Análisis para la selección de paneles fotovoltaicos según la correlación potencia costo para el diseño de centrales fotovoltaicas aisladas

Abstract

La presente investigación tiene como objetivo desarrollar un procedimiento técnico-económico para seleccionar paneles fotovoltaicos en sistemas aislados, considerando la relación entre potencia, costo y desempeño. Se evaluaron nueve modelos comerciales en niveles de demanda de 10 a 200 kWh/día. La metodología incluyó el cálculo de energía diaria, dimensionamiento del campo solar, configuración eléctrica serie-paralelo y validación de compatibilidad con el rango de operación MPPT (80–450 V). Se aplicó un modelo multicriterio ponderado, considerando como criterios el costo total del sistema, el área ocupada y la cantidad de paneles en serie. Además, se incorporaron análisis de caída de tensión, costo de cableado y terreno. Los resultados indican que el modelo 455W-M es óptimo para demandas superiores a 30 kWh/día, mientras que para 10 y 20 kWh/día destacan los modelos 340W-P y 545W-M, respectivamente. La selección se basó en configuraciones que ofrecieran menor número de paneles, mayor eficiencia y menor inversión total. Se concluye que la metodología propuesta permite estandarizar la selección de paneles para proyectos aislados, optimizando criterios técnicos y económicos de forma replicable.

The present research aims to develop a technical-economic procedure for selecting photovoltaic panels in isolated systems, considering the relationship between power, cost, and performance. Nine commercial models were evaluated across demand levels ranging from 10 to 200 kWh/day. The methodology included the calculation of daily energy, sizing of the solar field, series-parallel electrical configuration, and validation of compatibility with the MPPT operating range (80–450 V). A weighted multicriteria model was applied, considering total system cost, occupied area, and number of panels in series as evaluation criteria. Additionally, voltage drop, cable cost, and land cost analyses were incorporated. The results indicate that the 455W-M model is optimal for demands above 30 kWh/day, while the 340W-P and 545W-M models are preferred for 10 and 20 kWh/day, respectively. The selection was based on configurations offering fewer panels, higher efficiency, and lower total investment. It is concluded that the proposed methodology allows for standardizing panel selection for off-grid projects, optimizing technical and economic criteria in a replicable manner.