A veces, la electricidad puede parecer magia. Los cables entran a tu casa transportando electricidad. Enciendes un interruptor o aprietas un botón y se encienden las luces, se despierta la televisión o la cafetera cobra vida. ¿Cómo funciona todo esto?

Para poder entender cómo funciona la electricidad solar es de vital importancia conocer la diferencia entre kilovatios (kW) y kilovatios hora (kWh).

La diferencia entre ambos es sencilla: los kW son una unidad de medida de potencia eléctrica, y los kWh son una unidad de medida de energía eléctrica (potencia por un periodo de tiempo). Por ejemplo, un calefactor puede necesitar 1kW de energía para encenderse. Si está en funcionamiento durante una hora, utilizará 1kWh.

Cuando aplicamos el mismo concepto a la energía solar, consideramos el número de kW que un conjunto de paneles solares puede producir durante una hora a pleno sol. Un arreglo de paneles solares de 10kW puede generar 10kWh si está a pleno sol durante una hora.

Está claro que, si eres nuevo en esto de la electricidad, hay mucho más que aprender, así que, vamos a profundizar en lo que son los vatios y las diferencias entre vatios, kilovatios y kilovatios hora.

¿Qué es un vatio?

Un vatio (W) es una unidad de potencia eléctrica. Piensa en la electricidad como “la capacidad de funcionamiento”. Técnicamente, un vatio es una medida de transferencia de energía que equivale a un julio por segundo, pero como nadie fuera de un laboratorio ha mencionado nunca la palabra “julio” desde las clases de física del instituto, vamos a quedarnos con “vatio”.

Vatios, kilovatios, megavatios, etc.

Un vatio es la unidad de medida básica de la potencia eléctrica, pero cuando hablamos de la generación de electricidad solar o del consumo eléctrico en una casa, solemos hablar de kilovatios: equivalentes a 1,000 vatios.

Cuando hablamos sobre la producción de electricidad de una central eléctrica, multiplicamos los kilovatios por 1,000 para obtener megavatios.

Los prefijos latinos son geniales, ¿verdad? Cada vez que multiplicas por 1,000, hay un nuevo. Kilo-, mega-, giga-, tera-… y la lista no termina.

¿En qué se parece la electricidad al agua?

Una buena manera de entender la electricidad es comparándola con el agua. Imagínate una manguera con boquilla de aspersión al final. En la manguera hay presión por el agua que quiere salir. Si abres la boquilla, el agua fluye a cierta velocidad.

En la electricidad, el voltaje es como la presión del agua. Determina la cantidad de electricidad que puede fluir a través del sistema. El amperaje es la cantidad de flujo que hay. Al hablar de electricidad, el amperaje también se llama corriente.

La cantidad total de vatios de potencia eléctrica equivale a los voltios (V) multiplicados por los amperios (A).

Volvamos a la manguera de agua. Supongamos que la boquilla tiene tres niveles: apagado, bajo y alto. La presión del agua detrás de la boquilla es constante, esa presión es como el voltaje. En la posición de apagado, no hay flujo, por lo que no hay electricidad.

Pon la boquilla en el nivel bajo y tendrás potencia eléctrica. Has aumentado el amperaje y el agua está fluyendo. El flujo total se mide en galones por minuto y, para continuar con la metáfora, ese flujo sería el “vataje”.

Pon la boquilla en el nivel alto para aumentar más el amperaje y tendrás más potencia, más “vataje”.

Medir el flujo de potencia eléctrica

Siguiendo la metáfora del agua: el flujo que sale de la manguera es una medida de potencia eléctrica. Apunta la manguera a un cubo por diez minutos y se llenará. El agua que ha llenado el cubo es como una medida de la energía que ha fluido a través de la manguera.

Una manera común en la que la gente interactúa con vatios es con las bombillas. Digamos que una bombilla de 100 vatios necesita esa potencia para brillar. Si dejas una bombilla de 100 vatios encendida durante una hora, has usado 100 vatios hora.

De nuevo, un kilovatio de electricidad (kW) son 1,000 vatios, por lo que si tienes diez bombillas de 100 vatios (1kW de bombillas) encendidas durante una hora, habrás usado un kilovatio hora (kWh).

Esta es una razón por la que cambiarse a bombillas de baja potencia puede tener tanto beneficio. Una bombilla LED solo necesita 14 vatios para poder generar tanta luz como una bombilla iridiscente de 100 vatios. Eso significa que puedes tener diez bombillas LED de 14 vatios encendidas durante 7 horas y 25 minutos y consumir la misma cantidad total de electricidad que consumen las bombillas iridiscentes en una hora.

Entonces, un vatio es la unidad de medida de la potencia eléctrica, o la capacidad de funcionamiento, y un vatio hora es la unidad de medida de la energía eléctrica, que es la cantidad de trabajo que se ha hecho durante un periodo de tiempo determinado.

Un kilovatio son simplemente mil vatios, y un kilovatio hora es el registro de una producción promedio de mil vatios durante una hora.

Otra manera de imaginarse la potencia y la energía es comparándolas con un corredor de maratones. La potencia es la capacidad de correr a un ritmo determinado, y la distancia que recorre el corredor es la cantidad de energía que ha usado.

En 2019, el corredor de maratones más rápido del mundo completó una carrera en casi 2 horas exactas. Eso significa que usó la potencia suficiente para correr de manera constante a 13.1 millas por hora, y las 26.2 millas de la maratón son la medida de energía que usó.

Si midiésemos la potencia de salida constante del corredor a unos 300 vatios, hubiera consumido 600 vatios hora durante las 26.2 millas de la carrera. Si pudiese correr a la misma potencia de salida durante 5 horas, su producción total de energía sería de 1,500 vatios hora o 1.5 kilovatios hora.

Los kW y kWh en tu factura de la electricidad

A medida que tu casa consume electricidad durante el día, un medidor gira (o cuenta de manera digital) para registrar la cantidad de potencia eléctrica que utilizas en cada momento. Esta medición da como resultado un número determinado de kWh de consumo de energía a final de mes.

Cuando termina cada ciclo de facturación, la empresa “lee” tu medidor y registra el total de tu consumo energético. Después hacen sus cálculos sofisticados (y a veces extremadamente complicados) y te cobran una tarifa determinada de centavos por kWh.

Pongamos que consumes 1,000kWh al mes y que tu tarifa eléctrica es de $.15/kWh, tu factura sería de $150.00, más cualquier tasa adicional de conexión o servicio.

Para complicarlo aún más, algunas empresas de suministro también te cobran según tu demanda máxima o pico de energía durante el mes. El medidor registra la cantidad de kWh más alta que hayas consumido en cualquier momento del mes y, en base a esa cantidad, se estima una tasa por kW. Por suerte, este tipo de cargos por demanda se reservan mayormente para grandes clientes comerciales e industriales, aunque puede afectar a algunos propietarios de viviendas.

Cómo utilizamos los kW y kWh al hablar sobre paneles solares y baterías residenciales

La electricidad se crea en los paneles solares cuando los fotones de la luz liberan electrones de una de las capas de la superficie del panel. La otra capa del panel solar atrae a estos electrones y viajan a través de un cable conductor para llegar al otro lado. Al desviar ese recorrido a través de los cables de tu casa, la electricidad solar se puede usar para proporcionarle energía a la vivienda.

Cada panel solar está diseñado para convertir un número específico de fotones a electrones a pleno sol, i.e. producir un número determinado de vatios de electricidad de corriente continua (CC). La potencia nominal o potencia de salida máxima promedio de un panel solar hoy en día es de unos 400 vatios de CC.

El típico sistema de energía solar residencial necesita unos 15 paneles para tener una potencia nominal de aproximadamente 6kW de electricidad. Entonces, cuando decimos “un sistema de paneles solares de 6 kilovatios”, estamos hablando de la potencia máxima de CC de un sistema bajo condiciones de control ideales.

En cuanto a las baterías, utilizan tanto kW como kWh. La cantidad de energía que puede almacenar una batería solar doméstica se mide en kWh. No obstante, las baterías necesitan proporcionarle esa energía a la casa, por lo que el ritmo al que pueden producir esa electricidad se mide en kW.

Cómo reducen tus costos energéticos los paneles solares

Los paneles solares producen electricidad para que tu aire acondicionado, lavaplatos y demás electrodomésticos y dispositivos funcionen. La energía solar reduce tu factura eléctrica porque sustituye la electricidad que le habrías comprado a la empresa de suministro.

Sabemos que un sistema de paneles solares de 6kW puede producir esa cantidad de energía a pleno sol, pero aunque el sol brilla todo el día, técnicamente solo está a su máximo potencial al mediodía. Durante otros momentos del día, el sol está en un ángulo más bajo.

Volviendo a la conversación de antes sobre el voltaje y el amperaje, en cuanto la luz solar incide en la superficie de un panel solar, su voltaje total está listo, pero el número de fotones que excitan los electrones es bajo, por lo que el amperaje (corriente) es bajo.

A medida que el sol asciende e incide más directamente en el panel, o a pleno sol, el número de electrones excitados aumenta al máximo. Si observas la producción de energía solar durante el día, parece una curva de campana con las cifras más bajas al amanecer y al atardecer y un pico redondeado en el centro.

Para que sea más fácil entender cuánta energía solar puede producir un panel durante un día normal, la gente que estudia la energía solar ideó el concepto de horas pico de sol.

Observan toda la energía solar disponible en un lugar determinado de la Tierra durante un año y lo dividen entre 365 para obtener un promedio del número de horas que el sol tendría que estar en el punto más alto del cielo para producir toda esa cantidad de energía.

Digamos que vives en una zona con un promedio de 5 horas pico de sol al día. Tu sistema de energía solar de 6kW debería poder producir unos 30kWh de electricidad en un día promedio. Está claro que la mayoría de días no son promedio, por lo que es probable que la producción de tu sistema genere más o menos energía ciertos días, pero terminarían siendo unos 10,950kWh al año (365 multiplicado por 30kWh al día).

Utilizando el ejemplo de antes, una casa que necesite 12,000kWh al año puede reducir la cantidad de electricidad que toman de la red hasta solo 1,050kWh con el ejemplo anterior del sistema de 6kWh con 5 horas pico de sol al día. Esto supone un ahorro de $1,642.50 durante ese periodo gracias a la energía solar.

Cómo afecta tu estado al valor de la energía solar

Cada kWh de energía solar se crea de la misma manera, aunque, a menos que tengas medición neta, no todos se abonan igual en tu factura eléctrica.

La medición neta es una normativa que asegura que cada kWh de energía solar recibe créditos a precio de venta completa en tu factura. Si tus paneles solares producen más de la electricidad que consumes al mes, recibes un crédito que se aplica a la factura del mes siguiente.

Leer más sobre: ¿qué es la medición neta y cómo funciona?

La mayoría de estados tienen leyes de medición neta, pero algunos no. Sin créditos a precio de venta completo por la energía solar que producen tus paneles, pasarse a la energía solar no es tan rentable desde el punto de vista económico.

Échale un vistazo a nuestras guías solares estatales para conocer información sobre la medición neta, también puedes usar la calculadora de paneles solares en línea más precisa para recibir costos y ahorros estimados de instalar paneles solares en tu tejado.