWp <> 24 kWp
FS = PINV,DC / PGFV,STC = 0,85 <> 0,80
Proceso de “tanteo”.
Cualquier solución
técnicamente viable:
potencialmente correcta.
Decisión última: propietario.