4 PROPUESTA DE UNA APLICACIN PRCTICA.

A partir de una instalacin solar fotovoltaica aislada, vamos a exponer los criterios de clculo a tener en cuenta en este tipo de instalaciones generadoras, basndonos en estos datos:

10 paneles de Up: 17V - Ip: 65A - Isc: 72A; convertidor de 12V cc/230V ca 2000 W - 92%.

Potencia mxima de carga a 230 V ca: 2300W, cos 087, Fs 0'8.

Las longitudes y cadas de tensin que en principio tomamos de cada tramo aparecen en el croquis.

Tipo de canalizaciones:

l1, enterrada en conductos, a 05 m, agrupados y en contacto, t C ambiente (theta) 25 C. l2, l3, y l4, bajo tubo en montaje superficial, temperatura ambiente (theta) 40 C.

Tipo de conductores: todos de cobre, flexible, unipolar: l1: XZ-K(AS) 1'8KV - 90C.

Para, l2, l3, l4: HO7Z1K(AS), 450/750 V - 70 C. (Podemos utilizar tambin el aluminio, por el tema del robo !!)

5 - PROCESO DE CLCULO.

, de paso o de clculo, para cada tramo. 5.1 - Clculo de las intensidades de servicio

Para el clculo del tramo de cableado desde los paneles hasta el regulador, l1, utilizaremos la intensidad de cortocircuito de todas las ramas de paneles; algunos aconsejan mayorar un 25% ms, para futuras ampliaciones; si no lo deseamos, no se incluir este mayorando o sobredimensionado (x125).

(Segn PCT-A-REV-02 2009, es obligado, por lo que si nuestra instalacin debe acogerse a esas condiciones, debemos incluirlo)

AramasNsc 72102'71 (Nosotros, NO sobredimensionamos)

Para conocer la intensidad del tramo del regulador a la batera, l2, haremos servir la mxima que

pueden proporcionar los paneles, que ser la de pico, por el nmero de ramas, y por el rendimiento del regulador, si se conoce, 09 en su defecto. Se puede mayorar por 125 pensando en futuras ampliaciones, o si no lo deseamos, no se incluir este mayorando o sobredimensionado, slo se aconseja.

AramasN REGp 5'589'0105'62 (Nosotros, NO sobredimensionamos)

REG

DGMP

l1 15 m

l4 15 m

l2 15 m

l3 15 m

U 15% (e)

e = 05%

e = 05%

e = 025% e = 025%

Instalacin interior

U 3% (e)

17V

12V

230V

La intensidad del tramo desde la batera hasta la entrada del inversor, l3, debe ser la mxima que

absorba toda la carga prevista en el lado de alterna, teniendo en cuenta el rendimiento del inversor empleado.

AUP

ccca 33'20812

92'0

23003

La intensidad del tramo l4, del convertidor hasta el cuadro general de protecciones, ser la potencia mxima que absorba toda la carga prevista en alterna, valorando el cos .

AU

P

ca

ca 49'1187'0230

2300

cos4

5.2 - Establecer el valor de la conductividad (gamma), segn el tipo de canalizacin, conductor utilizado, la temperatura ambiente (theta) y la mxima que soporta el conductor.

La temperatura ambiente de referencia de las tablas de intensidades mximas admisibles es:

conductores aislados y cables al aire, cualquiera que sea su modo de instalacin: 40 C ( 52 Sm/mm2)

cables enterrados directamente o enterrados en conductos: 25 C ( 5491 Sm/mm2).

Cuando la temperatura ambiente en la ubicacin de los conductores vare de la de referencia, se deben

aplicar factores de correccin, o para el clculo de la seccin aplicar la frmula:

2/)]20(00392,01[01786,0

1mmmSen

En la tabla 6 se indican los factores de correccin, F, de la intensidad admisible para temperaturas del

terreno t, distintas de 25C, (que no es el caso) en funcin de la temperatura mxima de servicio s, para

sistemas enterrados; sin embargo, cuando no supere ( 5491) no har falta.

Temperatura de servicio s (C)

Temperatura del terreno, t, en C

10 15 20 25 30 35 40 45 50

90 111 107 104 1 096 092 088 083 078

70 115 111 105 1 094 088 082 075 067

Tabla 6. Factor de correccin F, para temperatura del terreno distinto de 25 C

El factor de correccin para otras temperaturas del terreno, distintas de las de la tabla, ser:

REFERENCIA

ZZ-F(AS) XLPE XZ-K

, eligiendo (de momento) el valor de seccin 5.3 - Calcular la seccin de cada tramonormalizada igual o superior a la calculada. Las frmulas son para corriente continua, monofsica, o trifsica.

2cos2 mmU

Scc

2cos3 mmU

Sca

Para corriente continua (cos =1) o alterna monofsica Para corriente alterna trifsica

El cable que utilizaremos en nuestro ejemplo es XZ-K(AS) 90 C, para los tramos 1. Para el tramo 2, 3, 4,

ser H07Z1K(AS), que soporta 70 C, pero hay muchos ms en el mercado.

La conductividad (gamma) para el tramo 1, enterrado bajo conducto, es 5491 Sm/mm2.

Para los tramos 2, 3, y 4, bajo tubo, la de referencia a 40 C, 52 Sm/mm2.

5.3.1 Tramo de paneles al regulador, S1.

2

%5'025

111 78'462

085'091'54

172152cos2mm

x

xxx

US

Es una barbaridad! exigiendo un cable normalizado de 500 mm

2. Podemos adoptar dos soluciones:

Asumir mayor cada de tensin, o dividir la carga en dos o tres partes.

Asumiendo una cada de tensin, U del 2 % (034 V) obtendramos un cable de 11569 120 mm2, que

soporta sin factores de correccin 380A (RBT, tabla 5), en terna de cables unipolares.

Como nosotros tendremos slo 2 cables, hay que multiplicar por 1225 45937A.

Si partimos el cableado en dos (5 paneles por rama, y 36A cada rama): 23139 mm2 240 mm

2, que

soporta sin correcciones 540A, por 1225= 6615A, que an me parece una barbaridad.

Ahora probemos con 034 V de U, y dos ramas, consiguiendo 5784 mm2 70 mm

2 33075A.

Todo esto nos lleva a varias conclusiones: Es muy difcil conseguir la cada de tensin mxima propuesta por el REBT. Podemos partir la carga en

varios tramos y conseguir menores secciones. Vemos que casi siempre obtenemos en el lado de corriente continua, secciones que soportan con creces

la intensidad mxima que circula por l. Aumentar el valor de la tensin en continua sera bueno, si se puede. Y algo importante: Qu regulador admite conectar esas secciones? En nuestro caso el regulador

debiera ser igual o mayor de 72A por el mayorando 125, dando 90A. Propongo aumentar an ms la cada de tensin, hasta el 35% (0595 V !!) que como veis es

ridcula, y partir la instalacin en dos, obteniendo una seccin final de 3305 35 mm2 22662A.

El regulador de cada tramo sera de: R l1/2125 72/2x125 45A.

La intensidad que manejar el regulador, en la salida a batera, ser la de pico por el n de ramas de

paneles: l2/2 = 585/2 = 2925A.

5.3.2 Tramo 2, de reguladores hasta batera, S2; asumimos una cada de tensin U 15%.

Ammmmx

xx

US 531037'9

18'052

2/5'585'122/2 22

%5'140

222

5.3.3 Tramo 3, de batera al convertidor, S3; asumimos una cada de tensin U 15%.

Ammmmx

xx

US 1857077'66

18'052

33'2085'122 22

%5'140

33

3

5.3.4 Tramo 4, de convertidor monofsico al DGMP, S4; asumimos una cada de tensin U 15%.

Ammmmx

xx

US 5'235'292'1

45'352

49'111522 22

%5'140

444

(6 mm

2 ITC-BT-15)

En la pgina 2, se hace referencia a la analoga de este tramo con la derivacin individual DI, y que la

ITC-BT-15 nos obliga a instalar cables de seccin mnima de 6 mm2. Por eso adoptamos para este tramo 6

mm2, que soporta 32A. Tambin si fuera enterrada, la mnima seccin sera 6 mm

2.

Tengamos en cuenta que se trata de la salida general hacia la vivienda. 5.3.5 Seccin de los conductores de proteccin. Se aplicar lo indicado en la Norma UNE 20.460-5-54, ap. 543. Cuando estos sean del mismo metal de

los de fase o polares, y en funcin de la seccin de los de fase o polares, se aplicar la tabla:

Seccin de conductores de fase

de la instalacin S (mm2)

Seccin mnima de los conductores de proteccin Sp (mm

2)

S 16 Sp = S

16 < S 35 Sp = 16

S > 35 Sp = S/2

En todos los casos los conductores de proteccin que no forman parte de la canalizacin de alimentacin

sern de cobre con una seccin, al menos de:

2'5 mm2, si los conductores de proteccin disponen de una proteccin mecnica.

4 mm2, si los conductores de proteccin no disponen de una proteccin mecnica.

Cuando el conductor de proteccin sea comn a varios circuitos, la seccin de ese conductor debe

dimensionarse en funcin de la mayor seccin de los conductores de fase, o polares. Ningn aparato deber ser intercalado en el conductor de proteccin, aunque para los ensayos podrn

utilizarse conexiones desmontables mediante tiles adecuados. Las masas de los equipos a unir con los conductores de proteccin no deben ser conectadas en serie

en un circuito de proteccin, con excepcin de las envolventes montadas en fbrica o canalizaciones prefabricadas mencionadas anteriormente.

Por tanto la salida general tendra un cable de proteccin de 6 mm2.

5.3.6 Identificacin de los conductores. Segn la ITC-BT 18, "los conductores .. deben ser fcilmente identificables, especialmente...el

conductor neutro .. y el de proteccin; el neutro debe ser azul claro y el de proteccin con verde-amarillo.

Para los conductores de fase, en corriente alterna, se utilizar el negro, marrn y gris. En cuanto a los cables de corriente continua, el positivo ser rojo y el negativo negro; cuando esto no

sea posible, se identificar con una etiqueta indeleble con el texto o signo, o con cinta del color adecuado.