El TFG de Ingeniería de la Energía —y muchos de los de Eléctrica, Mecánica o Industrial con orientación renovable— acaba pasando por el mismo punto: dimensionar una instalación fotovoltaica y estimar cuánta energía va a producir. Y ahí es donde muchos estudiantes cometen el error que más caro sale en la defensa: inventarse la irradiación o copiarla de un trabajo antiguo, cuando existe una herramienta oficial de la Comisión Europea que da ese dato para cualquier tejado de España en dos minutos. Se llama PVGIS, y esta guía explica cómo usarla bien y cómo montar alrededor de ella un TFG defendible.

Qué se investiga realmente en un TFG fotovoltaico

No basta con «diseñar una instalación». Un TFG necesita una pregunta con respuesta contrastable. Las más habituales y viables:

• Dimensionado y producción de una instalación de autoconsumo para un edificio concreto: cuánta potencia cabe, cuánta energía produce al año y qué fracción de la demanda cubre.
• Comparación de configuraciones: distintas inclinaciones, orientaciones o tecnologías de módulo sobre el mismo emplazamiento.
• Análisis de autoconsumo: cruce entre la curva de producción y la curva de demanda para calcular la energía autoconsumida y la vertida a red.
• Estudio de viabilidad: producción estimada como entrada de un análisis económico (periodo de retorno, valor actual neto).

Todas comparten un dato de partida crítico: la energía que el sol entrega en ese tejado concreto. Ese dato no se estima a ojo.

PVGIS: la fuente oficial de irradiación

PVGIS (Photovoltaic Geographical Information System) es la herramienta del Centro Común de Investigación (JRC) de la Comisión Europea para estimar la producción de sistemas solares fotovoltaicos a partir de bases de datos de radiación solar por satélite. Es de acceso libre y cubre Europa, África y buena parte del mundo. Le indicas la ubicación, la potencia pico instalada, la tecnología del módulo, las pérdidas del sistema, la inclinación y el azimut, y te devuelve la producción estimada mensual y anual.

Sus modos más útiles para un TFG:

• «Grid connected»: producción de una instalación conectada a red, el caso más común de autoconsumo.
• «Off-grid»: sistemas aislados con batería, donde entran la capacidad de acumulación y el consumo diario.
• Datos horarios y TMY: series horarias y un «año meteorológico típico» descargables en CSV o JSON, imprescindibles si vas a cruzar producción con una curva de demanda horaria.

La clave metodológica: PVGIS ofrece varias bases de datos de radiación y una opción de considerar sombras del terreno. En tu memoria debes declarar qué base de datos usaste, qué versión de la herramienta y qué parámetros introdujiste. Un resultado de PVGIS sin esos datos no es reproducible.

Paso a paso del dimensionado

1. Define la demanda. Consumo anual y, si puedes, curva horaria del edificio. Sin demanda, «cubrir el consumo» no significa nada.
2. Delimita la superficie disponible. Área de cubierta útil, orientación real del faldón, obstáculos. Esto acota la potencia máxima instalable.
3. Fija los parámetros del sistema. Potencia pico, tecnología de módulo, pérdidas (cableado, temperatura, inversor, suciedad). Las pérdidas típicas rondan valores que debes justificar, no copiar.
4. Optimiza inclinación y orientación. PVGIS puede calcular el ángulo óptimo; compáralo con el ángulo real de la cubierta y cuantifica la pérdida por no estar en el óptimo.
5. Obtén la producción. Mensual y anual, y descárgala en CSV para tus tablas.
6. Cruza con la demanda. Si tienes curvas horarias, calcula autoconsumo, excedentes y cobertura. Aquí está el valor real del trabajo.

Este flujo es una campaña de simulación, y merece describirse con el mismo rigor con el que se describe una campaña de medidas experimental: parámetros, herramienta, versión y supuestos. La lógica de «medir, simular y documentar» está bien planteada en el TFG de Telecomunicaciones, y se transfiere tal cual a la energía.

Un ejemplo de por qué la orientación importa tanto: sobre un mismo tejado de Madrid, una instalación orientada al sur con la inclinación óptima puede producir del orden de un 15-20 % más de energía anual que la misma instalación mirando al este o al oeste, y el reparto entre estaciones cambia por completo. Si tu edificio consume sobre todo en verano —por ejemplo, por refrigeración— una orientación ligeramente desviada del sur que aplane el pico estival puede ajustarse mejor a la demanda que el óptimo teórico, aunque produzca algo menos en total. Ese tipo de matiz, que solo aparece cuando cruzas producción y consumo hora a hora, es exactamente lo que distingue un TFG que «pone paneles» de uno que dimensiona con criterio. PVGIS te da los dos lados de la ecuación: la producción según orientación, y las series horarias para cruzarla con tu curva de demanda.

Conviene también un análisis de sensibilidad. En lugar de dar una única cifra de producción, presenta cómo cambia el resultado al variar los parámetros con más incertidumbre: las pérdidas del sistema, la inclinación real frente a la óptima, o la base de datos de radiación elegida. Un TFG que muestra que su conclusión se mantiene dentro de un rango razonable de supuestos es mucho más robusto que uno que apuesta todo a un número exacto, y ese ejercicio se hace sin salir de PVGIS, repitiendo la simulación con distintos valores y tabulando los resultados.

Marco normativo: lo que no puedes ignorar

Un TFG de autoconsumo que no menciona el marco regulatorio español está incompleto. Sin entrar a interpretar la norma —eso es trabajo jurídico, no de ingeniería—, tu memoria debe situar la instalación en el régimen de autoconsumo vigente: modalidades con y sin excedentes, compensación de excedentes, y los trámites de legalización que condicionan la viabilidad. Cita la normativa por su referencia oficial y su versión consolidada, y deja claro que describes el marco, no lo interpretas.

Estructura recomendada

1. Introducción: el edificio o caso, su consumo y por qué el autoconsumo tiene sentido ahí.
2. Marco: tecnología fotovoltaica relevante y régimen normativo de autoconsumo.
3. Metodología: datos de partida, herramienta (PVGIS con versión y base de datos), parámetros y supuestos, procedimiento de cruce con la demanda.
4. Resultados: producción mensual y anual, cobertura, autoconsumo y excedentes, análisis de sensibilidad a inclinación u orientación.
5. Viabilidad y conclusiones: lectura económica si procede, limitaciones y líneas futuras.

Errores que se repiten

• Irradiación inventada o heredada. Usa PVGIS y declara base de datos y versión; una cifra sin fuente hunde la credibilidad del trabajo.
• Producción sin demanda. Estimar kWh producidos sin conocer el consumo impide hablar de cobertura o autoconsumo, que es lo que interesa.
• Pérdidas sin justificar. Poner «14 %» porque lo puso otro TFG. Desglosa y razona tus pérdidas.
• Confundir potencia y energía. kWp es potencia instalada; kWh es energía producida. Mezclarlas en la defensa es letal.
• Análisis económico con precios inventados. Si haces viabilidad, ancla los precios a una fuente y una fecha, y trátalos como supuestos.
• Ignorar las sombras. Un tejado real tiene chimeneas y edificios vecinos; al menos discútelo, aunque la modelización detallada exceda el TFG.

Del CSV de PVGIS al capítulo escrito

Descargar la producción de PVGIS es cuestión de minutos. Lo que consume el tiempo es redactar una metodología que cualquiera pueda reproducir y unos resultados que conecten producción, demanda y viabilidad sin perderse en tablas.

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Preguntas frecuentes

¿PVGIS es gratuito y fiable para un TFG?

Sí: es una herramienta oficial de la Comisión Europea, de acceso libre, basada en datos de radiación por satélite y ampliamente citada en la literatura técnica. Es una fuente perfectamente defendible siempre que declares versión, base de datos y parámetros.

¿Necesito software de pago para dimensionar?

No para un TFG. PVGIS cubre la estimación de producción; el cruce con la demanda y el análisis económico se hacen con una hoja de cálculo. Herramientas comerciales aportan detalle, pero no son imprescindibles para un trabajo de grado bien acotado.

¿Qué inclinación y orientación pongo?

Las reales de la cubierta si estudias un caso concreto; el óptimo que calcula PVGIS si tu pregunta es teórica. Lo interesante suele ser cuantificar la pérdida por desviarse del óptimo en un tejado real.

¿Puedo hacer el TFG solo con simulación, sin instalación real?

Sí, y es lo habitual: la mayoría de los TFG fotovoltaicos son estudios de dimensionado y viabilidad sobre un caso, no montajes físicos. Lo que exige el tribunal es rigor en los datos de partida y en los supuestos.

¿Cómo cito los datos de PVGIS?

Como una herramienta y una base de datos: nombre de la herramienta, versión, base de datos de radiación seleccionada y fecha de consulta. Trátalo como un conjunto de datos, no como una web genérica.

¿Sirve PVGIS para instalaciones aisladas con baterías?

Sí: tiene un modo específico para sistemas aislados donde entran la capacidad de la batería, el consumo diario y el límite de descarga. Es la opción para TFG sobre electrificación rural o refugios sin conexión a red.