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SFVCR en vivienda unifamiliar en Cobisa( Toledo)
Poner foto, dibujo, etc.
Autores: Carlos Hernández IglesiasÁlvaro S. Villatoro
Fecha: 12/12/2008
Poner foto, dibujo, etc.
Datos de las superficies disponibles:
� Superficie disponible :CUBIERTA SURESTE, 33 m 2
� Orientación: Sureste(-23º)
� Inclinación: 20º
SFVCR en vivienda unifamiliar en Cobisa
� Inclinación: 20º
� Estudio previo de sombras para situar los módulos:
Los módulos van sobre la cubierta, luego solo hay q ue tener
en cuenta los edificios colindantes, como se verá m as adelante
hay perdidas de 6 %
� Características de la superficie: Es una cubierta de teja árabe
perfectamente accesible ya que se encuentra a 2,8 m del suelo
Datos de las superficies disponibles:
� Superficie disponible: Cubierta Oeste, 40 m 2
� Orientación: oeste ( 67º)
� Inclinación: 20º
SFVCR en vivienda unifamiliar en Cobisa
� Inclinación: 20º
� Estudio previo de sombras para situar los módulos:
Los módulos van sobre la cubierta, luego solo hay q ue tener
en cuenta los edificios colindantes, como se verá m as adelante
hay perdidas de 8.6 %
� Características de la superficie: Es una cubierta de teja árabe
perfectamente accesible ya que se encuentra a 2,8 m del suelo
Datos del punto de conexión:
� Compañía eléctrica: IBERDROLA
� Ubicación: En cuadro eléctrico empotrado en el cerramiento perimetral
� Distancia al campo fotovoltaico: 30 metros
� Monofásico o trifásico. Monofásico
SFVCR en vivienda unifamiliar en Cobisa
Datos económicos iniciales:
� Se trata de una instalación autopromovida y el promotor dispone de los recursos necesarios para abordarla
� No existe subvenciones a nivel de comunidad autónoma, ni provincial , ni municipal
Determinación de la potencia del campo fotovoltaico
La determinación de l apotencia del campo viene det erminada por la superficie disponible , ya que como vamos a ver a mas adelante las pérdidas por
sombras e inclinación determinan que solo una de la s cubiertas es apta (sin hacer modificaciones que alteren la estética de la vivienda)
A CONTINUACION APARECEN DISTINTAS OPCIONES DE CONFI GURACION CON DISTINTOS MODELOS DE PLACAS , PARA VER LOS POSI BLES ENCAJES
EN LAS SUPERFICIES DE LAS 2 CUBIERTAS EN FUNCION DE SU DISTRIBUCION GEOMETRICA, PERDIDAS Y POTENCIA
SFVCR en vivienda unifamiliar en Cobisa
Nº módulos: 24Potencia pico: 215Nº módulos serie: 8Nº módulos paralelo: 3Potencia total pico: 5160Perdidas cubierta inclinación: cubierta oeste: 17,8%Perdidas por sombras cubierta oeste: 8.6 %Perdidas por sombras cubierta sur:6%Perdidas cubierta inclinación: cubierta oeste: 4%
SFVCR en vivienda unifamiliar en Cobisa
POTENCIA CAMPO OESTE : 1720 wPOTENCIA CAMPO SUR: 3440 ·w
Nº módulos: 21Potencia pico: 300Nº módulos serie: 7Nº módulos paralelo: 3Potencia total pico : 6300Perdidas cubierta inclinación: cubierta oeste: 17,8%Perdidas por sombras cubierta oeste: 8.6 %Perdidas por sombras cubierta sur:6%Perdidas cubierta inclinación: cubierta oeste: 4%
Plano de cubiertas con SUNPOWER 300
SFVCR en vivienda unifamiliar en Cobisa
POTENCIA CAMPO OESTE : 2100 wPOTENCIA CAMPO SUR: 4200·w
Nº módulos: 14Potencia pico: 300Nº módulos serie:7Nº módulos paralelo:2Potencia total pico:4200Perdidas por sombras cubierta sur:6%Perdidas cubierta inclinación: cubierta sur: 4%
Plano de cubiertas con SUNPOWER 300
SFVCR en vivienda unifamiliar en Cobisa
POTENCIA CAMPO SUR: 4200·w
Nº módulos: 18Potencia pico: 300Nº módulos serie:9Nº módulos paralelo:2Potencia total pico:5400Perdidas por sombras cubierta sur:6%Perdidas cubierta inclinación: cubierta sur: 4%
Plano de cubiertas con SUNPOWER 300
SFVCR en vivienda unifamiliar en Cobisa
POTENCIA CAMPO SUR: 5400 w
Nº módulos: 16Potencia pico: 315Nº módulos serie:8Nº módulos paralelo:2Potencia total pico:5040Perdidas por sombras cubierta sur:6%Perdidas cubierta inclinación: cubierta sur: 4%
Plano de cubiertas con SUNPOWER 300
SFVCR en vivienda unifamiliar en Cobisa
POTENCIA CAMPO SUR: 5040 w
Nº módulos: 18Potencia pico: 300Nº módulos serie:9Nº módulos paralelo:2Potencia total pico:5400Perdidas por sombras cubierta sur:6%Perdidas cubierta inclinación: cubierta sur: 4%
Plano de cubiertas con SUNPOWER 300
SFVCR en vivienda unifamiliar en Cobisa
POTENCIA CAMPO SUR: 5400 w
Pérdidas por sombreado
SFVCR en vivienda unifamiliar en Cobisa
-3h
-2h
-1h0h
1h
2h
3h
B1
C1
D1
60
80Elevación (º)
B2
C2
D2
C4
D4
C6
D6C3
C5
D5
D3
-7h
-6h
-5h
-4h 4h
5h
6h
A1
0 30 60 90 120-30-60-90-120
Azimut (º)
0
20
40
7h
A2A4
B4
A6
A8
A10
B6
B8
B10
B12
C6
C8
C10
C12
D8
D10
D12
D14A9
A7
A5A3
B9
B7
B5
B3
B11
C5
C7
C9
C11D13
D11
D9
D7
Pérdidas= 6 %
Pérdidas por orientación e inclinación
SFVCR en vivienda unifamiliar en Cobisa
Procedimiento alternativo (CTE)
[ ]25-2opt
4 α.103,5+)β-β(.101,2100=(%)Pérdidas - 90º<β<15º
α y β en grados
[ ] %96.323.103,5+)33.26-20(.101,2100= 2-524- =
[ ] %82.1767.103,5+)33.26-20(.101,2100= 2-524- =
Sureste
Oeste
Pérdidas por orientación e inclinación (CTE)
SFVCR en vivienda unifamiliar en Cobisa
100%95% - 100%90% - 95%80% - 90%70% - 80%
N
W E
105°
120° -120°
135° -135°
150° -150° 165° -165°
-105°
10°60% - 70%50% - 60%40% - 50%30% - 40%< 30%
-45°
S
75° -75°
60° -60°
30° -30° 15° -15°
10°
30°
50°
70°
90°
Ángulo de Azimut- +
Ángulo deinclinación
Estudio de sombras y pérdidas por
inclinación/orientación
Una vez hecho el estudio de sombras y viendo que e n la cubierta oeste
se producen una pérdidas del 8,6% se decide condi cionar este campo
a la perdidas por inclinación y al ser muy elevadas (18 %) se
desestimará .
SFVCR en vivienda unifamiliar en Cobisa
PERDIDAS SOMBRAS
PERDIDAS POR ORIENTACIÓN/ INCLINACIÓN
TOTAL PERDIDAS
CUBIERTA SURESTE 6 % 4 % 9,76 %
CUBIERTA OESTE 8,6 % 17.8 % 24,9 %
Justificación del módulo fotovoltaico seleccionado
A LA VISTA DE LA PERDIDAS QUE TIENE LA CUBIERTA OES TE SE DESESTIMA Y SOLO SE ACOMETERÁ LA CUBIERTA SUR Y DEB IDO, EN ESTE CASO A LA RESTRICCION DE LA SUPERFICIE SE OPTA POR UN
MODULO DE ALTA EFICIENCIA QUE PERMITA DAR LA MAXIMA POTENCIA LA SUPERFICIE DISPONIBLE Y SE OPTA POR EL
SUNPOWER 300
Módulo fotovoltaico
SFVCR en vivienda unifamiliar en Cobisa
Fabricante SUNPOWER
Modelo 300
Tecnología de la célula MONOCRISTALINO
Potencia pico (CEM) 300
Tolerancia de la potencia +- 3 %
Tensión a circuito abierto (CEM) 64 V
Intensidad de cortocircuito (CEM) 5.87 A
Tensión en el punto de máxima potencia (CEM) 54.7 V
Intensidad en el punto de máxima potencia (CEM) 5.49 AIntensidad en el punto de máxima potencia (CEM) 5.49 A
Tensión de aislamiento 1000
Tipo de aislamiento Clase II
Variación de la tensión con la temperatura -176.6 mV /K
Variación de la intensidad con la temperatura 3.5mA/ K
Variación de la potencia con la temperatura -0.38%
Dimensiones 1559x1046x46
Peso 24
Índice de protección (IP) IP65
Garantía de potencia (por ejemplo, a los 10 y 25 añ os) 90/80
SFVCR en vivienda unifamiliar en Cobisa
Módulo fotovoltaico
Sistema de fijación de paneles a tejado
SFVCR en vivienda unifamiliar en Cobisa
Determinación de la potencia del inversor(es)
SFVCR en vivienda unifamiliar en Cobisa
En función de la potencia pico de campo fotovoltaic o y de la corriente de cortocircuito máxima de las Agrupaciones en serie p aralelo que la disposición geométrica del tejado no se permite hacer
Analizados 2 modelos de marcas de reconocida fiabil idad y eficiencia como son SMA Y SOLARMAX y viendo que estamos dentro de ran go de voltaje máximo
Fabricante SMA SOLARMAX
Modelo SB 4200TL HC Multi-string Solarmax 4200
Número de inversores 1 1
Potencia nominal del inversor (es) 4000 3800
Potencia máxima del inversor (es) 4200 4180Potencia del campo fotovoltaico asociado al inversor 4410 5000
Tensión y frecuencia nominal (ac) 240 V / 50 Hz 230 v/ 50Hz
Conexión monofásica o trifásica monofásica monofásica
Índice de protección (IP) IP 65 IP54
Tensión máxima dc 750 600
Tensión máxima dc en el rango de PMP 125-600 100-550125-600 100-550
Tensión mínima dc de arranque o conexión 125 100
Tensión mínima dc en el rango de PMP 125 100
Rendimiento máximo 96 97
Protección de tensión (ajustes) SI SI
Protección de frecuencia (ajustes) SI SI
Protección contra funcionamiento en isla SI SI
Protección contra sobreintensidades SI SI
Otras protecciones del inversor
Distorsión armónica
Factor de potencia 1 1
Compatibilidad electromagnética
Garantía 5 5
SFVCR en vivienda unifamiliar en Cobisa
Inversor
Tensiones máximas y mínimas de un módulo fotovoltaico
Configuración del campo fotovoltaico
25)(θ.∆U+(CEM)U=U MÍNcOCMAXOC
25)(θ.∆U+(CEM)U=U MÍNcPMPMAXPMP
SFVCR en vivienda unifamiliar en Cobisa
= 64+ (- 0.1766.(0-25))= 68.41 V
= 54.7+ (- 0.1766.(0-25))= 59.11 V
25)(θ.∆U+(CEM)U=U MÁXcPMPMÍNPMP
25)(θ.∆U+(CEM)U=U MÁXcOCMÍNOC
= 54.7+ (- 0.1766.(70-25))=46.75 V
= 64+ (- 0.1766.(70-25))=56.05 V
Potencia pico del generador fotovoltaico definitiva (dada por el inversor seleccionado)
Número de módulos totales
SFVCR en vivienda unifamiliar en Cobisa
P0 (Wp) ≤ PFV MÁX INVERSOR(Wp) =4200
PMP
0T P
P=N
Número de módulos en paralelo
MÓDULOSCPOR LADO DCMÁX INVERS×IN>I
=4200/300=14
22/5.87= 3.74 ≥ NP
Determinación del número de módulos en serie: NS
MAXOC
INVMÁXDCS U
U<N
MAXPMP
INVMÁXPMPS U
U<N
SFVCR en vivienda unifamiliar en Cobisa
6,121,59750 =
96,1041,68750 =
MÁXOC
SISTEMA MÁXS U
U<N
MÍNPMP
INVMÍNPMPS U
U>N
MÍNOC
INVMÍNDCS U
U>N 23,205,56
125 = 67,275,46125 =
61,1441,681000 =
Campo fotovoltaico
SFVCR en vivienda unifamiliar en Cobisa
Ubicación (adjuntar plano)
En su caso: modo de integración en el edificio Sujeción por rastreles
Orientación 23º sureste
Inclinación respecto a la horizontal 20
Sistema soporte Sujeción por rastreles
Potencia pico 4200
Área ocupada 31 m2
Tensión de circuito abierto 448
Tensión en el punto de máxima potencia 382.9
Intensidad en el punto de máxima potencia 10.98
Intensidad de cortocircuito 11.74
Número total de módulos 14
Número de módulos en serie por rama 7
Número de ramas 2
Pérdidas por sombreado 6%
Pérdidas por orientación e inclinación 4%
Esquema eléctrico conexión de los módulos
Plano de ubicación de los módulos
SFVCR en vivienda unifamiliar en Cobisa
La disposición del campo fotovoltaico viene condicio nada por la disposición de la cubierta de tal forma que para ev itar el efecto
playa debido a la poca inclinación de la cubierta s e van a colocar en posición vertical y de esta forma nos caben 2 fi las , la inferior de
9 módulos y la superior de 5, de tal forma que pond remos 7 módulos en serie y 2 en paralelo.
En vista de que las pocas sombras que hay, se local izan en los En vista de que las pocas sombras que hay, se local izan en los extremos ,para conseguir una disposición mas eficie nte se agrupan
las series de la siguiente forma:
Esquema eléctrico completo de la instalación fotovo ltaica
SFVCR en vivienda unifamiliar en Cobisa
CAMPO FOTOVOLTAICO DC Instalaciones eléctricas: circuito AC
Resumen Cálculos eléctricos
Circuito DC:
Cable Línea DC : S1ZZ 0,6/1 KV 1 x 6 mm2 de longitud 20 m.Cable bajo tubo por canaletasConductor de Protección DC de 6 mm2Seccionador elegido : Telegon S5000 DC de 750 V. y 15 A.
Circuito AC:
Cable Línea AC : RZ1-K 0,6/1 KV 1x 6 mm2Cable bajo tubo enterrado a 0,7 m. Longitud 10 m.Interruptor Automático : C60N In 32 A Icu 20 KA Curva C2p
Presupuesto instalación de 4,2 kWp
Ud. ConceptoCoste
Unidad/WpCoste total
Módulos 3,10 € 13020 €
Estructura soporte 0,70 € 2940 €
Inversor + protecciones + contador + monitorización
0,52 € 2184 €
Cableado y varios 0,53 € 2226 €
Montaje y puesta en marcha 0,30 € 1260 €
Ingeniería, gastos admón., beneficio industrial
0,92 € 3864 €
Total 6,07 € 25494 €
Coste mantenimiento, seguro, etc…. 100 € /año
Según datos ASIF
MESRadiación
(h.s.p.)PR
Producción (kWh/mes)
Ingresos (€/mes)
Enero 2.96 0.851 327.96 111.5
Febrero 3.53 0.844 350 119.12
Marzo 5.38 0.801 561.08 190.76
Abril 5.48 0.802 553.76 188.28
Mayo 6.62 0.796 686.09 233.27
Junio 7.17 0.768 693.82 235.9
Julio 7.33 0.753 718.63 244.33
Cálculo del beneficio anual (Precio kWh: ……0.34 euros …………)
Julio 7.33 0.753 718.63 244.33
Agosto 6.8 0.757 670.21 227.87
Septiembre 5.69 0.769 551.32 187.45
Octubre 4.25 0.807 446.55 151.82
Noviembre 2.97 0.837 313.22 106.49
Diciembre 2.41 0.850 266.71 90.68
Total anual 6139.77 2087.52
Pérdidas por sombreado y orientación 10…… %
⇒⇒⇒⇒ Ingresos totales reales (€/año) = 1878.82 euro Radiación: PV GIS PR: IDAE
Análisis económico
Inversión total de la instalación 24415 €
IVA ( 16 % ) 1079 €
Inversión total con IVA 25494 €
Subvención ( ----- % de la inversión sin IVA ) 0
Crédito necesario 0
SFVCR en vivienda unifamiliar en Cobisa
Crédito necesario 0
Coste de mantenimiento anual 100 €
Coste de crédito anual a……años (……. % ) 0
Coste total anual 100 €
Ingresos anuales por venta de kWh 1879 €
Vida media de la instalación ( años ) 25 años
Datos de partida para el análisis económico
• Tarifa regulada 0,34 €/kwh
(RD 1578/2008)
• Incremento tarifa regulada 2% hasta 2012- resto 1,8 %
SFVCR en vivienda unifamiliar en Cobisa
• Tasa de descuento
• Costes OM 100 €
• Incremento costes OM
• Tiempo de vida de la instalación 25 años
• Otros datos
Resumen económico del proyecto
• VAN 3.190 €
• TIR 7,34 %
• Período de retorno 12 años
SFVCR en vivienda unifamiliar en Cobisa
• Período de retorno 12 años
• €/Wp 0,34
Estudio de comportamiento ambiental
• Ahorro de emisiones de CO2 5249 Kg
• Ahorro de emisiones de SO2 173.1 Kg
• Ahorro de emisiones de Nox 36.7 Kg
SFVCR en vivienda unifamiliar en Cobisa