Energía Fotovoltaica: Proyecto de Ingeniería

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ENERGÍA FOTOVOLTAICA: UN PROYECTO PARA 
APRENDER LA PRÁCTICA DE LA INGENIERÍA 
 
Autores: Dr. C. Luis Téllez Lazo 
Msc. Odalys Robles Laurencio 
Lic. Nuno António da Conceição Alberto 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Índice 
1. Antecedentes de la carrera de Ingeniería en Electromecánica en la Escuela 
Superior Politécnica da Lunda Sul, Angola .......................................................... 1 
2. El enfoque de proyectos en la enseñanza del tema energía fotovoltaica ....... 2 
2.1 Las definiciones de proyecto y enseñanza por proyectos ............................ 3 
2.2 Tipos y fases de los proyectos en el contexto educativo ............................. 7 
2.3 Roles del profesor y el estudiante cuando se trabaja por proyectos .......... 10 
3. Modelación del enfoque enseñanza por proyectos para las zonas rurales de 
Lunda Sul, Saurimo: caso del barrio Nanguanza. ............................................... 13 
3.1 Primera fase del proyecto: Selección de la temática a trabajar en el 
proyecto ............................................................................................................ 13 
3.1.1 La utilidad del planeamiento energético ............................................. 14 
3.1.2 Caracterización socioeconómica de la comunidad del Nanguanza. ... 15 
3.2 Segunda fase del proyecto: Análisis de los recursos materiales y 
científicos necesarios ....................................................................................... 16 
3.2.1 Factores a tomar en cuenta en la energización rural ........................... 16 
3.2.2 Aspecto económico favorable a los sistemas fotovoltaicos ............... 20 
3.2.3 Aspecto comparativo de energía respecto al bombeo ......................... 20 
3.2.4 Sistemas fotovoltaicos ......................................................................... 22 
3.3 Tercera fase del proyecto: Diseño del plan de acciones a ejecutar .......... 26 
3.4 Cuarta fase del proyecto: Ejecución de las tareas o acciones diseñadas ... 26 
3.4.1 Dimensionado de la instalación fotovoltaica ...................................... 26 
3.4.2 Selección de la tensión de alimentación de la instalación .................. 27 
3.4.3 Cálculo del consumo eléctrico real ..................................................... 27 
3.4.4 Selección de paneles solares ............................................................... 29 
3.4.5 Selección de acumuladores o baterías ................................................. 31 
3.4.6 Levantamiento de la demanda y consumo eléctrico ........................... 32 
3.4.7 Análisis de la demanda ........................................................................ 33 
3.4.8 Estimación del consumo diario de agua .............................................. 33 
 
 
3.4.9 Argumento para la selección de los Paneles ....................................... 36 
3.4.10 Cálculo y selección de los agregados del SFV. ................................ 37 
3.4.11 Tensión de la instalación ................................................................... 37 
3.4.12 Consumo total a satisfacer por el Sistema Fotovoltaico ................... 37 
3.4.13 Cantidad o número de paneles .......................................................... 38 
3.4.14 Cálculo y selección de regulador de carga ........................................ 38 
3.4.15 Selección de las baterías o acumuladores ......................................... 39 
3.4.16 Cálculo de la capacidad de las Baterías de Acumulación ................. 39 
3.4.17 Cálculo del inversor-cargador a instalar ........................................... 40 
3.4.18 Estructura de soporte mecánica para el generador ............................ 41 
3.4.19 Cálculo de la sección de los conductores eléctricos, protección y 
puesta a tierra ................................................................................................ 42 
3.4.20 Puesta a tierra .................................................................................... 44 
3.4.21 Otros agregados a considerar en un dimensionamiento del SFV ..... 44 
3.4.22 Propuesta de la instalación fotovoltaica para la comunidad de 
Nanguanza .................................................................................................... 45 
3.4.23 Dimensionamiento de la instalación FV por la Primera variante ..... 46 
3.4.24 Dimensionamiento de la instalación FV por la Segunda variante .... 48 
3.4.25 Costos del sistema ............................................................................. 51 
3.4.26 Consideraciones sobre el mantenimiento al sistema fotovoltaico .... 55 
3.4.27 Limpieza de los módulos................................................................... 56 
3.4.28 Evitar sombras ................................................................................... 56 
3.4.29 Sobre su funcionamiento ................................................................... 56 
3.4.30 Aspectos eléctricos ............................................................................ 57 
3.4.31 Recomendaciones a tener en cuenta en los módulos ........................ 57 
3.4.32 Mantenimiento del regulador ............................................................ 57 
3.4.33 Mantenimiento de la batería .............................................................. 59 
3.5 Quinta fase del proyecto: Comunicación de los resultados obtenidos ...... 60 
3.6 Sexta fase del proyecto: La evaluación de los resultados del proyecto..... 60 
 
 
Glosario de términos ........................................................................................... 62 
Bibliografía .......................................................................................................... 65 
 
 
 
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1. Antecedentes de la carrera de Ingeniería en Electromecánica 
en la Escuela Superior Politécnica da Lunda Sul, Angola 
La carrea de Electromecánica fue concebida para ayudar al estudiante a adquirir 
las competencias necesarias para el ejercicio de su profesión, en el espacio 
nacional e internacional permitiéndole la evolución y actualización de los 
conocimientos a lo largo de toda la vida. (AngoSup., 2005). 
En este modelo de formación se incluyen algunas modalidades de la enseñanza 
práctica como son las prácticas en las industrias y los proyectos tutorados, pero 
no incluye la formación en laboratorios y talleres docente dentro de la 
universidad, sobre todo por las condiciones económicas que impiden obtener los 
recursos necesarios para el montaje de las tecnologías. 
Los modelos actuales de formación profesional justifican la relación entre 
teorías práctica los cuales incluyen la certificación de las competencias 
profesionales para acceder a un puesto de trabajo y desempeñarse con calidad. 
En esta línea se tiene en cuenta las características de la Didáctica de las Ramas 
Técnicas que se sustentan en la concepción de aprender trabajando y trabajar 
aprendiendo que justifica la práctica, como el principal espacio para el 
desarrollo de las habilidades en los estudiantes. 
Es una concepción que presta atención a los procesos de aprendizaje tanto como 
al resultado del mismo y tiene en cuenta las características individuales y 
colectivas de los sujetos que aprenden dándole un lugar de prioridad; por tanto 
esta concepción se sustenta nos argumentos epistemológicos aportados por 
(Téllez, 2015) 
El objetivo de este material técnico-didáctico es ejemplificar la enseñanza por 
proyectos, con la experiencia lograda en el tema de energía fotovoltaica y 
demostrar que la carrera Electromecánica puede lograr un impacto positivo en la 
sociedad y al mismo tiempo contribuir a una formación de calidad en los 
estudiantes. 
 
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2. El enfoque de proyectos en la enseñanza del tema energía 
fotovoltaica 
La enseñanza por proyectos no constituye en lo absoluto una categoría nueva 
dentro de la Pedagogía ni la Didáctica. En el año1976 Savin se había referido a 
la enseñanza a través de proyectos, en la actualidad se analiza por destacados 
investigadores de Cuba, España y América Latina las potencialidades y las 
posibilidades que brinda este tipo de enseñanza, así como el rol del maestro y el 
alumno en esta actividad. 
El problema radica en ¿cómo llamarle a los proyectos?, existen diferentes puntos 
de vistas en cuanto a: definir dentro de que categoría didáctica se encuentran los 
proyectos, la clasificación, tipos, las fases de los proyectos y el concepto de 
proyectos y enseñanza por proyectos. Los criterios de los autores que se han 
dedicado al estudio de esta categoría (proyectos), que no podemos asegurar que 
sea solamente pedagógica ni didáctica, divergen y convergen en diferentes 
aspectos. El objetivo que se persigue con esta ponencia es buscar una 
aproximación al concepto proyectos aplicado a la labor pedagógica en la 
Educación Técnica Profesional. 
Existen un sin número de clasificaciones y tipos de proyectos por ejemplo los 
proyecto ambientales, los proyectos institucionales, los agrícolas, los de la 
construcción entre otros muchos. La esencia está en qué es un proyecto desde el 
punto de vista pedagógico, en el proceso de enseñanza – aprendizaje. 
Durante varios años en la Educación Técnica Profesional se está hablando de la 
enseñanza por proyectos pero ha sido de forma aislada, no hay una 
sistematización teórica que demuestre la importancia y las ventajas que brindan 
los proyectos para lograr los objetivos planteados en el Proceso Pedagógico 
Profesional. 
A continuación realizaremos un análisis de algunos aspectos a tener en cuenta 
cuando se trabajó por proyectos en el proceso de enseñanza – aprendizaje. 
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2.1 Las definiciones de proyecto y enseñanza por proyectos 
Para poder entender cuáles son las diferentes posiciones en cuanto a la 
enseñanza por proyectos, realizaremos una valoración de diferentes conceptos 
emitidos por autores que han dedicado tiempo a su análisis. 
El pedagogo Savin (1976) en el libro Fundamentos de Pedagogía se refiere al 
“método de proyecto” como aquel en que el estudiante selecciona un proyecto 
(asunto) y alrededor de este se desarrolla toda la actividad cognoscitiva. 
No obstante este autor declara dos limitaciones que tuvieron en aquella época 
con la utilización de este método en la escuela primaria, uno es que tenía un 
carácter causal, y el otro que las clases relacionadas con la temática del proyecto 
no proporcionaba a los alumnos conocimientos sistemáticos estructurales. 
Las ventajas que se le atribuían a la enseñanza por proyectos era la gran 
actividad independiente de los alumnos en el proceso, sin embargo esto traía una 
desventaja, el maestro perdía su labor de educar al alumno para convertirse en 
controlador y consultante dentro proceso, la importancia educativa e instructiva 
de la enseñanza disminuyó considerablemente. 
Claro está que hace varios años cuando Savin expuso estas ideas sobre la 
enseñanza por proyectos no podía tener la visión pedagógica que existe hoy en 
el mundo contemporáneo, donde algunos de estos problemas son superados casi 
espontáneamente. 
La destacada profesora de la escuela de educación de la Universidad Central de 
Venezuela, Caracas, Aurora LaCueva es en América Latina una de las personas 
que más a trabajo la temática, además de tener en INTERNET un sito web 
llamado “Foro Educativo” solamente dedicado a la enseñanza por proyectos. 
Esta autora desarrolla un análisis detallado en el artículo titulado La enseñanza 
por proyectos: ¿mito o reto?, publicado en la Revista Iberoamericana de 
Educación. Se refiere a los proyectos diciendo: 
 “No hay un único modelo de proyecto ni una definición muy acotada de lo que 
debe ser un proyecto estudiantil, pero sí podemos decir que es un trabajo 
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educativo más o menos prolongado (de tres a cuatro o más semanas de 
duración), con fuerte participación de los niños y las niñas en su planteamiento, 
en su diseño y en su seguimiento, y propiciador de la indagación infantil en una 
labor autopropulsada conducente a resultados propios” (LaCueva, 1998). 
O sea desde este punto de vista, que los proyectos infantiles son trabajos 
educativos, y la enseñanza se realiza basada en la investigación de los niños y 
niñas, se le atribuye un extraordinario valor a las posibilidades que tiene la 
escuela para utilizar la investigación en la educación y construcción de los 
conocimientos por los niños y niñas. También se dice que un proyecto combina 
la acción empírica con la consulta bibliográfica y sitúa a los proyectos como el 
eje de la enseñanza escolar entrelazado con otras actividades como pueden ser 
las experiencias desencadenantes, los trabajos cortos y fértiles y las fichas 
autocorrectivas. 
Por otra parte René Cortijo (1996) define los proyectos como: 
“Trabajo que integra un sistema de tareas docentes para dar solución a un 
problema, incluyendo el diseño y la ejecución de los procesos que permiten 
concluir con un producto terminado bien de orden teórico o práctico”. 
Este concepto limita un poco las potencialidades que brindan los proyectos en el 
contexto educacional porque ve el proyecto como un producto terminado sin 
embargo, ellos pueden generar y enriquecer los saberes de los estudiantes a cada 
momento y en diferentes condiciones. 
Cortijo analiza la enseñanza por proyectos desde dos vertientes pero no las 
declara abiertamente, una es desde la óptica de los proyectos investigativos y la 
otra los proyectos como tareas integradoras, la limitación fundamental de lo 
planteado por este autor radica en que dice que los proyectos tienen un carácter 
teórico o práctico y no estudia la dialéctica de estas dos categorías en el proceso 
de formación, educación y de investigación. 
Otra posición referente a los proyectos la ofrece el Centro de Estudios 
Educacionales del ISPEJV, (Caballero, 2001) es que: 
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“...el proyecto es un plan de acción o propuesta que se elabora en función de 
lograr determinados objetivos y finalidades, mediante el empleo de recursos 
materiales y humanos, todo ello enmarcado en un período de tiempo”. 
Este grupo de prestigiosos investigadores analizan los proyectos desde una 
óptica educativa, o sea los proyectos educativos. Como se plantea en el concepto 
es un plan de acción, determinados por objetivos y fines. 
Entonces la enseñanza por proyectos no es un término que sea profundizado por 
ellos ni es sistematizado, ni siquiera es mencionado. 
De igual forma (Alonso, 2007) asume el mismo concepto de proyecto que 
Cortijo pero incluye aspectos como son, desarrollar las formas de organización a 
través de proyectos, usa el método tecnológico en la implementación, pero con 
la limitante que no emite su criterio relacionado con la enseñanza por proyectos. 
Otro punto de vista respecto a la temática lo ofrece el investigador Raúl Eduardo 
(Gómez, 2003). Estudia el método de proyecto por tanto la enseñanza por 
proyectos para este autor es la que utiliza este método de enseñanza aprendizaje. 
El propósito del método de proyectos en la enseñanza es el de integrar las 
actividades dentro de la escuela con las que se desarrollan fuera de ella. Es en 
esta integración que este método tiene significado como una técnica de 
enseñanza en la escuela, o sea se utiliza para vincular la escuela con la 
comunidad. 
La limitante que tiene lo planteado por este autor es que no le da a los proyectos 
una connotación científica, donde se necesita la investigación para desarrollar 
dichos proyectos, además sitúa al método como categoría rectora del proceso 
enseñanza aprendizaje. 
Los informáticos estudian los proyectos como un enfoque didáctico tal es el caso 
de (Ricardo, 2002). 
“Es un enfoque didáctico general que tienen como objetivo central motivar la 
enseñanza de los contenidos informáticos, contemplados en un curso, a travésdel planteamiento de un proyecto a realizar en dicho curso, se caracteriza por la 
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subdivisión del proyecto en problemas parciales, necesarios y que motiven a la 
vez, el aprendizaje del nuevo contenido informático” 
Entonces este enfoque coincide con que los proyectos son trabajos, y que tienen 
la posibilidad de motivar la enseñanza a través de la solución de problemas 
parciales. 
Como se ha expuesto hasta aquí la mayoría de los autores declaran que los 
proyectos son trabajos que realiza el alumno, surge para solucionar un problema 
o tarea docente planteada en el proceso. No obstante nuestro criterio respecto al 
concepto de proyecto lo enunciamos de la siguiente forma. 
Trabajo mediato que desarrolla el estudiante, encaminado a la solución de un 
problema, que tiene como finalidad el desarrollo de habilidades profesionales e 
investigativas dentro del Proceso Pedagógico Profesional, lo ejecuta y diseña un 
alumno o un grupo de ellos con el profesor, y tiene carácter teórico – práctico. 
Este concepto es visto desde la óptica de la Educación Técnica Profesional, que 
no pretende resumir ni agrupar los conceptos emitidos por los diferentes autores 
analizados sino ofrecer un punto de vista, una aproximación a lo que pueden ser 
los proyectos en el ámbito educacional. 
Sobre la categoría enseñanza por proyectos es más complejo emitir un criterio 
pues algunos autores de los analizados lo ven como un método, otro como una 
estrategia, otros como un enfoque didáctico, además en España hay 
investigaciones que lo analizan como una concepción curricular, otros lo 
analizan como un tipo de actividad investigativa y como forma de organización, 
en fin nosotros no queremos entrar en contradicción con ninguno al emitir este 
concepto pero es una visión de cómo lo entendemos. 
La enseñanza por proyectos: es aquella que se desarrolla por la necesidad de 
solucionar un problema de la realidad escolar con un carácter mediato y puede 
ser de nivel teórico y/o práctico, orientada por las acciones planteadas por el 
alumno y el profesor y encaminada hacia un fin determinado. 
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No se limita solamente al marco de la institución escolar, sino que trasciende 
esos límites, defendemos el criterio de que la enseñanza por proyectos, cobra 
vida en los proyectos como una forma de organización del proceso de enseñanza 
– aprendizaje. Que no entra en contradicción con lo anteriormente expuesto en 
el concepto de proyectos. 
2.2 Tipos y fases de los proyectos en el contexto educativo 
En la actualidad surgen muchas expectativas relacionadas con la enseñanza pro 
proyectos, por ejemplo ¿Qué ventajas tiene?, ¿Cuál es el papel del maestro y del 
alumno en este tipo de enseñanza?, ¿Cuáles son las fases generales para la 
realización de un proyecto? 
A continuación realizaremos un análisis para tratar de dar respuesta a estas 
interrogantes. 
Los proyectos son analizados desde múltiples puntos de vista, por tanto existe 
infinidades de clasificación de proyectos, por ejemplo los proyectos de 
investigación, proyectos ambientales, los proyectos de construcción, los 
proyectos de aulas, los proyectos tecnológicos, los proyectos educativos entre 
otros muchos tipos de proyectos. 
No emitiremos una clasificación de proyectos pero pensamos que estos pueden 
ser agrupados en tres grupos dentro de la educación. 
Los proyectos educativos 
Los proyectos de aulas 
Los proyectos laborales 
Los proyectos educativos según (Caballero, 2001): 
“...es una propuesta educativa innovadora, construida e implementada con la 
participación de la comunidad educativa, donde se anticipan e integran 
determinadas tareas, recursos y tiempos, con vistas a alcanzar resultados y 
objetivos que contribuyan a los procesos de cambio educativo, potenciando una 
educación desarrolladora, contextualizada según las necesidades de cada 
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escuela, y en correspondencia con el encargo de la sociedad cubana a la 
educación” 
Los proyectos de aulas son: 
Aquellos proyectos que se desarrollan durante una asignatura en un período de 
tiempo y puede tener un carácter docente y extradocente. 
Los proyectos laborales 
Es un tipo especial de proyecto que se utiliza en la Educación Técnica para 
desarrollar la enseñanza práctica. 
Cada proyecto tiene sus fases específicas en función de las características que 
tenga, pero de forma general se puede decir que todo proyecto tiene las 
siguientes fases. 
Primera fase: Selección de la temática a trabajar en el proyecto. 
Esta fase incluye la determinación del problema profesional que se desee 
trabajar, nunca de una manera impuesta sino con posibilidades de que el 
estudiante escoja sobre qué le interesaría realizar el proyecto, puede ser dentro 
de una asignatura o la integración de un grupo de ellas en dependencia de los 
objetivos que se persigan. 
Segunda fase: Análisis de los recursos materiales y científicos necesarios. 
Los estudiantes y el profesor analizan que posibilidades tienen ellos 
intelectualmente para enfrentar el problema que se han propuesto resolver, hasta 
que nivel será trabajado. Esto permite al maestro trabajar con el diagnóstico de 
los estudiantes. Además se debe estudiar las necesidades en el orden material 
para no tener obstáculos durante el proceso de ejecución. 
Tercera fase: Diseño del plan de acciones a ejecutar. Estas acciones se 
proyectan tanto en el orden teórico como en el orden práctico, son actividades 
que debe diseñar y cumplir el estudiante o el grupo de estudiantes que integran 
el proyecto, esta pueden ser enriquecidas y perfeccionadas por ellos durante todo 
el proceso que dure el proyecto. Aquí radica la flexibilidad que permiten esta 
forma de organización, los estudiantes pueden reconsiderar algunas acciones o 
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tareas que se propusieron cumplir; en la medida que se van adentrando más en el 
tema que se investiga ellos deben ser capazas de detectar errores cometido al 
principio por la poca madures que tenían de la temática. 
Cuarta fase: Ejecución de las tareas o acciones diseñadas. 
Esta fase es la más duradera dentro del proyecto pues es donde el estudiante 
realiza las actividades planteadas, toma decisiones, cumple parte de los objetivos 
planteados para el proyecto, intercambia experiencia con expertos en la 
temática, adquiere las habilidades profesionales necesarias y pone aprueba su 
capacidad para solucionar el problema planeado. La simulación puede ser una de 
las tareas que se pueden ejecutar pues permite tener una visión adelantada de lo 
que se desea. No en todos los casos es posible usar la simulación pero por 
ejemplo en la electrónica, existen varios simuladores (softwares) que pueden ser 
utilizados en el análisis de proyectos en estas ramas porque permite 
experimentar los circuitos antes de llevarlo a la práctica. 
Quinta fase: Comunicación de los resultados obtenidos. 
En esta fase los alumnos tienen la posibilidad de presentar a los demás 
miembros del grupo los resultados que han obtenido en el desarrollo del 
proyecto, se exponen las conclusiones a las que han arribado los implicados. 
Esta fase es muy importante porque le permite a los estudiantes desarrollar el 
lenguaje, la expresión oral y escrita, pone a prueba que él no solo es capaz de 
realizar un proyecto sino que también puede dar a conocer sus ideas de forma 
interesante y creativa, además ellos se preparan para exponer luego los 
resultados en eventos científicos y ser estimulados por la sociedad. 
Sexta fase: La evaluación de los resultados del proyecto 
Aquí se debe tener en cuenta la opinión de los implicados primeramente 
(autoevaluación), luego la opinión de los restantes miembros del grupo 
(coevaluación) y la evaluación que ofrece el profesor. La evaluación debe 
realizarse en función de los resultados obtenidos y el nivel de preparación 
alcanzado por los alumnos durante el desarrollo de las acciones que se 
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planificaronpara el proyecto, se debe medir el nivel de independencia y 
creatividad a la hora de realizar las tareas, la claridad de comunicación de los 
resultados obtenidos entre otros aspectos que evidencien las habilidades 
alcanzadas por ellos. 
2.3 Roles del profesor y el estudiante cuando se trabaja por 
proyectos 
Para desarrollar un proceso de enseñanza – aprendizaje utilizando el método de 
proyecto existen consideraciones generales que se deben tener en cuenta entre 
ellas expondremos las más significativas. 
Los objetivos se deben tener bien claros durante todo el proceso sino puede ser 
un fracaso para el estudiante, pues si no los conoce no llegará al fin propuesto ni 
logrará tener una guía para su desarrollo. 
La realimentación es muy importante, debe estarse obteniendo información 
constantemente sobre ¿cómo se desarrolla el proyecto?, ¿qué inconvenientes se 
presentan?, ¿cómo solucionar esos inconvenientes?, ¿qué alternativas se pueden 
utilizar? Entre otras muchas inquietudes que pueden surgir durante la ejecución 
del proyecto. 
El profesor tiene que tener un papel activo y profesional con el estudiante, para 
poderlo guiar en la selección de un tema adecuado, que pueda ser enfrentado por 
el estudiante según el diagnóstico pedagógico, además durante todo el proceso 
tiene la misión de orientar, dirigir la actividad independiente de ellos hacia los 
objetivos, llevarlos a que propongan de forma creativa alternativas de solución a 
los inconvenientes que se le presenten. Hacer de los errores cometidos una 
posibilidad más de que el aprendizaje sea significativo, el profesor debe llevar 
un control detallado del desempeño del alumno para así poder actuar 
consecuentemente y que el proyecto no sea un fracaso sino una victoria para 
ellos y él. 
El alumno tiene que tener un papel activo, la actividad independiente es lo 
principal en este tipo de trabajo, sin dejar a un lado la profunda labor 
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investigativa que lleva implícito. Deben realizar reuniones sistemáticas donde 
rindan cuenta a los demás miembros del grupo, profesores de la carrera, 
departamento o asignatura sobre cómo va el desarrollo del proyecto. Una 
categoría fundamental en este tipo de enseñanza es la socialización de los 
conocimientos que se van adquiriendo en es proceso de investigación, donde se 
complemente el trabajo individual con el colectivo. El alumno debe tener 
sentido de pertenencia hacia lo que está aprendiendo, estar motivado por la tarea 
que desarrolla. 
El informe final debe ser redactado por los alumnos miembros del proyecto, la 
estructura debe ser convenida con los miembros del grupo para establecer una 
regularidad en la presentación de los resultados. Debe recoger las conclusiones 
fundamentales a la que los estudiantes arribaron durante todo el proyecto, así 
como la evaluación que ellos hacen de la actividad que desarrollaron. 
Los proyectos deben cumplir con el principio de vinculación de la escuela con la 
vida y la escuela con la comunidad, los proyectos tienen la posibilidad, por tener 
un carácter mediato, de permitir la consulta con personas implicadas en el tema 
fuera de las instituciones educativas, consultar bibliografía en bibliotecas 
especializadas, dándole una connotación y significación a la actividad que el 
alumno realiza, la familia puede estar implicada y debe conocer cuál es el tema 
del proyecto para ayudar a su solución. El principio de vinculación de la teoría 
con la práctica es esencial pues las soluciones a las problemáticas que se 
presentan se pueden hallar en la dialéctica de estas dos categorías. 
La evaluación como categoría didáctica tiene varias funciones, educativa, 
instructiva y desarrolladora. Vigotsky planteaba brindarle más atención al 
proceso que al resultado, en los proyecto la idea debe fluir así pues lo más 
importante es el desarrollo que logren los alumnos en el proceso de búsqueda. El 
maestro debe tener cuidado a la hora de emitir un criterio evaluativo o una 
calificación pues se corre el riesgo de que esta no se corresponda con el trabajo 
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realizado, impidiendo el óptimo desarrollo de actividades posteriores y en las 
que tengan implicación los mismos estudiantes. 
En el mundo contemporáneo la enseñanza por proyectos viene a jugar un papel 
activo pues las Nuevas Tecnologías de la Información y las Comunicaciones 
permiten amplias posibilidades de utilizar esta forma de organización del 
proceso. Con el desarrollo de las redes de computadoras y los softwares 
educativos este tipo de enseñanza se abre paso en el mundo actual, máximo 
cuando el volumen de información que se puede obtener a través de ellas es 
infinito y lo fundamental es que rompe con la educación tradicionalista. 
Para concluir se ensuciarán algunos criterios que resumen este artículo. 
La enseñanza por proyecto tiene potencialidades para ser aplicada en la 
enseñanza práctica por la posibilidad que brinda para la integración de 
conocimientos. Cuesta trabajo definir el concepto proyecto por la diversidad de 
enfoques existentes respecto a la temática, hay autores que lo analizan como un 
método, otros como una forma de organización y otros como un enfoque 
didáctico. El desarrollo que ha alanzado la educación aparejado al surgimiento 
de las Nuevas Tecnologías de la Información y las Comunicaciones exigen de 
propiciar y buscar formas no tradicionales para dirigir el proceso de Enseñanza – 
Aprendizaje, los proyectos pueden constituir una alternativa interesante para 
ello. 
Es importante ganar en claridad por los investigadores, profesores y alumnos 
sobre la metodología de proyectos para de forma eficiente poder ejecutar y 
dirigir las tareas que ellos demandan. La Educación Técnica Profesional a tenido 
dificultades para instrumentar este tipo de enseñanza, a pesar de los esfuerzos 
que se realiza, por el desconocimientos de los aspectos teóricos y metodológicos 
que demanda esta forma de organización del proceso Pedagógico Profesional. 
En el mundo contemporáneo la enseñanza por proyectos viene a jugar un papel 
activo pues las Nuevas tecnologías de la Información y las Comunicaciones 
permiten amplias posibilidades de utilizar esta forma de organización del 
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proceso. Con el desarrollo de las redes de computadoras y los softwares 
educativos este tipo de enseñanza se abre paso en el mundo actual máximo 
cuando el volumen de información que se puede obtener a través de ellas es 
infinito y lo fundamental es que rompe con la educación tradicionalista que ya 
es obsoleta. 
3. Modelación del enfoque enseñanza por proyectos para las 
zonas rurales de Lunda Sul, Saurimo: caso del barrio 
Nanguanza. 
3.1 Primera fase del proyecto: Selección de la temática a trabajar 
en el proyecto 
Es evidente que existe una relación importante entre consumo de energía e 
calidad de vida de un país, y cuanto mayor es el nivel de calidad de vida de los 
países mayor es su consumo de toda clase de fuentes de energía. 
El consumo de combustibles líquidos, sólidos y gaseosos, que son insustituibles 
hacen que las reservas probadas de los productos poco a poco se van agotando. 
Debido a esto, los cuidados y los gobiernos están mirando progresivamente a los 
espacio de la Energías Renovables. Esta mirada para las energías comenzó 
después de los años 70, en el siglo XX cuando se producía la primera crisis del 
petróleo. (Bermúdez, 2008) 
Las reservas probadas que son la porción estimada de una fuente de energía 
depositada que es calculada a partir del análisis de datos geológicos y de 
ingeniería con un elevado grado de seguridad, generalmente a partir de datos 
experimentales de campo, modelación y experiencia, y se asegura que los 
existencias de carbón a los ritmos actuales se agotarían para la mitad del siglo 
XXII, el petróleo en los año 2040, y el gas natural cerca del año 2070. (Tavares, 
& Galdino, 2014) 
La combustión de los combustiblesfósiles producen gases de efecto estufa que 
son los que permiten la entrada de la radiación solar hasta la superficie de la 
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tierra, pero no dejan acontecer la radiación que emite la tierra sea devuelta al 
espacio. Este produce un acaloramiento en el planeta que es lo que se conoce 
como Efecto Estufa. 
Las energías solar térmica, fotovoltaica, mini-hidráulica, eólica, residuos sólidos 
urbanos (RSU) y biomasa son eficaces y rentables con un mínimo impacto 
ecológico, asumible económicamente, respetuosas con el medio ambiente y con 
capacidad para crear puestos de trabajo. A principio del siglo XXI, los precios 
de los hidrocarburos han tenido un aumento significativo, motivado por factores 
varios. (Tavares, & Galdino, 2014) 
Tal como pasó en las anteriores crisis del petróleo, otras formas de producción 
de energía eléctrica y combustible suscita la atención del mercado, pudiendo 
mismo volverse competitivas, pronto, al mantenerse la tendencia de la evolución 
actual de los precios del petróleo. 
El problema profesional que se atiende en el proyecto es: la generación de 
energía eléctrica fotovoltaica en el caso del barrio Nanguanza, en la provincia de 
Saurimo, Lunda Sul, Angola. 
3.1.1 La utilidad del planeamiento energético 
La planificación energética presenta un elevado grado de utilidad. Por el lado de 
la oferta de energía, permite identificar las fuentes energéticas más adecuadas en 
tenemos tecnológico, económico, social y ambiental para atender las demandas 
de la sociedad. Por el lado de la demanda, permite identificar las tecnologías de 
uso final capaces de tornar más eficiente y racional el uso de las fuentes de 
energía. A través de la construcción de escenarios futuros sobre el 
comportamiento de las demandas, la planificación energética es de fundamental 
importancia en la resolución de conflictos envolviendo oferta y demanda de 
energía, medio ambiente y desarrollo económico. (Ferreira, 2002), (Prado, 2008) 
La importancia de la planificación energética fue reforzada con el surgimiento 
del concepto de desarrollo sostenible, una vez que la utilización de esa 
herramienta puede evitar la degradación prematura de los recursos energéticos 
15 
 
no renovables y/o apuntar alternativas de sustitución de fuentes de energía, 
garantizando a oferta necesaria a lo mantenimiento del desarrollo de la sociedad. 
Ese elevado grado de utilidad torna la planificación energética una herramienta 
indispensable para auxiliar no apenas los enchufes de decisión, pero también la 
elaboración de políticas energéticas sustentables. 
3.1.2 Caracterización socioeconómica de la comunidad del 
Nanguanza. 
La comunidad del Nanguanza se localiza al sur de Saurimo, distante cerca de 25 
km de la zona urbana del municipio de Saurimo, Teniendo una extensión 
aproximada de 4 km. La población es formada por 316 habitantes, residiendo en 
60 residencias, localizadas a las existe una emigración de familias de otras 
localidades para la comunidad del Nanguanza. 
La comunidad del Nanguanza posee mejores condiciones sociales. En ella, hay 
un centro comunitario, una escuela, un puesto médico y una estación de 
captación y tratamiento de agua. Sin embargo, la comunidad espera soluciones 
para otros problemas de infraestructura. Por ejemplo, como en la comunidad no 
existe una electrificación, los hijos de los moradores necesitan si desplazar 
diariamente para la zona urbana de Saurimo sobre todo los que no tienen un 
generador en casa qué muchas de las veces es peligro a propia vida. 
El barrio Nanguanza cuenta con una pequeña estructura que rige y dirige a sus 
miembros de forma general en todas las esferas de La vida social, teniendo 
como máximo líder Al regidor junto Al secretario Del regidor y de los sobas. El 
barrio cuenta con una población de 316 personas, desglosada en 73 hombres, 79 
mujeres, 73 niños y 91 niñas, concentrados en 60 casas, de las cuales el 3.4 % 
son de mampostería y el 96.6 % restante de adobe, perteneciendo Al primer por 
ciento destacado La casa Del regidor y su secretario. Casi La totalidad de La 
población, exceptuando un hombre (que trabaja en cerámica) se dedica a La 
agricultura para consumo propio y La comercialización, constituyendo La fuente 
de ingreso fundamental para los habitantes de este barrio. 
16 
 
 
3.2 Segunda fase del proyecto: Análisis de los recursos materiales 
y científicos necesarios 
En el presente acápite se pretende realizar un estudio sobre los aspectos 
esenciales de la energía fotovoltaica, elementos componentes, criterios de 
selección e implementación para la electrificación en el barrio de Nanguanza y 
su influencia de forma general en el proceso de electrificación al que debe 
responder el municipio de Saurimo con vista a satisfacer cada día las 
necesidades crecientes de su entorno. 
3.2.1 Factores a tomar en cuenta en la energización rural 
En general, en cada análisis particular de energización rural se recomienda: 
1. Hacer un diagnóstico de la situación actual en la localidad teniendo en 
cuenta: identificación del problema, descripción del área de influencia y 
de la población afectada, crecimiento esperado, forma de abastecimiento 
de energía actual, estimación de la demanda actual y proyectada, etc. 
2. Hacer una identificación de alternativas existentes teniendo en cuenta que 
metodológicamente como primera tecnología a evaluar será la extensión 
de la red eléctrica y de no ser viable económicamente se evaluará otras 
alternativas mediante el uso de fuentes renovable de energía u otros. 
(Ministerio de Desarrollo Social. División de Evaluación Social de 
Inversiones. Gobierno de Chile, 2015). 
Realizar un inventario exhaustivo de todas las fuentes disponibles 
principalmente las locales y comenzar el análisis pormenorizado de las 
principales demandas para el uso de estas fuentes: 
Electricidad 
Usarla solamente en servicios imprescindibles. Por ejemplo, en una casa, en 
iluminación nocturna, en equipos de refrigeración, televisión, radio y otros 
electrodomésticos necesarios y con alta eficiencia. 
Iluminación y ventilación 
17 
 
Agotar las posibilidades de aplicar los principios de la física ambiental y la 
arquitectura bioclimática para reducir al mínimo imprescindible las necesidades 
energéticas y lograr el nivel de confort adecuado, por medio de una correcta 
orientación, ubicación y distribución interna de las edificaciones, ubicación de 
ventanas, vanos, monitores, tragaluces, aislamiento térmico, apantallamiento 
natural y artificial, colores de paredes y ventanas y un adecuado balance entre 
todos los factores. 
Se debe utilizar los niveles óptimos de iluminación y ventilación para cada uso 
final, priorizar circuitos seccionados, iluminación puntual, tubos fluorescentes y 
compactos, temporizadores y detectores de presencia, como se refiere en lo que 
sigue, etc. 
1. Calentamiento y secado 
Usar el calentamiento solar para agua, aire y otros mediante calentadores, 
secadores etc. 
2. Abastecimiento de Agua 
Tomar en consideración las fuentes, el uso final, y considerar por orden: 
acueductos por gravedad, recolección del agua de lluvia (aljibes, estanques), 
arietes hidráulicos, turbinas hidráulicas-bombas, molinos de viento, bombas 
de tiro animal, bombas de cuerda, bombas solares, y tratamientos para la 
reutilización y desalinización. 
3. Equipos de Fuerza 
Evaluar las posibilidades de acoplamiento directo a turbinas y ruedas 
hidráulicas de despulpadoras, molinos, compresores y aereadores, utilización 
de biogás en motores de combustión interna, motores de combustión externa 
o máquinas de vapor con el uso de biomasas residuales como combustible. 
Velar por el dimensionamiento y el diseño adecuado a cada necesidad y el 
uso de la energía secundaria. 
4. Cocción de alimentos 
18 
 
Evaluar la posibilidad del uso del biogás, de cocinas eficientes de biomasa y 
de cocinas eléctricasen los lugares donde haya instalaciones hidroeléctricas u 
otras con capacidad suficiente. 
Es muy importante conocer los inventarios y recursos energéticos en una zona o 
localidad determinada y en dependencia del análisis de los mismos determinar 
cuál o cuáles serán los económicamente factibles. Los mismos pueden ser 
representados según el formato mostrado a través de la tabla 1 que sigue: 
(Ministerio de Desarrollo Social. División de Evaluación Social de Inversiones. 
Gobierno de Chile, 2015). 
Tabla 1. Registro de inventarios en recursos energéticos de una zona 
determinada [11] 
Recursos Meses Promedio 
Solar 
Insolación (MJ/m
2
)ó(W/m
2
) 
Energía media generable (Wh/día) 
Eólico 
Velocidad media del viento (m/s) 
Energía media generable (Wh/día) 
Microhidráulico 
Caudal (m
3
/s) 
Altura de caída (m) 
Energía media generable (Wh/día) 
 
Potencial de energia solar em Angola e Saurimo 
Según el mapa de la figura 1, las mejores opciones, en tenemos de radiación 
global anual, para centrales de este tipo serían el extremo sudoeste (provincia 
del Namibe y la parte de las provincias de la Huíla y Cunene) o el extremo 
sudeste (Sur de la provincia del Kuando Kubango), representadas a rojo en el 
mapa, aunque todo el zona color de naranja, que ocupa más de mitad de Angola, 
sea igualmente adecuada a la tecnología solar. 
19 
 
 
 
 
Figura 1. Patrón de radiación global anual en Angola (Silva & Bermann, 1999) 
 
Fuente: (World Gazetteer, 2004) 
 
Tabla 2. Datos Meteorológicos de Saurimo (Lunda Sul) 
Fonte: (Weatherbase, 2004) 
Denominación Anual Promedio Anos de registros 
Temperatura Media (ºC) 22 21.83 9 anos de registros 
Temperatura Máxima media (ºC) 28 28.42 9 anos de registros 
Temperatura Mínima media (ºC) 16 15.83 9 anos de registros 
Temperatura Máxima registrada (ºC) 34 32.17 9 anos de registros 
Temperatura Mínima registrada (ºC) 7 11.92 9 anos de registros 
Número medio de Dias de Chuva (Días) 7.44 5 anos de registros 
Núm. medio de días con mas de 32ºC (Dias) 84 7.90 9 anos de registros 
Precipitación Media (mm) 1450 142.00 5 anos de registros 
Humedad Relativa media (%) 62 61.92 5 anos de registros 
Dados geográficos: Elevación: 1.100 m; Latitud: 09 41S; Longitud 020 25E.
 (Dos Santos, 2005). 
Específicamente en Saurimo (Lunda Sul), teniendo en cuenta la figura 1, se 
puede decir que tiene una irradiación media diaria de 3.8-4.6 kWh/m
2 
porque 
20 
 
responde a la clasificación de zona II (3.8-4.2) kWh/m
2
 y zona III (4.2-4.6) 
kWh/m
2
, correspondiendo a los dos niveles superiores representados por el color 
naranja. En la tabla 2 aparecen los datos fundamentales meteorológicos útiles 
para la investigación a realizar, resaltando la latitud y longitud para el cálculo de 
la instalación fotovoltaica. 
3.2.2 Aspecto económico favorable a los sistemas fotovoltaicos 
Según la búsqueda bibliográfica realizada, para zonas rurales de países en vía de 
desarrollo que aún no disponen de una red eléctrica densa y están muy distantes 
de estas zonas, los sistemas fotovoltaicos aislados son la solución para los 
usuarios que no pueden conectarse a la red eléctrica comercial. Estos sistemas 
se diseñan a medida de las necesidades energéticas de cada usuario. La inversión 
en los mismos garantiza una independencia energética y una apuesta por un 
futuro ecológicamente sostenible. 
El coste de la extensión de la red eléctrica depende de varios factores y variables 
como: la tensión, la proximidad de la red, existencia de transformadores, 
aislamiento, tipo de conductores, de postes, cantidades, valores unitarios y 
costos asociados para alta y baja tensión. Estos costos oscilan en el rango de 10 
y 22 euros/Km, teniendo una dependencia directa con la distancia y la dificultad 
para llegar a la zona rural. Se considera que cuando las cargas están a una 
distancia de más de 2 kilómetros de la red eléctrica más cercana, se justifican 
estos proyectos con fuentes renovables de cumplir con los requerimientos a 
contemplar en este trabajo. (Bermúdez, 2008) 
3.2.3 Aspecto comparativo de energía respecto al bombeo 
Una de las demandas típicas en la zona rural y que consideraremos es el bombeo 
de agua tanto para uso doméstico como en la agricultura y otras instituciones de 
la zona, por eso se hará una caracterización en cuanto a las ventajas y 
desventajas en dependencia del tipo de fuente renovable de energía que abastece 
al servicio de referencia, especialmente la eólica y la solar, teniendo en cuenta 
que el inventario en la zona sea propicio para ambas fuentes. 
21 
 
Bombeo por el viento 
Ventajas. 
1. Tecnología de energía renovable relativamente madura cuando se usa para el 
almacenamiento de agua. 
2. Bajos costos en áreas que tienen un adecuado régimen de vientos. 
3. Cero costos de combustible. 
4. Cómodo para productores locales. 
5. Requerimiento de mantenimiento relativamente simple. 
Desventajas 
1. Entregas moderadas, fluctuantes con la velocidad del viento. 
2. Críticamente dependiente del sitio. 
Bombeo solar fotovoltaico 
Ventajas. 
1. Fuente de energía casi universalmente disponible. 
2. Alta correlación entre energía disponible y necesitada. 
3. Bajo impacto ambiental. 
4. Cero costos de combustible. 
5. Alto tiempo de vida. 
6. Bajo costos de mantenimiento y operación. 
7. Tiempo prolongado sin mantenimiento. 
8. Puede ser operado por personal no calificado. 
9. Cómodo para sistemas de cualquier tamaño. 
Desventajas. 
1. Alto costo de inversión. 
2. Entrega sujeta a la variación de la radiación solar. 
El bombeo solar fotovoltaico ha evolucionado vertiginosamente en los últimos 
10 años, uno de los grandes pasos ha sido la posibilidad del bombeo de agua sin 
necesidad de usar bancos de baterías, estos sistemas tradicionales se encarecían 
y se les añadía un factor de mantenimiento y de confiabilidad de gran peso. 
22 
 
Los sistemas solares fotovoltaicos para el bombeo de agua, han tomado del 
mercado la ya probada solidez y confiabilidad del uso de variadores de 
velocidad por frecuencia, los cuales combinados con las bombas tradicionales 
han abierto una posibilidad incalculable en su uso en esta actividad. (Dos 
Santos, 2005), (Dosbe, 2008) 
3.2.4 Sistemas fotovoltaicos 
Generalidades 
Los Sistemas Fotovoltaicos (SFV) están conformados por un conjunto de 
elementos dispuestos de acuerdo con determinados criterios y reglas 
establecidos por el fundamento de operación y las características del sistema en 
su conjunto. Estos elementos, de los que resulta imprescindible conocer sus 
características principales para su correcto diseño y operación, se pueden 
agrupar en 4 subsistemas: (Orbegazo, 2010) 
Subsistema de captación energética de la radiación solar y su conversión 
fotovoltaica. Conformado básicamente por el panel fotovoltaico, compuesto por 
un conjunto de módulos fotovoltaicos 
Subsistema de regulación y control. Compuesto por equipos y accesorios cuya 
función es la de regular la carga y descarga de la batería de acumulación 
protegiéndola de sobrecargas y sobre descargas, seguidor del punto de máxima 
potencia, metros contadores, protecciones, etc., que garantizan la operación 
segura de todo el SFV. 
Subsistema de consumo. Formado por todos aquellos equipos que actúan en 
calidad de consumidores de la energía generada y cuya alimentación constituye 
la finalidad del SFV. Se incluye dentro del SFV debido a las particularidades 
que presentan sus elementos, como será analizado más adelante. 
Subsistema de acumulación. Generalmente compuesto de una batería de 
acumulación electroquímica u otro tipo de acumulador. (Martin, 2012) 
El elemento principal del SFV es el subsistema de captación y conversión de la 
energía de la radiación solar en electricidad, específicamente es el generador 
23 
 
fotovoltaico el cual está constituido por la interconexión de varios módulos,de 
características semejantes, conectados en serie y/o paralelo en dependencia de 
los requerimientos de la carga, a su vez, los módulos están formados a partir de 
la combinación serie y/o paralelo de celdas fotovoltaicas montadas sobre un 
substrato apropiado. El proceso que ocurre en una celda puede ser expresado a 
través de las figuras 2 a) y b) que se muestra a continuación. Donde la corriente 
generada por el efecto fotovoltaico es igual a la cantidad de electrones 
arrancados por unidad de tiempo por la carga eléctrica de cada uno de ellos que 
depende de la intensidad luminosa y por ende para cada intensidad de luz existe 
un valor máximo de corriente producida por el material. En la figura 2 c), la 
corriente es simulada como una fuente de corriente, la unión p-n con su campo 
eléctrico se representa por un diodo en paralelo, la resistencia al paso de la 
corriente eléctrica en los semiconductores, uniones, contactos y demás 
elementos de la celda es representado por la resistencia en serie y la 
recombinación de cargas en el interior de la celda a través de una resistencia en 
paralelo con la fuente de corriente. (Ampuero, 2012), (Martin, 2012) 
Figura 2. a), b) y c) Efecto fotovoltaico, funcionamiento y diagrama equivalente 
en una celda (Ampuero, 2012), (Martin, 2012) 
 
a) b) 
24 
 
 
c) 
 
Para ello deben seguirse una serie de medidas a fin de disminuir las pérdidas de 
potencia por dispersión de los parámetros de los módulos o la formación de 
zonas calientes en el panel. El panel se monta, generalmente, en una estructura 
de soporte resistente a la corrosión y con la suficiente rigidez mecánica para 
soportar otros factores ambientales como el viento, la lluvia, etc. 
A partir de la interconexión del conjunto de módulos fotovoltaicos se forma el 
panel fotovoltaico que es la parte principal del subsistema de captación de la 
radiación y conversión y de todo el SFV. (Ampuero, 2012) 
En la red fotovoltaica, el panel fotovoltaico convierte directamente la luz en 
electricidad, cargando una batería durante las horas de luz solar y ésta última 
suministra la energía cuando se requiere a la carga de la red, mostrándose en la 
figura 3. 
Para el mantenimiento del panel en buenas condiciones físicas, sólo es necesario 
quitar el polvo o la suciedad de la superficie mediante agua o cualquier producto 
usado para limpiar vidrios. 
Como los periodos en los que se necesita la corriente no suelen coincidir con los 
que el sol está irradiando, la energía producida se almacena en una batería, lo 
cual permite la autonomía del sistema en la noche y en los días nublados. 
El regulador de carga es una parte indispensable dentro del sistema, ya que 
regula la energía desarrollada por el panel, cumpliendo una doble función, que 
consiste en evitar tanto la sobrecarga como el exceso de descarga de la batería, 
lo cual conserva y protege la vida útil de la misma, así como el control de todos 
25 
 
los parámetros en los elementos del sistema que influyan en estos procesos 
presentes en el sistema de acumulación o baterías. (Martin, 2012) 
Figura 3. Esquema de una red fotovoltaica simple. (Ayala, 2012) 
 
 
Método utilizado en la selección de los módulos solares fotovoltaicos 
El dimensionamiento del sistema FV consiste en determinar su capacidad para 
satisfacer la demanda de energía de los usuarios. En zonas rurales y aisladas, 
donde no existen sistemas auxiliares, el sistema FV debe poseer una alta 
confiabilidad. Debido a que un sistema es un conjunto de componentes, cada 
uno de ellos debe ser tan confiable, que no ponga en peligro al sistema. El 
método de dimensionamiento se fundamenta en el balance de energía: (Ayala, 
2012) 
Energía generada = Energía consumida + Pérdidas propias del sistema FV 
Los requerimientos del usuario son el punto de partida de todo ciclo. En el caso 
de le energía renovable esto no es diferente. Junto con las condiciones climáticas, 
que ya han sido discutidas con detenimiento en la sección de recursos de energía 
solar, un sistema puede diseñarse exactamente para satisfacer las necesidades del 
usuario a los más bajos costos. 
Después de que el sistema se ha diseñado y se ha determinado su tamaño, el 
26 
 
usuario debe ser instruido en cómo operar y dar mantenimiento a su sistema. 
Para esto debe dársele un entrenamiento rápido, pero sencillo, y completo junto 
con un manual contexto y diagramas fáciles de comprender. 
3.3 Tercera fase del proyecto: Diseño del plan de acciones a 
ejecutar 
Las acciones más generales desarrolladas en el proyecto por los estudiantes 
fueron: 
1. Definir variantes para suplir necesidades en la Electrificación con energía 
fotovoltaica. 
2. Presentar un dimensionamiento según las variantes definidas. Analítica y 
gráfica. 
3. Hacer una valoración económica y medioambiental del dimensionamiento 
presentado. 
4. Presentar algunas consideraciones para el mantenimiento del sistema 
fotovoltaico dimensionado. 
3.4 Cuarta fase del proyecto: Ejecución de las tareas o acciones 
diseñadas 
3.4.1 Dimensionado de la instalación fotovoltaica 
Tradicionalmente, el método simplificado de dimensionado se ha basado en un 
balance energético diario en las condiciones más desfavorables. Ahora bien, la 
experiencia muestra que es más conveniente realizar un balance de carga 
(Ah/día), en vez de energía (Wh/día) ya que la batería tendrá una tensión 
variable a lo largo del mismo dependiendo de su estado, y, consiguientemente, 
haciendo un balance en Amperios-hora generados y consumidos, evitamos el 
error derivado de la variación de la tensión de funcionamiento del sistema. Este 
método utiliza valores medios mensuales diarios de radiación global y de la 
carga. En este caso se considerarán sólo los valores correspondientes al mes 
más desfavorable en la relación carga/radiación. Además hay que definir el 
27 
 
número máximo de días de autonomía previstos para la instalación en función 
de las características climáticas de la zona y el uso o finalidad de la instalación, 
como se describe en el apartado referido al dimensionamiento general del 
sistema. 
3.4.2 Selección de la tensión de alimentación de la instalación 
Los niveles de voltaje DC utilizados generalmente en sistemas FV son 12, 24 o 
48V. En el caso, que el sistema tuviera que producir una cantidad 
considerablemente grande de energía (abastecimiento de muchas casas y otras 
cargas), se escoge trabajar con un voltaje DC de 24 ó48 V. La principal ventaja 
que representa este nivel de voltaje es que al aumentar la tensión disminuye la 
corriente en los conductores que conectan el generador FV, el regulador y la 
batería, por lo que pueden emplearse cables de sección más pequeña 
manteniendo la regulación de voltaje dentro de límites aceptables. 
Una ventaja adicional consiste en que al trabajar 48 V se colocan más paneles en 
serie, lo que disminuye la corriente de cortocircuito del generador y por 
consiguiente se reduce la corriente máxima que deberá manejar el regulador, con 
lo que se reducen los costos asociados a la compra de este tipo de equipos. 
(Ayala, 2012) 
3.4.3 Cálculo del consumo eléctrico real 
El primer paso en el diseño de los componentes consiste en estimarla cantidad 
total de energía que el sistema de generación deberá suministrar a las cargas 
conectadas en la zona estimada. Para este fin se emplea el procedimiento teórico 
siguiente. 
El tamaño del generador fotovoltaico debe asegurar que la energía producida 
durante el peor mes pueda, como mínimo, igualar a la demandada por la carga. 
Por lo que para dimensionar tanto los módulos como las baterías de un sistema 
FV autónomo, es necesario conocer las cargas a conectar (televisores, radios, 
lámpara , etc.), la potencia nominal de cada una (P), el número de aparatos de 
determinado tipo (n) y las horas diarias de funcionamiento (t). El consumo 
28 
 
diario Cd), medido en Wh/día,para cada tipo de carga se calcula entonces de la 
siguiente forma. 
Cd = P*n*t (1) 
Para SFV domésticos, en que el generador se coloca cerca de la vivienda, se 
calculan por aparte las cargas con corriente continua (CC) y con corriente 
alterna (CA), ya que solo las de CA se conectan al inversor. En el caso en 
estudio, en que se pretende alimentar varias viviendas a partir de un SFV, se 
considera que toda la energía producida deberá convertirse en corriente alterna 
en el inversor para ser utilizada en las viviendas. 
La suma de los consumos diarios de todas las cargas, calculados a partir de la 
ecuación (1), constituye el consumo energético teórico, Et en Wh/día. A partir 
de este valor debe calcularse el consumo energético real, E e n Wh/día, que 
considera los diversos factores de pérdida en la instalación FV de acuerdo con la 
siguiente ecuación. (Ampuero, 2012) 
E = Et/R (2) 
Donde el parámetro R es el rendimiento global de la instalación fotovoltaica 
definido como. 
R = 1-[(1-Kb-Kc-Kv)*Ka*N/Pb]-Kb-Kc-Kv (3) 
Donde: 
 kb: Coeficiente de pérdidas debidas al rendimiento del acumulador: 
0,05 en sistemas que no se producen descargas intensas 
0,1 en sistemas con descargas profundas 
kc: Coeficiente de pérdidas en el inversor: 
0,005 para inversores de salida senoidal pura, en condiciones 
óptimas. 
0,1 para condiciones de trabajo lejos de las óptimas 
 kv: Coeficiente de pérdidas varias (transmisión, efecto Joule, etc.) 
El intervalo de valores de este parámetro que se toma como 
referencia es 0,05 < kv < 0,15 
29 
 
ka: Coeficiente de autodescarga diaria, los valores típicos son 
0,002 para baterías de baja autodescarga (Ni-Cd) 
0,005 para baterías estacionarias de plomo ácido(las más 
usuales) 0,012 para baterías de alta autodescarga (SLI) 
 N: Días de autonomía de la instalación, 4- 6 días como valores de 
referencia 
Pd: Profundidad de descarga diaria de la batería: No deberá exceder el 
80% de la capacidad nominal del acumulador. 
A partir de los datos de la carga, se tiene que el consumo eléctrico diario 
estimado para la carga por día. Esta cantidad corresponde al consumo eléctrico 
teórico, por lo que debe calcularse el consumo eléctrico real, definido en la 
ecuación (2) como la razón entre el consumo eléctrico teórico y el rendimiento 
global de la instalación, que corresponde a la ecuación (3). 
En el diseño de sistemas FV autónomos se considera usualmente un valor de 
diseño de 4 a 6 días de autonomía. Si se aumenta la cantidad de días de 
autonomía deben incorporarse una mayor cantidad de baterías al banco y 
aumenta el tiempo que necesita un generador para poder recargarlas. (Ampuero, 
2012), (Martin, 2012) 
El consumo diario promedio corresponde al consumo mensual estimado 
promediado entre los 30 días. El consumo diario máximo considera el caso en 
que todas las cargas, incluyendo las que no se usan todos los días, se conectan el 
mismo día la cantidad de horas promedio especificadas. Se considera además el 
caso en que el consumo diario aumenta en un 30%. 
3.4.4 Selección de paneles solares 
A partir del valor de consumo eléctrico real calculado, la cantidad de paneles 
solares necesarios para el funcionamiento del sistema se considera que el 
generador FV deberá ser capaz de abastecer la carga conectada durante el mes 
con la irradiación solar promedio más baja. 
De acuerdo con el nivel de radiación para un año, se escoge el valor para el 
30 
 
peor mes en la zona de interés en kW/m
2
 que al dividirlo por el valor estándar, 
obtendremos las horas picos de sol. Con ese dato se puede definir la potencia del 
panel solar que se empleará para calcular la cantidad total de paneles necesaria, 
de acuerdo con la ecuación. La inclinación debe más menos coincidir con la 
latitud, y con un ángulo mínimo de 15 grados de forma que permita el 
corrimiento del agua producto a la lluvia. (Ampuero, 2012) 
Np = E/(0.9* Wp*HPS (5) 
Los datos en el apéndice A T a b l a A 1.1 muestra que el precio de los paneles 
aumenta proporcionalmente a la potencia nominal de los mismos. Cuando se 
emplean paneles de baja potencia, el precio por unidades menor, pero se 
requiere una mayor cantidad de unidades para conformar el generador, pasa lo 
contrario si escogen paneles de potencias más altas, por lo que la potencia del 
panel escogido debe lograr un equilibrio entre estos factores. Se escoge entonces 
que los paneles sean de una potencia promedio cercana a los 100 Wp a 12 V, ya 
que este es un valor nominal altamente estandarizado que se encuentra 
fácilmente en los mercados y permite satisfacer los requerimientos de la 
instalación. 
Escogiendo este valor de potencia se requiere, de acuerdo con la ecuación (5), 
un total de 3 paneles (para conformar 3 grupos de un panel de 12 V que 
permitan operar a 12 V). De acuerdo con la tabla A.1, el precio promedio de un 
panel de 100 Wp ronda los 800 euros por unidad. Considerando que es una 
cantidad considerable de paneles, es razonable pensar en una posible rebaja en el 
precio por unidad a la hora de realizar la compra. (Ampuero, 2012) 
El precio de los paneles suele estar entre el 50 y el 55 % del costo total de la 
inversión, que unido al resto del equipo necesario supone entre el 70 y 75 % del 
costo total, siendo el 25 % restante destinado a la ingeniería, administración, y 
gastos generales. 
Los paneles deberán orientarse hacia el sur con una inclinación cercana a los 
15°, en este caso 30, teniendo en cuenta la latitud que es de 9 grados con 5 
31 
 
minutos. 
 
 
3.4.5 Selección de acumuladores o baterías 
Los ensayos de ciclado para baterías, en condiciones representativas de su 
operación en sistemas FV, son lentos y difíciles. Aunque se han realizados 
intentos de llevar acabo estos ensayos, no existen aún procedimientos 
ampliamente aceptados y es probable que esta situación se mantenga en años 
venideros. Debido a esto, la solución más práctica consiste en confiar en normas 
existentes y bien establecidas para usos convencionales de las baterías. Esto 
implica utilizar valores correspondientes a una descarga en 20 horas y el número 
de ciclos correspondientes a una profundidad de descarga de 60%. 
La primera etapa en el dimensionado de las baterías, consiste en asegurar que la 
producción de energía excederá la demanda durante el peor mes. Para lograr 
esto, la capacidad útil de la batería (capacidad nominal multiplicada por la 
máxima profundidad de descarga) debe permitir entre 3 y 5 días de autonomía 
(días que el sistema puede suministrar energía en ausencia de radiación solar 
usando solo las baterías). (Ampuero, 2012), (Ayala, 2012) 
C = E*N/V*Pd 
 
(6) 
La ecuación (7) permite calcular la capacidad del banco de baterías C (Ah), a 
partir del consumo energético real E, calculado en la ecuación (2); los días de 
autonomía N; la tensión nominal del acumulador V (usualmente12V); y la 
profundidad de descarga permitida Pd. Con este dato, puede calcularse el 
número de baterías que se requieren (Nb). 
Generalidades sobre la formulación de proyecto con energía solar 
La formulación y evaluación de proyectos de electrificación rural d e b e estar 
compuesta de tres elementos. El primero corresponde a los antecedentes 
generales del sector; el segundo, a la formulación del proyecto que describe 
32 
 
aspectos como: el diagnóstico y optimización de la situación actual, estimación 
de la demanda y estudio de alternativas; y el tercero presenta, por una parte la 
evaluación social del proyecto, que consta de la identificación de beneficios y 
costos; configuración de flujos netos; cálculo de indicadores y criterios de 
decisión; y por otra, la evaluación privada con el objeto de estimar el subsidio a 
la empresa proveedora del servicio. 
Razones de índole fundamentalmente económica hacen posible afirmar hoy que 
la energía solar es unaopción adecuada para garantizar una gran parte de los 
requerimientos energéticos de nuestra sociedad y conducen a su 
aprovechamiento racional en gran escala. 
La variedad de formas de acometer el ahorro energético, el mejoramiento medio 
ambiental desde el punto de vista energético y el favorecimiento económico y 
social de viviendas, instituciones y zonas aisladas rurales nos lleva a estructurar 
diseños y trabajos. 
3.4.6 Levantamiento de la demanda y consumo eléctrico 
A demanda pico social da comunidade do Nanguanza foi determinada em 
função das atividades que são realizadas nas residências, no centro comunitário, 
no posto médico, na igreja, na escola, além da necessidade de energia para o 
bombeamento de água. A partir do uso de tecnologias de eletrificação tanto 
convencional quanto eficiente, chega-se a uma demanda elétrica pico total 
estimada de 45 kWh/dia. 
Percebe-se que a demanda elétrica da comunidade Nanguanza irá variar em 
função da tecnologia utilizada para a Eletrificação. Se por um lado, a utilização 
das lâmpadas fluorescentes compactas contribui para reduzir os investimentos 
de capital, por outro há a necessidade de investimentos mais elevados para a 
aquisição dessa tecnologia. Com as lâmpadas incandescentes, a situação inverte 
se. Portanto, que tecnologia traria mais benefícios econômicos para a 
comunidade afirma-se que a viabilidade econômica das lâmpadas fluorescentes 
compactas é maior do que a das lâmpadas incandescentes. Desta forma, as 
33 
 
análises das alternativas energéticas serão realizadas a partir da demanda elétrica 
mais racional em termos de tecnologia de eletrificação. 
Las viviendas estimadas están compuestas por las características que siguen 
Objeto: Conjunto de Viviendas Rurales. 
Las viviendas son casas tipos, generalmente compuesta por: 
- 2 dormitorios de 3x4 m
2
 cada uno; 
- 1 cocina-sala-comedor de 3x3 m
2
; 
- 1 baño de 2x2 m
2
, 
- Patio 
- Habitada por una cantidad de 6-12 personas, estimando un promedio de 9 
personas. 
3.4.7 Análisis de la demanda 
Debe realizarse analizando de forma general, los tipos de consumos y 
suministros energéticos. 
Tipo de consumo eléctrico: (radio, TV, comunicaciones, refrigerador): 
Tipo de consumo térmico (calefacción, calentamiento de agua, cocina) 
Actividades productivas (secado, taller, congelador, etc.) 
Forma de obtención de la Energía: mediante gas (luz y para cocinar), leña 
(cocina, calentar agua y calentar el ambiente), pilas y baterías. 
Forma de obtención del agua (pozos, ríos, etc.): 
Calidad del agua (salinidad, recubrimiento pozos, cercanía a vertederos, etc.): 
Consumo de agua: El consumo se estima en unos 50 l. / habitante y día. 
Distancia al punto de extracción, oscila entre los 50 y los 1300 metros. 
3.4.8 Estimación del consumo diario de agua 
En la tabla 3 se reflejan los tipos comunes de usos dados al agua, la cantidad en 
litros para estimar el consumo diario por persona de este portador. Actualmente, 
tienen dos reservorios de agua que abastece a toda la población sin dificultades. 
Tabla 3. Tipos de usos de agua y cantidad diaria 
 Tipo de consume de agua Cantidad (litros) 
34 
 
Directa 1 
Lavado fruta y verdura 2 
Cocer alimentos 3 
Higiene personal (lavado de manos o bucal) 3 
Higiene personal (ducha) 12 
Higiene de letrina 3 
Higiene vivienda 4 
Lavado ropa 12 
TOTAL 40 
 
El consumo de energía está contemplado para todo el año, y por tanto significa 
que el sistema a proponer, proveerá de energía suficiente durante todo el año. 
Así como la iluminación de las habitaciones constan con lámparas fluorescentes 
de 20 watts cada una, que serán alimentadas con tensión alterna a través de un 
convertidor de energía de CC a CA conectado a un banco de baterías 
centralizado, alimentado por paneles fotovoltaicos. 
El consumo o demanda se analizará según la tabla 4 que se muestra a 
continuación, donde la carga responde a una casa sencilla primeramente para la 
que se desarrollara el método mostrado y luego se hará el análisis para una carga 
mayor de la zona. 
Tabla 4. Consumo energético diario 
Habitación Carga 
Cantida
d 
Consum
o (W) 
Horas de 
uso [hs/día] 
Demanda 
diaria 
[wh/día] 
Dormitorio 1 Lámpara 2 20 3 120 
Dormitorio 2 Lámpara 1 18 3 54 
Baño Lámpara 1 16 1 16 
Sala-Cocina 
Lámpara 
Radio 
TV 
2 
1 
1 
20 
5 
50 
3/4 
8 
3 
140 
40 
150 
Patio Lámpara 1 20 1 20 
35 
 
Se muestra el requerimiento energético diario para una vivienda de una familia 
con una potencia de 149 W y un consumo de energía de 540 Wh/día, en caso 
que todas las lámparas fueran de 20 Watts, el consumo aumenta a 550 Wh/día. 
Este consumo se requiere para el diseño de la red fotovoltaica. 
A partir de ahí ya se puede proceder a la elección del panel fotovoltaico 
adecuado, para lo cual se usará la siguiente fórmula: 
Producción diaria= 0,27*radiación diaria*producción nominal 
Donde: 
La producción diaria (Ah/día) es la producción del panel fotovoltaico 
La radiación diaria (MJ/m² día) es la radiación media mensual, siendo 
equivalente a kWh/m
2
. 
La producción nominal (A) es la corriente de máxima potencia, obtenida de 
datos del fabricante. 
En la tabla 5 se reflejan los datos de radiación solar correspondiente a meses del 
año 2014, combinándose con producción nominal y diaria para varios modelos 
de paneles solares. 
En mediciones realizadas en la zona con el equipamiento de medición 
(Solarimetro) como se observa en la figura 2.5, obteniéndose valores de la 
insolación que como media tomaremos el de 5.28 kWh/m
2 
diarios y como 
mínimo 4.13 kWh/m
2
 diarios. 
Tabla 5. Datos de Radiación Solar Anual y su producción diaria 
 
 
MES 
Rad. 
(kWh/
m² día) 
Prod. 
Nomin
a 
I-55 
(A) 
Prod. 
Nomin
a 
I-94/12 
(A) 
Prod. 
Nomin
a 
I-
100/12 
(A) 
Prod. 
Nomina
l 
IBC-165 
(A) 
Prod. 
diaria 
I-55 
(Ah/día
) 
Prod. 
diaria 
I-100/12 
(Ah/día
) 
Prod. 
diaria 
I-94/12 
(Ah/día
) 
Prod. 
diaria 
IBC-
165 
(Ah/día
) 
Enero 5.59 3,16 5,88 6.6 9,48 17.7 36.6 32.9 53.0 
Febrero 5.58 3,16 5,88 6.6 9,48 17.6 36.5 32.8 52.9 
Marzo 5.54 3,16 5,88 6.6 9,48 17.5 36.2 32.6 52.5 
Abril 5.37 3,16 5,88 6.6 9,48 17.0 35.1 31.6 50.9 
36 
 
Mayo 5.47 3,16 5,88 6.6 9,48 17.3 35.8 32.2 51.9 
Junio 5.41 3,16 5,88 6.6 9,48 17.1 35.4 31.8 51.3 
Julio 5.37 3,16 5,88 6.6 9,48 17.0 35.1 31.6 50.9 
Agosto 5.31 3,16 5,88 6.6 9,48 16.8 34.7 31.2 50.3 
Septiembre 5.28 3,16 5,88 6.6 9,48 16.7 34.5 31.0 50.1 
Octubre 4.13 3,16 5,88 6.6 9,48 13.1 27.0 24.3 39.2 
Noviembre 5.07 3,16 5,88 6.6 9,48 16.0 33.2 29.8 48.1 
Diciembre 5.24 3,16 5,88 6.6 9,48 16.6 34.3 30.8 49.7 
 
Con los resultados vertidos en la tabla 5 se puede proceder a la elección del 
panel fotovoltaico más apropiado para el sistema solar. De los posibles paneles a 
usar se han escogido para la realización de los cálculos los mostrados en la tabla 
6 con sus respectivas características, escogiéndose el modelo I-100/12 con un 
precio de 767.25 euros. 
Tabla 6. Datos de Paneles Fotovoltaicos (Ayala, 2012) 
Modelo 
Pmáx 
(W) 
Iccm 
(A) 
Tensión 
(V) 
Vmáx 
(V) 
Área 
(
2m ) 
Peso 
(kg) 
Costo 
(euros) 
I-55 55±10% 3,16 12 13,8 1 7 460 
I-94/12 94±10% 5,88 12 14,4 1 8.5 732 
I-100/12 100 6,6 12 15,4 1 11 767 
IBC-165S 165 12,4 12 17,4 1,31x0,96 17 1230 
 
3.4.9 Argumento para la selección de los Paneles 
Se seleccionó el panel de 100 Wp de la marca ISOFOTON, modelo I-100/12 y 
no los paneles IBC debido a que: 
1. Los paneles ISOFOTON son de silicio monocristalino, los cuales presentan 
un gran rendimiento del 20 al 30% y un tiempo de vida útil de 25 a 30 años. 
2. Los paneles IBC son de células policristalinas, lo que trae consigo que los 
paneles tengan menos rendimiento y menos tiempo de vida útil, en relación a 
los conformados por silicio monocristalino como los ISOFOTON. 
37 
 
3. El costo de la cantidad de paneles100 Wp que tenemos que usar para cubrir 
la demanda de la carga es mucho menor que el costo de la cantidad que 
tenemos que usar de paneles de 165 Wp. 
De las tablas 5 y 6 se deduce que tanto el panel I-55 como el panel I-94/12 no 
son útiles en éste caso, puesto que no satisfacen los requerimientos energéticos 
(24 Ah) en una época del año, se ve que no alcanzan el suministro requerido. El 
I-55 sería no idóneo en todo caso ya que presenta déficit de producción durante 
todo el año. 
Ahora bien, hay tres posibilidades que parecen factibles, ya que cubren la 
demanda energética a lo largo del año. La primera es el uso de un panel I-
100/12, la segunda es de dos paneles I-55, y la tercera con los I-94/12 que 
satisfacen la demanda de cada hogar de manera casi ininterrumpida. Para elegir 
entre estas, debe calcularse la inversión inicial, siendo más caros los segundos, 
además de que en el mercado son más comunes y fáciles de encontrar los del 
tipo I-100/12. 
3.4.10 Cálculo y selección de los agregados del SFV. 
Se hará un primer cálculo para una vivienda tipo para luego hacer la extensión a 
las variantes escogidas. 
3.4.11 Tensión de la instalación 
La tensión escogida es de 12 V de corriente directa y 230 V de corriente alterna 
ya que las cargas son de 230 V. 
3.4.12 Consumo total a satisfacer por el Sistema Fotovoltaico 
Para obtener el consumo total que debe satisfacer el generador fotovoltaico se 
deben tener en cuenta el consumo diario teórico de la vivienda (Et) 
Et = 540 Wh/día 
Teniendo en cuenta el coeficiente global de rendimiento R igual al 75.05 % y el 
30 % del consumo diario teórico, obtenemos un consumo energético real E de 
936 Wh/día. 
E = (Et+30% Et)/R = 702/0.75 = 936 Wh/día. 
38 
 
3.4.13 Cantidad o número de paneles 
Primeramente con la potencia que debe servirse por el panel, se escogen paneles 
de 100 Wp y 12 V ya que son los más comunes y fácil de encontrar en el 
mercado. Se calcula la cantidad de paneles solares considerando el nivel de 
radiación para el peor mes igual a 4.13 kWh/m
2
dia, que dividido entre el valor 
estándar de 1000 kWh/m
2
 hace que las horas de sol pico (HPS) sea igual a 4.13, 
usando la ecuación (5). También teniendo en cuenta las pérdidas por 
conexionado y dispersión de parámetros que son del 10 %. 
Np = E/(0.9*Wp*HPS) = 936/(0.9*100*4.13) = 2.51 paneles 
De ahí que el numero de paneles son 3, los mismos serán conectados en 
paralelo para mantener la tensión de 12 V, correspondiendo al modelo 
ISOFOTON I-100 con 100 Wp distribuido por Agridrovert solar con un precio 
de 767.25 euros, acorde con el apéndice A1.1. 
3.4.14 Cálculo y selección de regulador de carga 
Se debe tener en cuenta la corriente de cortocircuito del panel seleccionado de 
100 Wp que es de 6.6 ampere, según la tabla 2.4. Esto implica que como son tres 
paneles conectados en paralelo, se suman las corrientes o se multiplican por 3, y 
equivale a una corriente total de 19.8 ampere. 
 Corriente de cortocircuito del Panel (Iccp) 
Iccp = Iccm*Nmp = 6.6*3 = 19.8 A 
Donde: 
Iccm: es la corriente de cortocircuito de un módulo. 
Nmp: número de módulos en paralelo. 
 Mínima corriente requerida por el Regulador (Imrr) 
Imrr = Cs*Iccm = 1.15*19.8 = 22.27 A 
Donde: 
Cs: es un coeficiente de seguridad que tiene en cuenta las pérdidas por 
calentamiento y da al regulador un margen de seguridad, por lo general este 
coeficiente se encuentra entre 1,15 y 1,30. 
39 
 
Se escoge un regulador acorde con el apéndice A1.3, modelo TAROM 245 con 
el distribuidor Agridrovert Solar de 45 A, 12/24 V con un precio de 300 euros. 
3.4.15 Selección de las baterías o acumuladores 
Por otro lado debe tenerse en cuenta el tamaño adecuado de la batería, para 
satisfacer la carga diaria requerida. Con el fin de un buen servicio de la batería 
es importante dar un margen de reserva de dos días para su buen mantenimiento. 
Por ello, considerando 5 días de autonomía y dos días de reserva, se obtiene que 
la batería apropiada a estas necesidades es de (20x7) es de (140-160) Ah, 
aproximadamente. 
Por último, se debe considerar la duración del sistema. En primer lugar los 
paneles fotovoltaicos, que pueden durar entre 25 y 30 años si se cuidan bien. Las 
baterías comunes no suelen durar más de 2 años, aunque si se instala otro tipo de 
batería de mayor calidad puede durar más tiempo, entre 5 ó 7 años. 
3.4.16 Cálculo de la capacidad de las Baterías de Acumulación 
El diseño del subsistema de almacenamiento constituye uno de los pocos 
contemplados en el diseño y dimensionado del sistema fotovoltaico. El mismo 
incluye dos cálculos principales: 
1. La determinación de la capacidad mínima requerida (CMR). 
2. La determinación del número de baterías que deberán instalarse en series ó 
en paralelo para que el subsistema de acumulación cuente con el voltaje de 
trabajo y la capacidad calculada. 
 Capacidad Mínima Requerida (CMR) 
C = E*N/V*Pd = 936*5/12*0.6 = 650 Ah
 
Donde: 
N: Es el número de días de autonomía, que se escoge según el estudio previo 
meteorológico del lugar (frecuencia de días nublados consecutivos). 
Pd (%):Es la máxima profundidad de descarga, valor dado generalmente por el 
fabricante y que para baterías está entre 50 y 80 % 
V (V): Tensión CD del sistema 
40 
 
 Número de Baterías en Paralelo (NBP) 
Nbp = C/Cbs = 650/160 = 4.06 = 5baterías 
Donde: 
Cbs: es la capacidad de la batería seleccionada. 
 Número de Baterías en Serie (Nbs) 
Nbs = Vcd/Vb = 12/12 = 1 batería 
Donde: 
Vcd: es el voltaje nominal de la instalación. 
Vb: es el voltaje nominal de la batería. 
 Número Total de Baterías (Ntb) 
Ntb = Nbp*Nbs = 5*1 = 5 baterías 
Con los resultados puede seleccionarsela batería de 160 Ah y 12 V con las 
especificaciones acordes con el apéndice A1.5 como sigue: Modelo Hoppecke 
energy 160 tipo SLI bajo mantenimiento, monoblock 12 V, 160 Ah y un precio 
de 240.00 euros con el distribuidor Agridrovert Solary un precio total por las 5 
baterías de 1200.0 euros. 
También puede seleccionarse la batería Modelo Varta energy 145 tipo SLI bajo 
mantenimiento, monoblock 12 V, 145 Ahy un precio de 208.76 euros con el 
distribuidor Agridrovert Solar y un precio total por las 5 baterías de 1043.8 
euros. 
3.4.17 Cálculo del inversor-cargador a instalar 
El tipo de inversor más común en los SFV es el llamado inversor autónomo, que 
no está conectado a la red, sino que atiende solo a un determinado grupo de 
consumidores y funciona automáticamente con una frecuencia determinada 
internamente por el equipo. Para la selección de los inversores en instalaciones 
fotovoltaicas deben tenerse en cuenta las consideraciones siguientes: (Orbegazo, 
2010) 
1. El inversor debe ser especializado para aplicaciones fotovoltaicas, y cumplir 
con las normas y regulaciones vigentes para este tipo de uso de esta forma se 
41 
 
garantiza que los niveles de eficiencia, su consumo en vacío, su capacidad de 
sobrecarga y otras características sean cumplidas. 
2. Diferenciar las cargas a energizar con corriente alterna (CA), en necesidad 
energética y horaria para determinar con un estimado 10 % superior, la 
potencia nominal del inversor. Las cargas son las que definen los límites de 
regulación del voltaje y la frecuencia de salida. 
3. Los inversores se dimensionan de dos formas. La primera es la cantidad de 
Watts que este puede proporcionar durante ciertos períodos. La segunda es 
mediante la capacidad pico del inversor. Los inversores son menos eficientes 
cuando se utilizan a un pequeño porcentaje de su capacidad, por tal motivo 
estos no deben ser sobredimensionados. 
 Potencia nominal del Inversor 
La potencia requerida de un inversor para una instalación fotovoltaica se calcula 
por la fórmula: 
 ∑ 
 
 
 
Donde: 
Pninv: La potencia nominal del inversor. 
Pni: es la potencia nominal de los distintos consumidores