- 109 -
ISSN: 1133-8482 Píxel-Bi . Re is a de Medios y Educación
PVLEARNING: HERRAMIENTA WEB PARA LA ENSEÑANZA DE LA
ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA
PVLEARNING: WEB TOOL FOR THE TEACHING OF
PHOTOVOLTAIC SOLAR ENERGY
D . Ra ael Peña Capilla1
[email p o ec ed]
M. Ca men C uz Gallo1
[email p o ec ed]
Ped o P. Ma ín Rod igo1
[email p o ec ed]
D . Pablo Díaz Villa 1
[email p o ec ed]
D a. Bea iz Aman e Ga cía2
[email p o ec ed]
(1) Uni e sidad de Alcalá. Escuela Poli écnica Supe io . Depa amen o de Teo ía de la
Señal y Comunicaciones, 28871, Alcalá de Hena es, Mad id (España)
(2) Uni e sidad Poli écnica de Ca aluña. Escuela Técnica Supe io de Ingenie ías Indus-
ial y Ae onáu ica de Te assa. Depa amen o de P oyec os de Ingenie ía, c/ Colom, 11,
08222 Te assa, Ba celona (España)
En es e abajo, se desc ibe la web www.p lea ning.com, desa ollada en la Uni e sidad de Alcalá pa a
la enseñanza de la ene gía sola o o ol aica. PVLEARNING asis e al alumno en la ealización de a eas
como la e aluación de la adiación sola disponible, la selección de los componen es del sis ema, la
con igu ación de és os y la es imación del endimien o global y la ene gía o al p oducida.
F en e a o os p og amas de simulación, la pla a o ma p esen a la no edad de es a en ocada al ap endizaje
de la ingenie ía de p oyec os, sin po ello pe de odo el igo y la uncionalidad necesa ios en es e ipo de
simulado es.
Palab as cla e: E-lea ning, Ene gía Sola , He amien a Web.
This wo k desc ibes he web www.p lea ning.com, which has been de eloped a he Uni e sidad de
Alcalá o pho o ol aic sola ene gy eaching. PVLEARNING assis s he s uden in asks such as he
e alua ion o he sola adia ion, he selec ion o he sys em componen s, he con igu a ion o he sola
gene a o and he es ima ion o he pe o mance a io, he inal yield and he o al ene gy p oduc ion.
In con as o o he simula ion p og ams, he pla o m has he no el y o being ocused on he lea ning o
p ojec enginee ing, wi hou losing he accu acy and unc ionali y which is equi ed in his kind o simula o .
Keywo ds: E-lea ning, Sola Enginee ing, Web Tool.
Nº 41 Julio 2012 - pp. 109-116
©2012 Píxel-Bi .
- 110 -
Peña, R. y o os Píxel-Bi . Re is a de Medios y Educación
1. In oducción.
Las he amien as so wa e son
comúnmen e empleadas como apoyo al
desa ollo de p oyec os de ingenie ía en muy
di e en es campos. En pa icula , en el á ea de
la ene gía sola o o ol aica, ecnología en
ue e expansión en odo el mundo a lo la go
de los úl imos años.
Así, exis en p og amas come ciales que
pe mi en dimensiona las ins alaciones sola es
y e alua su endimien o. Algunos de los
ejemplos más ep esen a i os son PVGIS,
PVSYS o Censol (Dunlop & Wald, 2006).
Dichos p og amas suelen es a en ocados
a la ase de diseño de la ins alación, en la que
ya se conocen con cie o de alle las
ca ac e ís icas básicas de és a: emplazamien o
de los componen es (paneles e in e so es,
undamen almen e), ca ac e ís icas
cons uc i as de dicho emplazamien o,
azado ap oximado del cableado de la
ins alación, e c. Además, las mencionadas
he amien as es án concebidas pa a se
u ilizadas po p oyec is as ya o mados, con
los conocimien os eó ico-p ác icos
adqui idos y con cie a expe iencia en el
sec o .
Como consecuencia de las ca ac e ís icas
an e io men e ci adas, los p og amas de
diseño de ins alaciones sola es suelen se
poco e icien es a la ho a de ealiza a eas
p opias de la ase de an ep oyec o. En dicha
ase, es undamen al ob ene un dimensionado
ap oximado de la ins alación en poco iempo
y con su icien e p ecisión. Todo ello, omando
como base el conocimien o limi ado de
algunos pa áme os de diseño, ya ci ados
an e io men e. Y eniendo en cuen a que, en
muchas ocasiones, es as a eas son lle adas
a cabos po ingenie os en o mación.
Po odo ello, el p esen e abajo p esen a
una nue a pla a o ma Web,
www.p lea ning.com, desa ollada como
al e na i a a las he amien as ya ci adas.
PVLEARNING es á en ocada al ap endizaje
de la ingenie ía de p oyec os sola es
o o ol aicos y pe mi e dimensiona
ins alaciones con odo el igo necesa io en la
ase de p oyec o.
En pa icula , la he amien a asis e al
ingenie o en la ealización de di e sas a eas
de diseño de sis emas o o ol aicos con
conexión a ed, en e las que cabe des aca
las siguien es:
· E aluación de la adiación sola disponible
en el emplazamien o seleccionado.
· Selección de los módulos o o ol aicos y
del in e so o in e so es.
· Con igu ación del campo sola ( ilas de
módulos en se ie y/pa alelo) y del in e so .
· Cálculo del endimien o de la ins alación:
es imación del endimien o global (o
pe o mance a io), de la p oduc i idad anual
(en ho as equi alen es de uncionamien o),
ene gía o al p oducida, e c.
La Web es á accesible median e con aseña
a a és de www.p lea ning.com. En es e
momen o, se es á empleando como
complemen o a la docencia en asigna u as de
g ado y pos g ado del Á ea de Ingenie ía
Indus ial de la Uni e sidad de Alcalá.
2. Mé odo
El p oyec o PVLEARNING se ha
desa ollado en sucesi as ases, las cuales se
desc iben a con inuación.
2.1 Elabo ación de un modelo eó ico pa a
la p oducción ene gé ica de ins alaciones
o o ol aicas con conexión a ed.
Se ha ealizado una búsqueda bibliog á ica
- 111 -
ISSN: 1133-8482 Píxel-Bi . Re is a de Medios y Educación
pa a de e mina qué modelos eó icos se han
u ilizado has a la echa como base de los
ac uales p og amas de simulación. En
pa icula , se han seleccionado los desc i os
en (Schmid, 1992; Lo enzo, 2002; Lo enzo,
2006; Caamaño & Egido, s. .; Alonso &
Chenlo, s. .).
Con es a base, se ha desa ollado un nue o
modelo con las ca ac e ís icas ya desc i as:
en ocado al ap endizaje de la ingenie ía de
p oyec os pe o man eniendo oda la
uncionalidad y p ecisión en su u ilización en
la ase de diseño de p oyec o.
Así, el modelo de cálculo empleado oma
como base undamen os eó icos que cumplen
un comp omiso en e sencillez y igu osidad.
Po ello, emplea pocos pa áme os que,
además, son de ácil ob ención e
in e p e ación.
PVLEARNING calcula la ene gía gene ada
po un sis ema o o ol aico median e la
siguien e exp esión:
Siendo:
P la po encia de pico del gene ado
o o ol aico,
Gae el alo de la i adiación anual e ec i a
en el plano de los módulos (en ho as de sol de
pico)
FP un ac o que engloba las pé didas del
sis ema. Pa a el cálculo de dicho ac o , se han
enido en cuen a las siguien es pé didas:
· Pé didas debidas al endimien o del
in e so
· Pé didas debidas a la p esencia de
suciedad en los módulos
· Pé didas debidas a la empe a u a
· Pé didas po somb eado
· Pé didas espec ales y angula es
· Pé didas po dispe sión de pa áme os
(misma ch)
· Pé didas po e ec o Joule en el cableado
de co ien e con inua y co ien e al e na
· O as pé didas, como la disminución del
endimien o de los componen es a baja
i adiancia o la no disponibilidad de és os en
pa adas po man enimien o o po a e ías.
El de alle de las ecuaciones u ilizadas pa a
cada una de los ac o es de pé didas queda
ue a del alcance de es e a ículo.
2.2 Desa ollo del p og ama uen e pa a
la simulación de sis emas o o ol aicos.
Ve i icación de los esul ados.
T as ob ene las exp esiones analí icas del
modelo, se ha ealizado la he amien a so wa e
que cons i uye el núcleo de cálculo de
PVLEARNING. Pa a ello, se ha u ilizado
Ma lab, lenguaje de p og amación muy
adecuado pa a es e ipo de simulaciones.
El p og ama se ha p obado
exhaus i amen e, ealizando múl iples
simulaciones de sis emas o o ol aicos. En
pa icula , se ha compa ado con PVSYST, la
he amien a más u ilizada en es e campo.
Se han ob enido di e encias en e los
esul ados ob enidos con PVLEARNING y los
de PVSYST meno es del 2 % en sis emas ijos
y meno es del 5 % en sis emas con
seguimien o. Es os alo es son muy no ables,
eniendo en cuen a la sencillez del modelo
desa ollado y la acilidad de uso de la
aplicación.
2.3 Desa ollo de la in e az g á ica pa a
la u ilización del so wa e en un en o no web.
T as ob ene el núcleo del p og ama y una
ez depu ado és e, se ha implemen ado la
in e az g á ica pa a su u ilización en Web
( éase Resul ados y Discusión). Dicha in e az
FPGPE ae AC ·⋅=
- 112 -
Peña, R. y o os Píxel-Bi . Re is a de Medios y Educación
ha sido ealizada con los lenguajes PHP y Ja a
Sc ip . Pa a las bases de da os empleadas po
la aplicación se ha u ilizado MySQL.
2.4 Pues a en ma cha de la pla a o ma
desa ollada. Aplicación a la mejo a de la
docencia en asigna u as del Á ea de
Ingenie ía Indus ial de la Uni e sidad de
Alcalá.
La he amien a so wa e ha sido u ilizada
en asigna u as de g ado y pos g ado del Á ea
de Ingenie ía Indus ial de la Uni e sidad de
Alcalá. Además, el p og ama se i á ambién
pa a la enseñanza de la ene gía sola en las
asigna u as a implan a en los u u os g ados
y mas e s, así como en posibles cu sos de
o mación impa idos a p o esionales en el
u u o.
3. Resul ados
Como se comen ó con an e io idad, una de
las ca ac e ís icas di e enciado as de la
aplicación es su en oque al ap endizaje de la
ingenie ía sola o o ol aica. Así, los usua ios
de PVLEARNING pueden accede , p e ia
au en icación, a dos pe iles o modalidades
di e en es en la pla a o ma ( éase Figu a 1).
3.1 Modalidad de au oe aluación.
Los usua ios que acceden al ipo de pe il 1
(Figu a 2), pueden emplea las he amien as
de simulación y análisis de la pla a o ma y
c ea un p oyec o con oda la uncionalidad
del sis ema (desc i a con pos e io idad). Sin
emba go, la solución pa a el p oblema
seleccionado po el usua io no es á disponible
has a que és e ha in oducido la suya p opia,
as habe la calculado po su cuen a. En ese
momen o, el sis ema p opo ciona la solución
co ec a y la compa a con la in oducida
p e iamen e. En el caso de que la compa ación
sea a o able (solución co ec a), el usua io
pasa a ene pe il 2, de diseño de p oyec o.
Figu a 1.Esquema de PVLEARNING, en el
que se mues an los dos pe iles disponibles
en la aplicación: pe il 1, el de los usua ios
a e alua , y pe il 2, el de los usua ios
p e iamen e e aluados o au o izados.
3.2 Modalidad de diseño de p oyec o.
Los usua ios que acceden con es e ipo de
pe il o bien ya han adqui ido los
conocimien os básicos, asis idos po la
he amien a en la modalidad de
au oe aluación, o es án au o izados
di ec amen e po los adminis ado es. Es a
úl ima opción pe mi e que ingenie os ya
o mados no engan que pasa po el il o del
pe il 1.
La Figu a 3 mues a la in e az p incipal en
és a modalidad, en la que el p og ama unciona
como un simulado «al uso». Dicha in e az
dispone de dos bases de da os, una pa a la
selección del emplazamien o de la ins alación
(p ime paso a la ho a de diseña un sis ema)
y o a pa a la selección de los p incipales
componen es (paneles sola es e in e so ).
Al elegi una de e minada ubicación, la

Pe il 1:
usua io a e alua
Au oe aluación
Diseño de p oyec o
Pe il 2:
usua io e aluado o
au o izado
PVLEARNING
- 113 -
ISSN: 1133-8482 Píxel-Bi . Re is a de Medios y Educación
Figu a 2. In e az g á ica de www.p lea ning.com, en su modalidad de au oe aluación.
Figu a 3. In e az g á ica de www.p lea ning.com, en su modalidad de diseño de p oyec o.

- 114 -
Peña, R. y o os Píxel-Bi . Re is a de Medios y Educación
in e az asigna los alo es co espondien es
pa a la i adiación disponible en ella, así como
a la la i ud del luga . El usua io ambién debe
elegi el ipo de ins alación ( ija, con
seguimien o en un eje o en dos ejes). En el
p ime caso, además hab á de in oduci la
o ien ación o azimu de los paneles y su
inclinación con espec o a la ho izon al. Todos
es os pa áme os son u ilizados po el modelo
desc i o an e io men e.
También es necesa io selecciona el g ado
de suciedad de los módulos, sin suciedad en
el caso de que es én limpios y g ado medio
pa a el caso de que engan el ni el de suciedad
ípico espe ado en ins alaciones sola es.
Po úl imo, el usua io puede modi ica los
ac o es de pé didas calculados po el
p og ama, o bien deja los alo es po de ec o
(opción ecomendada).
Una ez con igu ada la simulación, el
p og ama mues a los esul ados que apa ecen
en la Figu a 4, la ene gía anual p oducida po
el sis ema, la p oduc i idad inal, el
pe o mance a io (PR) y los alo es de
i adiación anual ca ac e ís icos del sis ema
(con y sin somb as).
Una de las p incipales u ilidades de
PVLEARNING es la de con igu ación del
campo sola (Figu a 5), que pe mi e calcula
de mane a au omá ica el núme o de módulos
en se ie y el núme o de ilas en pa alelo a
conec a a la en ada del in e so . T as
selecciona la po encia máxima a ins ala , elegi
los componen es y habili a la opción
Figu a 4. Da os de salida pa a la simulación de un sis ema o o ol aico en la
modalidad de diseño de p oyec o.
- 115 -
ISSN: 1133-8482 Píxel-Bi . Re is a de Medios y Educación
««con igu ación módulo/in e so », el
p og ama de uel e el núme o de paneles en
se ie y en pa alelo y los alo es de los
p incipales pa áme os eléc icos ( ensiones,
co ien es y po encia) en unción de la
empe a u a. De es a mane a, el usua io puede
decidi man ene la con igu ación calculada
po de ec o o cambia la, pa a ajus a de mane a
manual las ci adas a iables eléc icas. De es e
modo, se ga an iza que las especi icaciones
del in e so (en pa icula , los alo es máximos
absolu os) se cumplen pa a cualquie
empe a u a de ope ación del sis ema.
4. Discusión.
En es e abajo, se p esen a la he amien a
Web www.p lea ning.com, desa ollada en la
Uni e sidad de Alcalá pa a el diseño de
sis emas de ene gía sola o o ol aica con
conexión a ed.
PVLEARNING asis e al ingenie o en la
ealización de a eas como la e aluación de la
adiación sola disponible en el emplazamien o
seleccionado, la selección de los
componen es, la con igu ación del campo
sola y del in e so y la es imación del
endimien o global, la p oduc i idad anual o
la ene gía o al p oducida.
Figu a 5. Da os de salida pa a la con igu ación del campo sola en un
sis ema o o ol aico.
- 116 -
Peña, R. y o os Píxel-Bi . Re is a de Medios y Educación
F en e a o os p og amas de simulación de
sis emas sola es, la pla a o ma p esen a la
no edad de es a en ocada al ap endizaje de
la ingenie ía de p oyec os, sin po ello pe de
odo el igo y la uncionalidad necesa ios en
es e ipo de simulado es.
El p og ama se ha p obado
exhaus i amen e, ealizando múl iples
simulaciones de sis emas o o ol aicos. En
pa icula , se ha compa ado con PVSYST, la
he amien a más u ilizada en el ámbi o
o o ol aico.
Se han ob enido di e encias en e los
esul ados ob enidos con PVLEARNING y los
de PVSYST meno es del 2 % en sis emas ijos
y meno es del 5 % en sis emas con
seguimien o. Es os alo es son muy no ables,
eniendo en cuen a la sencillez del modelo
desa ollado y la acilidad de uso de la
aplicación.
5. Fuen es de inanciación.
Es e abajo ha sido pa cialmen e inanciado
po los p oyec os con e e encias UAH/EV321
y UAH/EV374 del Ins i u o de Ciencias de la
Educación de la Uni e sidad de Alcalá.
6. Re e encias bibliog á icas.
Alonso, M. & Chenlo, F. (s. .). Es imacioìn
de la ene giìa gene ada po un sis ema
o o ol aico conec ado a ed. Recupe ado de
h p://www.ene gias eno ables.ciema .es/
adjun os_documen os /Alonso-chenlo.pd .
CaamanÞo, E. & Egido, M.A. (s. .). Edi icios
Fo o ol aicos conec ados a la ed eleìc ica:
Ca ac e iìs icas y Posibilidades
Ene geì icas. Recupe ado de h p://www.ies-
de .upm.es/ESF_ a qui ec os/ Mas e
CEDINT6.pd .
Dunlop, E. & Wald, L. (2006). Sola Ene gy
Resou ce Managemen o Elec ici y
Gene a ion om Local o Global Scale. New
Yo k: No a Science Publishe s.
Lo enzo, E. (2006). Radiacioìn Sola y
Disposi i os Fo o ol aicos. Volumen II.
Se illa: Edi o ial P ogensa.
_____ (2002). La Ene gía que P oducen los
Sis emas Fo o ol aicos Conec ados a la Red.
E a Sola , 107, 22-28.
Schmid, J. (1992). PV in Buildings. Ac as del
XI Cong eso eu opeo de Ene giìa Sola
o o ol aica. 1659-1663.
Fecha de ecepción: 2011-06-24
Fecha de e aluación: 2011-07-03
Fecha de acep ación: 2011-09-05
Fecha de publicación: 2012-07-01