Un mal dimensionamiento es el error más común en sistemas solares, causando problemas graves: bien un sistema insuficiente que no cubre demanda (frustrante y costoso de expandir después), o un sistema sobredimensionado que resulta en inversión excesiva sin beneficio real. Esta guía te proporciona una metodología exacta, paso a paso, que puedes realizar en 30 minutos con datos locales reales.
Paso 1: Calcula Tu Consumo Eléctrico Real
Este es el cimiento de todo el cálculo. No uses “promedios regionales”; necesitas TUS números exactos.
Opción A: Desde Tu Factura Eléctrica
Lo ideal: Obtén facturas de 12 meses (si es posible, últimos 24 meses para ver variación estacional).
Qué buscar en la factura:
- Consumo mensual: Medido en kWh. Está claramente indicado.
- Consumo variación estacional: ¿Verano más alto? ¿Invierno más bajo?.
Calcula el promedio anual:
Opción B: Desde Inventario de Aparatos (Cuando No Tienes Histórico)
Si es nueva construcción o tienes dudas, elabora un inventario:
| Aparato | Potencia (W) | Horas/día | Energía/día (Wh) |
|---|---|---|---|
| Refrigerador | 200 | 8 | 1,600 |
| Luces LED (5 lámparas) | 50 | 5 | 250 |
| Televisión | 300 | 4 | 1,200 |
| Aire acondicionado | 1,800 | 2 | 3,600 |
| Computadora | 200 | 4 | 800 |
| Lavadora | 500 | 1 | 500 |
| Bomba de agua | 500 | 2 | 1,000 |
| TOTAL | 8,950 Wh/día |
Consumo anual estimado: 8,950 Wh × 365 días = 3,267 kWh/año.
Aplica margen de seguridad del 20%: 3,267 × 1.2 = 3,920 kWh/año.
Paso 1 Resumen
✓ Consumo anual: [TUS NÚMEROS] kWh/año
Paso 2: Define Tu Porcentaje de Cobertura Solar
No necesitas (ni debes) generar el 100% de tu consumo con paneles solares. El dimensionamiento ideal depende de tu situación económica y disponibilidad de espacio.
Opciones comunes:
| Cobertura Deseada | Escenario Típico |
|---|---|
| 30-40% | Presupuesto limitado; complemento a red eléctrica |
| 50-60% | Balance económico-ambiental; muy común residencial |
| 80-100% | Máxima independencia; presupuesto mayor |
| 100% + Off-Grid | Independencia total; sistema con baterías |
Recomendación para México 2025: Para residencias conectadas a CFE, el 50-60% de cobertura es óptimo: ahorros significativos sin sobredimensionamiento.
Cálculo:
Consumo a Cubrir (kWh)=Consumo Anual×Porcentaje de Cobertura Deseada
Ejemplo (continuación): 10,800 kWh/año × 60% = 6,480 kWh/año a cubrir con paneles.
Paso 3: Obtén Datos de Radiación Solar de Tu Zona
Este es el dato más crítico y, frecuentemente, el más inexacto si no se hace bien.
¿Qué necesitas? Las Horas Solar Pico (HSP) de tu ubicación, idealmente mes a mes para ver variación estacional.
¿Qué es una Hora Solar Pico (HSP)?
Una Hora Solar Pico es el equivalente a 1 hora de radiación solar continua a 1,000 W/m².
En la práctica, la radiación varía todo el día (baja en mañana, máxima al mediodía, baja al atardecer). HSP “comprime” esto en un número único.
Ejemplo: Si tu zona recibe 6.5 kWh/m²/día de radiación total, esto equivale a 6.5 Horas Solar Pico.
Herramientas para Obtener HSP
Opción 1: REexplorer (NREL) – Recomendado para México
URL: https://pvgis.org (o REexplorer)
Pasos:
- Click “Zoom to a location” (esquina superior derecha)
- Escribe tu ciudad/ubicación exacta
- Click en el mapa para marcar ubicación
- Selecciona “Solar Irradiance for Equator Facing Tilted Surfaces”
- Click “Submit”
Resultado: Tabla mensual de HSP en diferentes ángulos de inclinación.
Importancia: Selecciona la columna “GHI” (Global Horizontal Irradiance), NO “DNI” (Direct Normal Irradiance), porque DNI solo mide luz directa, no difusa.
Opción 2: PVGIS – La Más Utilizada Globalmente
URL: https://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/
Pasos:
- Selecciona base de datos según tu país (PVGIS-SARAH2 para América Latina y Europa)
- Ingresa ubicación (click en mapa o coordenadas)
- Introduce “Potencia nominal” (ej. 1 kW para cálculo orientativo)
- Especifica ángulo de inclinación (recomendado: latitud del lugar)
- Click “Visualizar Resultados”
Resultado: Tabla mensual de producción de energía (kWh).
Para convertir a HSP: HSP=1 kWProduccioˊn (kWh)
Opción 3: Tablas Predefinidas para México
Para ubicaciones en México, valores típicos de HSP anual (promedio):
| Ciudad | Latitud | HSP Promedio Anual | Mes Mínimo (Invierno) |
|---|---|---|---|
| Cancún | 21°N | 5.2 | 3.8 (Dic) |
| México D.F. | 19°N | 5.8 | 4.0 (Dec) |
| Guadalajara | 20°N | 5.7 | 4.3 (Dec) |
| Monterrey | 25°N | 5.9 | 4.2 (Dec) |
| Mérida | 20°N | 5.8 | 4.4 (Dec) |
| Hermosillo | 29°N | 6.5 | 4.8 (Dec) |
| Tijuana | 32°N | 5.5 | 3.5 (Dec) |
Importante: Usa el valor del mes más desfavorable (generalmente Diciembre o Enero) para dimensionamiento conservador que funciona todo el año.
Paso 3 Resumen
✓ HSP promedio anual: [TUS DATOS] horas pico/día
✓ HSP mes más desfavorable (invierno): [TUS DATOS] horas pico/día
Paso 4: Calcula la Potencia Total de Paneles Requerida
Formula fundamental:
Potencia Paneles (kW)=HSP Promedio Anual×365×Eficiencia Sistema (0.75-0.80)Consumo a Cubrir Anual (kWh)
¿Qué es la Eficiencia del Sistema?
Los paneles generan energía, pero hay pérdidas en el camino:
- Pérdidas por temperatura: Calor excesivo reduce eficiencia ~0.35% por °C arriba de 25°C
- Pérdidas por cables: Resistencia del cableado consume ~2-3%
- Pérdidas en inversor: Conversión CC a CA no es 100%, típicamente 95-97%
- Pérdidas por sombras/orientación: Si no es orientación perfecta, ~5%
- Ensuciamiento: Polvo y suciedad, ~2-3%
Total típico de pérdidas: 20-25%, es decir eficiencia del sistema = 75-80%.
Usa 80% si tienes instalación profesional; usa 75% si hay incertidumbre.
Ejemplo Práctico Completo
Datos:
- Consumo anual: 10,800 kWh
- Cobertura deseada: 60%
- HSP promedio anual (México D.F.): 5.8 horas pico/día
- Eficiencia sistema: 80%
Cálculo:
Resultado: Se necesitan aproximadamente 3.8-4.0 kW de potencia fotovoltaica instalada.
Paso 4 Resumen
✓ Potencia total requerida: [TUS CÁLCULOS] kW
Paso 5: Calcula el Número Exacto de Paneles
Selecciona primero la potencia unitaria del panel que vas a usar (depende de disponibilidad y presupuesto):
| Potencia Típica del Panel | Tamaño (m²) | Precio Aproximado (MXN) |
|---|---|---|
| 400W | 1.8-2.0 | 2,500-3,500 |
| 450W | 2.0-2.2 | 2,800-3,800 |
| 500W | 2.2-2.4 | 3,000-4,000 |
| 550W | 2.4-2.6 | 3,200-4,200 |
| 600W | 2.6-2.8 | 3,500-4,500 |
Fórmula:
Redondea siempre hacia arriba (si te sale 7.2 paneles, usa 8).
Ejemplo (Continuación)
Potencia requerida: 3,840W (3.84 kW)
Paso 5 Resumen
✓ Potencia por panel elegida: [ESPECIFICACIÓN] W
✓ Número de paneles: [TU RESULTADO] paneles
✓ Potencia instalada total: [Paneles × Potencia] kW
Paso 6: Valida Tu Cálculo Verificando Mes Crítico
El invierno es siempre el mes más desfavorable. Tu sistema debe funcionar incluso en ese mes.
Fórmula de validación:
Produccioˊn Mes Crıˊtico (kWh)=Potencia Paneles (kW)×HSP Mes Crıˊtico×30×0.80
Ejemplo (Continuación):
- Potencia paneles: 4.0 kW (8 × 500W)
- HSP mes más crítico (Diciembre en México D.F.): 3.5 horas pico/día
- Eficiencia: 80%
Producción Diciembre = 4.0 × 3.5 × 30 × 0.80 = 336 kWh en Diciembre
Si tu consumo mensual es 900 kWh:
- Cobertura Diciembre = 336 / 900 = 37%
Interpretación: En invierno cubrirás 37% (no 60% como en promedio anual), lo cual es normal y aceptable.
Red Flag: Si tu cobertura en mes crítico cae por debajo del 20-25%, considera aumentar paneles.
Paso 7: Selecciona el Inversor Apropiado
El inversor convierte CC (de paneles) a CA (para casa). Su potencia debe estar entre 80% y 120% de la potencia de paneles:
Potencia Inversor (W)=Potencia Paneles (W)×Rango 0.8-1.2
Ejemplo (Continuación)
Potencia paneles: 4,000W
- Mínimo inversor: 4,000 × 0.80 = 3,200W
- Máximo inversor: 4,000 × 1.20 = 4,800W
- Recomendado: 4,000W (1:1 con paneles) o 5,000W (con margen)
Opciones comerciales: Busca inversor 5 kW (típicamente disponible).
Paso 8: Calcula Espacio Disponible Requerido
Cada panel típico requiere espacio:
Aˊrea Total Requerida (m²)=Nuˊmero Paneles×Aˊrea por Panel (m²)
Ejemplo (Continuación):
- 8 paneles de 500W
- Área por panel: 2.3 m² (típico para 500W)
- Área total: 8 × 2.3 = 18.4 m²
¿Tienes espacio? Si tu tejado es 20 m² facing sur, tienes suficiente.
Paso 9: Consideraciones Finales de Diseño
Orientación e Inclinación Óptimas
Para máxima producción anual: Inclinación igual a latitud, orientación hacia el sur:
- México D.F. (19°N): 19° inclinación, orientación sur
- Hermosillo (29°N): 29° inclinación, orientación sur
Si consumo es estacional:
- Más consumo en verano: Inclinación = latitud – 10°
- Más consumo en invierno: Inclinación = latitud + 10°
Sombras
Crítico: Las sombras reducen producción drásticamente (hasta 50% si media área tiene sombra).
Verifica con Google Earth o visualmente:
- ¿Árboles crecerán y proyectarán sombra?
- ¿Edificios adyacentes crean sombra en invierno?
- ¿Chimeneas o estructuras bloquean radiación?
Si hay dudas, incrementa paneles en 15-20%.
Distancia a Inversor
Cableado largo = pérdidas. Idealmente, inversor debe estar a < 30 metros de paneles.
Si es mayor, aumenta sección de cable (costo adicional mínimo, pero importante).
Paso 10: Verificación Final con Herramienta Online
Para confianza total, introduce tus parámetros en PVGIS o REexplorer y compara resultados:
Datos a introducir en PVGIS:
- Ubicación exacta
- Potencia instalada (tu resultado, ej. 4 kW)
- Inclinación (latitud del lugar)
- Orientación (sur, azimut 180°)
- Pérdidas estimadas (20-25%)
Resultado: PVGIS te mostrará producción mes a mes.
Comparación: ¿Tu cálculo manual es similar? Si no, revisa dónde está la discrepancia.
Hoja de Cálculo Resumen: Tu Sistema Completo
| Parámetro | Tu Valor | Unidad |
|---|---|---|
| Consumo anual (facturas) | kWh | |
| % cobertura solar deseada | % | |
| Consumo a cubrir anual | kWh | |
| HSP promedio anual (zona) | h pico/día | |
| Eficiencia sistema (0.75-0.80) | decimal | |
| Potencia paneles requerida | kW | |
| Potencia por panel elegida | W | |
| Número de paneles | paneles | |
| Potencia instalada total | kW | |
| Potencia inversor | W | |
| Área espacio requerida | m² | |
| Inclinación óptima (latitud) | ° | |
| Orientación | (sur=180°) |
Errores Comunes a Evitar
🚨 Usar promedio de HSP anual para mes crítico: Usa siempre el mes más desfavorable para validar.
🚨 Ignorar pérdidas del sistema: No aplicar factor 0.80 resulta en 25% más paneles necesarios.
🚨 Confundir HSP con “horas de luz”: HSP no es lo mismo que horas de sol diurnas; es mucho más específico.
🚨 No considerar sombras: Una sombra del 50% reduce producción 50%, no marginalmente.
🚨 Sobredimensionamiento excesivo “por si acaso”: Cada panel adicional innecesario son MXN 3,000-4,500 de inversión inútil.
🚨 No verificar con herramienta online: Manual + online = confianza máxima.
Tu Cálculo Exacto
Siguiendo este proceso de 10 pasos, habrás determinado:
✓ Número exacto de paneles que necesitas
✓ Potencia de inversor apropiada
✓ Espacio disponible requerido
✓ Producción esperada en cada estación
✓ Validación que funciona incluso en invierno
Este cálculo es lo suficientemente preciso para presentar a instaladores profesionales y obtener cotizaciones confiables. La diferencia entre calcular mal (falta de energía o gasto excesivo) y calcular bien (sistema perfecto) es el tiempo dedicado a estos 10 pasos.