Proceso Aisladas

6

de la tensión de salida de un convertidor de

vocada por temperaturas inferiores a 25ºC, que uede dañar a los convertidores en conexión a red

rto, sin carga.

cia del panel por efecto de temperaturas

cima de este valor la

feriores a 20ºC. ∆tºBat EL CÁLCULO OPERA CON UNIDADES DE ENERGÍA, en Wh.

6.2 - Pr

unción de las características climátic

e

in suficiente radiación y con servicio autónomo, y la profundidad de escarga PD, de la batería utilizada.

6 -- PPRROOCCEESSOO DDEE CCÁÁLLCCUULLOO DDEE IINNSSTTAALLAACCIIOONNEESS SSOOLLAARREESS FFOOTTOOVVOOLLTTAAIICCAASS.. 6.1.- RESUMEN Y NORMAS DE INSTALACIONES SOLARES FOTOVOLTAICAS.

Es muy importante respetar todos y cada uno de los consejos que a continuación se detallan; son la esencia para conseguir un excelente rendimiento y seguir un procedimiento correcto en la instalación y manipulación de los componentes de un sistema fotovoltaico. En general:

En general, es conveniente aumentar un 20% el consumo diario calculado (multiplicar por 1'2). Lo primero en conectar y lo último en desconectar será la batería de acumuladores. Orientar los paneles hacia el Sur, de 30º÷45º en verano y de 55º÷60º en invierno. Existen reguladores con alarma de descarga al alcanzar un valor fijado. Para pequeñas instalaciones hay paneles con regulador incorporado al panel. Utilizando sistemas electrónicos de seguimiento solar a máxima radiación, se incrementa bastante el

rendimiento (hasta un 40% más) y calidad de la instalación. Un plan mensual/anual de mantenimiento alarga la vida y rendimiento de la instalación. Un voltímetro digital no mide el verdadero valor eficaz

onda cuadrada, hay que multiplicarlo por 1'275. Tener en cuenta la tensión máxima en vacío pro

p Respecto a los paneles:

La placa o panel, rinde más y sufre menos si tiene conectada la batería. No es aconsejable dejar la placa irradiada y en circuito abie No tapar ninguna célula de la placa por tiempo indefinido. Recuerda la disminución de la poten

ambiente superiores a 25º C, o STC.

Relacionado con los acumuladores: Evitar descargas muy profundas de la batería mayores del 60% de su capacidad. La descarga diaria no superará el 15% de la capacidad total de la batería. Normalmente en un día, sólo se carga un 10 ó 15% de la capacidad total de la batería. Valores por debajo del 10% de la tensión nominal (10'5V ó 21'5V) son peligrosos para la batería. Dependiendo del tipo de batería, existe un auto descarga de unos 4Ah al mes. La tensión de carga máxima a 27oC suele ser de 14'1V, por cada grado por en

carga baja 33mV y por cada grado por debajo, aumenta 33mV aproximadamente. La capacidad de la batería disminuye por efecto de temperaturas in

oceso de cálculo de instalaciones solares fotovoltaicas. Justificación del modelo de cálculo. El método simplificado de cálculo se ha basado en un balance energético diario en las condiciones más

desfavorables, en un balance de energía en Wh/día. Al final habrá que pasar el valor obtenido de la capacidad de la batería de Whd a Ahd, que es la

denominación normalizada. El método utiliza valores medios mensuales de radiación global diaria y de la carga. Se considerarán

sólo los valores correspondientes al mes más desfavorable en la relación carga-radiación. Además se debe definir el número máximo de días de autonomía previstos para la instalación, en f

as de la zona, el uso o finalidad de la instalación, y el número de usuarios. Para dimensionar este tipo de instalaciones solares fotovoltaicas autónomas, debemos conocer:

Datos sobre la radiación solar media diaria sobre una superficie inclinada en la zona donde subicará la instalación y según la época del año que se utilice (o la peor, que sería en invierno).

ne Características del pa l o generador fotovoltaico utilizado, valorando su rendimiento, ηp. , teniendo en cuenta todas las pérdidas que le afectan, KT. Necesidades diarias del usuario

Días de autonomía, DAUT o días sd

Proceso de cálculo de ISF Curso de Energía Solar Fotovoltaica 1.10


6.2.1.-

Meteor

expresando la máxima potencia que alcanza un módulo, llamán sidad máxima

4’78 horas, de P captaría,

teniendo en cuenta :

= 4’78 x 100 x 0'9 = 430 Whd

Las equivalencias en ferentes unidade

Radiación solar diaria. HPS. Los datos de radiación solar los publican varias instituciones, como el Instituto Nacional de

ología y normalmente se expresan en KWh/m2/día, y se le ha llamado HPS (horas de pico solar) aunque también los hay expresados en cal/cm2/día “Langley”, en Mj/m2/día, 100 mWh/cm2/d, y Wh/m2/d.

A efectos del dimensionado de los paneles nos interesa que se relacionen con las prestaciones expresadas por los ensayos de los módulos fotovoltaicos que se establecen para condiciones normalizadas

dole “potencia máxima de pico” o inten de pico y viene expresado en 1000 W/m2, a 25oC, o condición estándar de prueba CEM, o STC. Así, un valor de radiación de 4’78 KWh/m2/d, indica 4’78 HPS, o lo que es lo mismo, que al cabo de un

día el valor de la radiación normalizada aprovechable que puede captar un módulo es demanera que si éste tiene una potencia de pico, P = 100 W, a 18'18 Vp, al cabo de un día el módulo

su rendimiento, ηp, que a falta de datos concretos estaría cercano al 90%

Energía captada diaria = HPS x WP x ηp

tre las di s son:

1 HPS 1 KWh/m2 100 mWh/cm2

1 Mj/m2 0’2784 Kwh/m2 27’84 mWh/cm2

1 cal/cm2 0’0116 Kwh/m2 1’162 mWh/cm2

6.2.2.- Necesidades diarias del usuario, Nu. Debemos conocer el consumo de los re en

amperi ,(A), multiplicar por el valor de la tensión de uceptores, expresados en vatios (W) (si viene

so, normalmente 12 V) además de las horas hipotét

carga de 1 KW, conectada a un convertidor de rendimiento η = 85%, absorbería realmente n su entrada:

rlas en cada ca o que se v vivienda, permanente, fin de s

La siguiente tabla es sólo para el caso de viviendas rurales y refe c.c.:

en en cuenta además los “CONSUMOS FANTASMA”, provocados por los aparatos permanentemente conectados en estado “standby”, mo detalla la lista: TV: 300 Whd; VCR: 260 Whd; Microondas: de sonido: 160 Whd; Receptor TDT: 120 Whd.

T P ILUMINACIÓN P h / día

osicas o calculadas de uso de cada receptor. Si la instalación tiene un convertidor de c.c./c.a. hay que tener en cuenta su rendimiento η para

calcular la potencia o energía que realmente absorberá de la entrada en corriente continua, pero sólo ese recepto una r. Así e

Pr = P

No existe unanimidad a la hora de cuantificar las horas medias de uso de los diferentes receptores,

teniend que determina so en función del us aya a dar a laoemana o uso esporádico, del número de ocupantes y del confort buscado.

orientativa ridas a 12 V

IPO DE RECEPTOR OTENCIA(W) h / día OTENCIA

(W)

Televis 25 - 60 Sala de estar or B-N Color 4 ÷ 6 18÷22 3÷5

Radio 12 1 ÷ 4 Cocina 18÷22 2÷2’5

Batidora 100 0’3 D ormitorio 9÷18 0’5

Lavadora 400 0’4 E 0’5 xterior 18÷35

Frigorífico 70 14 Baño 18 2 ÷2 1

Congelador 85 14 Pasillos 8 0’5

Extractor de humos 25 2 Bomba de agua 100÷ 300 0’25 Tco 160 Whd; Equipo

η = 1000 / 0’85 = 1.176’47 W

Conocidas las necesidades del usuario, es aconsejable aumentarlas en un porcentaje de seguridad debido a las pérdidas por el cableado, desgaste del sistema, imprecisión de los datos, etc. que se suele establecer en valores del 10% al 25% dependiendo del tipo de instalación, la utilidad destinada, número de receptores y del número de usuarios que habiten la instalación, además de aumentarlo al dividirlo por el coeficiente de pérdidas totales KT , obteniendo el consumo máximo diario Cmax , en unidades de vatios hora día, Whd. Veamos un ejemplo desarrollado:

Vivienda de uso permanente situada en Valencia, (4 ocupantes), con una media anual de 5’4 HPS, 5 días de autonomía, y con una profundidad de descarga del 60%. Con un módulo de 17'24 Vp, 7'54 Ap, 130 Wp. Los receptores son a 12 V c.c. y con las siguientes necesidades diarias de uso:

RECEPTOR CANTIDAD W/A Total P Total Ι h •día Ah•d Ec

Iluminación salón 1 22 22 1’833 5 9’165 110

Iluminación cocina 1 18 18 1’5 1’45 2’175 26’1

Iluminación baño 2 8 16 1’33 0’75 0’9975 12

Iluminación dormitorio 3 15 45 3’75 0’5 1’875 22’5

Televisor color 1 70 70 5’83 4 23’32 280

Ventilador 2 2’5 60 5 0’5 2’5 30

231 W 19’25 A 40’03 480’6 Whd

1er paso: Obtener los siguientes datos de consumos: Potencia total máxima (todos los receptores simultáneamente). Pmax = 231 W Intensidad total máxima (todos los receptores simultáneamente) Ιmax = 19’25 A (a 12V) Energía calculada después del regulador, a 12V ......................... Ec ≈ 481 Whd (a 12V)

2º paso: Ahora aplicaremos un aumento del 20% a la energía total calculada como margen o factor de seguridad, o lo que es lo mismo, multiplicarla por 1’2, para obtener un valor más realista, que llamaremos necesidades del usuario, Nu:

Nu = EC • 1’2 = 481 • 1’2 = 577'2 Whd

3er paso: Calcular el coeficiente de pérdidas totales de la instalación KT:

Toda instalación solar fotovoltaica se ve afectada por infinidad de pérdidas, tales como la autodescarga de la batería, por rendimiento del convertidor, si lo hay, por el del regulador, y por otros de difícil justificación, pero que la afectan de todos modos. Veamos los coeficientes de pérdidas que deben tenerse en cuenta:

KA: por la auto descarga diaria de la batería, dada a 20º C. KB: originada por el rendimiento de la batería. KC: debido al rendimiento del convertidor utilizado (si lo hay). KR: por el rendimiento del regulador empleado. KX: otras pérdidas no contempladas, por efecto Joule, caídas de tensión, etc. Daut: días de autonomía con baja o nula insolación. Pd: Profundidad de descarga de la batería, en tanto por uno. El coeficiente de pérdidas totales KT viene dado por la expresión:

( )[ ] ( )⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ •−•+++−=

d

autAXRCBT P

DK1KKKK1K


Los valores típicos de cada coeficiente, a falta de conocerlos exactamente al facilitarlos el fabricante son:

KA: 0'005 a falta de datos del fabricante, (0'5% diario). Recordar que aumenta con la temperatura, y varía con el tipo de batería, estimando el coeficiente de descarga diaria de: ⇒ 0'002 para las de NiCd o de PbCa sin mantenimiento. ⇒ 0'005 para las estacionarias de de plomo-ácido, Pb (de uso normal en instalaciones solares).

⇒ 0'012 para cualquier otro tipo o muy deteriorada por el uso. Con temperaturas extremas, se puede calcular la descarga teórica que se dará a esa temperatura:

K'A = (0'0014 • tº2 + 0'0021 • tº + 0'4) • KA

KB: en general 0'05 y 0'1 para viejos acumuladores, para fuertes descargas, o bajas temperaturas.

KC : contempla el rendimiento del convertidor c.c.-c.a. que suele variar del 75%÷95% a falta de otros datos, se tomará el valor de 0'25 a 0'05, y 0 si no lo hay.

KR : debido al rendimiento del regulador, en el que su tecnología electrónica es similar a la del convertidor, con valores comprendidos entre 0'1 a 0'01 (90÷99% de η); si no quieres valorarlo, indica un 0.

Kx : agrupa a cualquier otro tipo de pérdida no consideradas, tomando normalmente el valor de 0'15 cuando se conocen las potencias teóricas; 0'1 en general, sin conocer los rendimientos; puede reducirse hasta 0'05 si se han tenido en cuenta los rendimientos de cada carga instalada.

Todos ellos afectan al cálculo del consumo máximo estimado de la instalación o Cmax . Continuando con el ejemplo, y para una batería de plomo-ácido, nueva, un regulador de η 90%, 5

días de autonomía Daut y una PD del 60%; conociendo las potencias teóricas, KT será:

( )[ ] ( )67'0

6'05005'0115'01'0005'01K T =⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ ×

−×+++−= Quedando finalmente el consumo máximo que deben proporcionar los paneles, Cmax , así:

Cmax = Nu / KT = 577'2 / 0'67 ≈ 861'5 Whd ⇒ 71'79 Ahd

4º paso: Calcular la energía del panel. Como conocemos las horas de pico solar aprovechables al cabo de un día, podremos calcular la energía que puede llegar a producir un panel solar elegido. Si la intensidad máxima de pico que puede suministrar fuera de 7'54 Ap, de un módulo de 130 Wp, y a falta de conocer exactamente el valor de su rendimiento, ηP, tomamos el valor del 90%, quedando así Ep:

Ep = Pp • HPS • ηP = 130 • 5’4 • 0'9 = 631'8 Whd ⇒ 36'64 Ahd

5º paso: Cálculo del número de paneles, conectados en paralelo. Es muy sencillo: “Si consumimos cada día una cantidad X, como mínimo esa misma cantidad será la energía que

deberá producir el panel o varios en paralelo si fuera necesario, con el fin de sumar sus potencias.


Cmax 861'5 Nº paneles ≥ = ≥ 1'36 ⇒ 2 paneles Ep 631'8

Cuando la tensión del panel sea menor que la tensión de servicio, o de uso, la fórmula expresará el NÚMERO TOTAL de paneles, PERO habiendo tantos en serie, como se necesiten para obtener la

tensión de uso: NPS= UN/UP

Siempre se tomará la opción por exceso, pero si la cifra decimal es baja (X’1÷X’3), indica que podríamos tomar un panel de mayor potencia, y si fuera alto (X’7÷X’9), estaría más ajustado, indicando máximo rendimiento del cálculo efectuado, o relación nº de paneles y potencia de panel/energía necesaria.

En general aconsejo tomar paneles de potencias altas, con la idea de obtener menos paneles,

menor estructura de soporte y de mano de obra para instalarlos. Sólo utilizaremos los de menores potencias para instalaciones muy básicas y pocos consumos. Si la vivienda sólo se utilizara los fines de semana, el cálculo es similar, pero con la diferencia de la

unidad de energía utilizada que ahora sería semanal, así para 3 días de fin de semana obtenemos:

6º paso: Capacidad del acumulador. El acumulador se dimensiona pensando en la autonomía de la instalación por si se producen períodos de días seguidos sin sol o con insolación insuficiente como en los días nublados. Son los llamados “días de autonomía”.

Por otro lado hay que conseguir que la profundidad de descarga máxima diaria no supere la tolerable por el tipo de acumulador elegido. (Ver apartado 4.1.- Características de las baterías, y 4.3.- Profundidad de descarga)

Si la descarga diaria provocada a la batería no supera el 15% de su capacidad se consiguen los valores aconsejados de profundidad de descarga.

Relacionando el consumo Cmax por los días de autonomía y con el porcentaje de profundidad de

descarga máxima esperado (p.e. del 60%) tendremos la capacidad expresada en vatios, pero hay que dividir por la tensión de servicio (12V) para obtener la capacidad adecuada del acumulador en Ah:

Evidentemente, la capacidad para los 3 días de fin de semana, sería algo menor, al necesitar menos

días de autonomía, que sería de un máximo de 3 días.

7º paso: Prueba de la descarga diaria sobre la batería elegida. El peor de los casos sería tener todos los receptores conectados a la vez, cosa poco probable y en todo caso a evitar; en esas condiciones y como se ve en el resultado, no se supera el límite aconsejado de descarga diaria ni de profundidad de descarga máxima al cabo de los 5 días de autonomía establecidos:

Proceso de cálculo de ISF 5.10 Curso de Energía Solar Fotovoltaica

Cmax• días de uso 861'5 • 3 Nº panelesSEM ≥ = ≥ 0’58 ⇒ 1 panel Ep • 7 631'8 • 7

Cmax • días de autonomía 861'5 • 5 CBAT ≥ = ≥ 7.179'16 Wh / 12 ≥ 598'26 Ahd Profundidad descarga 0’6

Cmax 71'79 Descarga diaria = x 100 = ≈ 0'12 ⇒ 12%

CBAT 598'26

Cmax • días autonomía 71'79 x 5 Prof. descarga PD = x100 = x100 ≈ 60%

CBAT 598'26

6.2.3.- Vivienda a 230 V c.a.

Veamos ahora un ejemplo de como se adaptaría el proceso anterior para cuando los receptores de la vivienda fueran todos a 230 V c.a., es decir, que la instalación se haría como en una vivienda normal.

La única diferencia es que necesitamos un convertidor de corriente continua a alterna y tener en cuenta el valor de su rendimiento. Evidentemente, siendo los mismos receptores disminuiría mucho el valor de la intensidad consumida, pero no así la potencia, que sería la misma que antes: 231 W.

La intensidad consumida ahora con 230 V ≈ sería: Ι = P/U = 231/230 ≈ 1 A (a 12 V eran 19’25A) La energía aproximada consumida al cabo del día sería de 480’6 Whd, redondeando a 481 Whd, por lo

que el convertidor para un rendimiento del 87 % absorberá de la entrada a 12 V c.c.:

Proceso de cálculo de ISF

η=0'9

Esta exposición sólo sirve pa

sobre la potencia necesaria, antes yincluimos el rendimiento del conver

Una vez obtenida la potencia

variará el coeficiente KT de pérdidconvertidor KC = 0'13, que representa

Cmax = Nu x 1'2 / KT= 481 x 1'2

BA

Er = E

η

PANELES REGU

≈ 35'64 Ahd antes del regulador

614'44 Whd antes del regulador

17'24 Vp cc

Nº paneles ≥

Debido a las pérdidas del co La capacidad de la batería pa

Cmax • días de autonomCBAT ≥ Profundidad desca

Prueba a calcular tú sólo, la cade autonomía, con la misma profundid

Debes calcular de nuevo el c

¿Coeficiente KT de pérdidas glo¿Capacidad de la batería? ¿C

= 481/ 0’87≈ 553 Whd lado c.c.

Curso de Energía Solar Fotovoltaica

46 Ah c.c. η=0'87 2'09 A

ra entender el efecto del rendimiento so después del convertidor, ya que en nuetidor Kc, en el cómputo del coeficiente de

consumida del lado de c.c. el proceso de cas totales, de 0'67 a '0546, al incluir en en rendimiento η del convertidor elegido del

/ 0'546 ≈ 1.057'2 Whd, y por tanto el número

TERÍA

LADOR

CONVERTIDOR c.c./c.a. 12 V cc 230

Cmax 1.057'2 = = 1'67 ⇒ 2 paneles Ep 631'8

nvertidor, nos sale algo mayor el número d

ra uso diario de la vivienda sería también a

ía 1.057'2 • 5

= ≈ 8810 Wh / 12 ≥ 734'16rga 0’6

pacidad de la batería para el uso durantead de descarga, así como el número de panoeficiente de pérdidas globales KT, al variar

bales? ¿Número de paneles para uso de finalibre del regulador necesario?

(en lado c.a. ≈ 481

6.10

h c.a.

bre la energía consumida y stro cálculo, como se verá, pérdidas totales, KT .

álculo será idéntico, aunque el cálculo el coeficiente del 87%

de paneles será:

antes 1'36 paneles

PROTECCIONES V ca

e paneles (al redondear no)

lgo mayor:

antes 598'16 Ah-12V Ahd

3 días a la semana, y 3 días eles necesario.

los días de autonomía.

de semana?

6.2.4.- Cuadro resumen del proceso de cálculo.

DIVIDIR EL RESULTADO DE CBAT EN Wh POR EL VALOR DE LA TENSIÓN DE SERVICIO, 12, 24, 36, 48 V

6.2.5.- Cálculo de la sección de los conductores. La determinación de la sección correcta del cableado es muy importante. Al ser pequeñas las tensiones de uso (12 ó 24 V) las intensidades suelen ser elevadas y con ellas la caída de tensión que provocan (u=R•Ι). En este tipo de instalaciones habrá que adquirir un compromiso entre secciones excesivamente grandes para caídas de tensión menores o secciones más ajustadas con caídas de tensión aceptables, (se puede finalizar para conectar, con un tramo muy corto de menor sección).

Además, habrá que conseguir longitudes lo más cortas posibles, para que la resistencia de los

conductores sea la menor y podamos mejorar la caída de tensión. Los valores de caída de tensión máxima admisible son orientativos, ya que a menudo nos

encontraremos con resultados sorprendentes e incluso imposibles de adoptar. En esos casos será necesario volver a calcular la sección, aumentando el valor de la caída de tensión.

Para 230V c.a. umax ≤ 3% Tensiones de panel mínima y máxima típicas y valores de caída de tensión aconsejados

TIPO DE CIRCUITO 17÷21V (12V) 26÷36V (24 V) 38÷60V (48V) Paneles a regulador 1’7÷5% ≈ (0'4÷1V) 5÷8% ≈ (1'5÷3V) 8÷10% ≈ (3÷6V)

Regulador a batería, convertidor 0'5÷1% ≈ (0'09÷0'25V) 0'5÷1% ≈ (0'2÷1V) 1'5÷2% ≈ (0'6÷1’5V)

Instalación de alumbrado 3% ≈ (0'7V) 3% ≈ (1V) 3% ≈ (2V)

Instalación de enchufes, y otros 5% ≈ (1V) 5% ≈ (3V) 5% ≈ (3V)


NECESIDADES DEL USUARIO

CONSUMO en W x nº de horas al día Nu = Whd

NÚMERO DE PANELES

CONSUMO MÁXIMO: Cmax ENERGÍA PANEL: Ep

PORCENTAJE DE AUMENTO COMO MARGEN DE SEGURIDAD: 10, 15, 20% = MULTIPLICAR POR: 1’1, 1’15, 1’2, 1'25 y dividir por KT Nu x 1’2 / KT = Consumo máx diario en Whd = Cmax

DATOS DE RADIACIÓN SOLAR

H.P.S. en h

POTENCIA DEL PANEL

PP • 0'9 en Wp

ENERGÍA EP SUMINISTRADA POR EL PANEL en Whd

CAPACIDAD BATERÍA - CBAT

en Wh PROFUNDIDAD DE DESCARGA

del orden del 40, 50, 60, 80%

CONSUMO MÁXIMO diario x DÍAS DE AUTONOMÍA

0’5

Una fórmula sencilla y fácil de utilizar para calcular la sección de conductor puede ser:

También, S= 0'036 x l x Ι u

= 2 x l x Ι

Proceso de cálculo de ISF Curso de Energ tovoltaica 8.10 ía Solar Fo

S =

2 x l x Ι mm2 V u k x S k x u

En donde l es la longitud en metros, I la intensidad en amperios, k (ka o γ, gamma minúscula) la conductividad del conductor que es de 56'17 para el cobre y 36 para el aluminio en Sm/mm2, y, u la caída de tensión en voltios. Se aconseja sobredimensionar en un 25% la intensidad calculada, Ιmax = Ι x 1'25. (por posibles ampliaciones) Para el cableado de paneles debe emplearse la intensidad de cortocircuito Ιcc como valor de cálculo, y no la máxima Ιp. Veamos un ejemplo:

Calcula la sección de los conductores de cobre, aislamiento de PVC, de 11 m de longitud para una canalización bajo tubo (A), una corriente máxima de 15 A y una caída de tensión de 0’5 V.

Ιmax = Ι x 1'25 = 15 x 1'25 = 18'75 A. Ahora debemos consultar las

tablas del RBT que contemplen el tipo de conductor y canalización elegida, para contrastar si el conductor soporta la intensidad que conduce, de ser así, la

sección definitivamente adoptada sería la de 16 mm2. (En nuestro caso lo es con creces: 16 mm2 @ 54 A max)

S = 2 x l x Ι

k x u =

2x11x18'75

56’17x0’5 14’68 mm2 ⇒ 16 mm2 =

Como vemos el cable calculado parece excesivo para la intensidad que transporta, pero es la única forma de conseguir la caída de tensión asignada. Podemos tomar algo más de caída de tensión y asumir las razones, p.e. admitiendo 1V de caída de tensión resultaría una sección 7'34 mm2, tomando 10 mm2 @ 40A.

Una buena costumbre es aumentar la sección si el tránsito de corriente por él, es del 85% de su máximo valor admisible; p.e., para 21’25 A de tránsito, y una Ιmax del conductor de 25 A estaríamos en el límite de cambiar a la siguiente sección superior.

6.2.6.- Protecciones de las líneas. En este tipo de instalaciones, continúa vigente la aplicación de las instrucciones dictadas por el RBT, tanto en las instalaciones de corriente continua como en las de corriente alterna. Tener en cuenta que el tipo de magnetotérmico utilizado en cada sistema (c.c./c.a.) es distinto, debiendo que prestar especial atención a la hora de elegir el modelo correcto. El calibre del magnetotérmico será el valor del consumo real multiplicado por 1'3, según aconsejan algunos fabricantes: IMAG = IN • 1'3, y para fusibles: I FUS= 1'5 • IPASO , o de cortocircuito, si es la línea de paneles. (según Ferraz Shawmut, 1’27/1’51 x Icc)

Para conectar fusibles en la línea de paneles, se contará con la intensidad de cortocircuito ΙCC ó ΙSC y por el nº total de ramas en paralelo, así: Ιfus = ΙCC • nº ramas • 1’5, y por 1’3 si fueran magnetotérmicos.

6.2.7.- Cálculo del número de reguladores. Primero elegiríamos el tipo de regulador, (serie o paralelo) según la potencia a controlar que produzcan los paneles solares.

Si la instalación es reducida, todos los paneles los controlará un solo regulador, pero en instalaciones de mayor envergadura, hay que hacer grupos de paneles, cada uno con su regulador, y conectando todas las salidas a uno o a varios acumuladores, y/o convertidores si los hubiera.

No es conveniente apurar al máximo la potencia que disipe el regulador, al estar siempre bajo carga, siendo recomendable aumentar un 10% la capacidad de éste. Así, para controlar 10 paneles en paralelo, de 130 W con una intensidad de pico de 8’1A cada uno, tendríamos:

Si existieran reguladores de ≈ 89 A, el problema estaría resuelto; pero la realidad es que los valores de

intensidad a 12 V que más se aproximan son: 25, 50 y 75 A. La solución para esta instalación es la de dividir la intensidad a controlar por la nominal de varios reguladores:

La solución de 4 reguladores de 25 A implicaría dividir también por 4 el número de paneles, quedando 2’5 paneles por regulador,

que no es viable. En cambio, 2 de 50 A, controlarían cada uno a 5 paneles, que sería la solución más adecuada.

Intensidad paneles / ΙR 25 A = 89’1 / 25 = 3’56 ⇒ 4 reguladores

Intensidad paneles / ΙR 50 A = 89’1 / 50 =1’78 ⇒ 2 reguladores

Intensidad total paneles Ιp-total = nº ramas • Ιp= 10 x 8’1 = 81 A ⇒ ΙMAG = 81• 1’3 = 105’3 A

Intensidad regulador ΙR= Ιp-total • 1’1 = 81 • 1’1 = 89’1 A

Siempre debemos cumplir: ΙPASO ≤ ΙMAG ≤ ΙCABLE

http://www.ferrazshawmut.com/

1100 -- FFÓÓRRMMUULLAASS YY AABBRREEVVIIAATTUURRAASS DDEE EESSTTEE TTRRAABBAAJJOO YY DDEE LLOOSS LLIIBBRROOSS DDEE CCÁÁLLCCUULLOO SSOOLLAARR--XXXX..xxlltt

( )

maxmaxmax

maxmax

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CPC

DD

PCCdatosotrossiyCelconocesenocuandoinversoCálculo

xC

DCPporcentajeenresadox

CC

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AhobtenerparaUnpordividir

semanadefinparacomopermanenteparatoWhenbateríaCapacidad

EDC

semNsemanalpanelesdeNúmeropermanenteusopanelesdeNúmero

máximoConsumo

panelEnergía

escomponenetsusyninstalaciólatodaaafecquepérdidasdetotaleCoeficientK

solautonomíadeDíasDNusuariodelsNecesidade

unoportoenadescdprofundidaPAhenbateríacapacidadC

picodePotenciaPviviendaladeusodedíasDautonomíaóusosemanalSem

horasensolarpicodehorasHPSAenpaneldelpicodemáxIntensidad

DBATAUT

AUT

DBAT

BAT

autD

BAT

P

nutilizacióp

T

autu

DBAT

pu

p

pérdidasotrasKxreguladorientorenKrrconvertidoientorenKcbateríatipoKbbateríaaautodescKa

==

∗==

∗=

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+=

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maxp

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PDCC

ECN

K1'25 ︶1'2,1'15,1'1,porrmultiplicaó25%20,15,︵10,seguridadde%NC

Whden0'9,HPSWE

( )[ ] ( )⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ •−•+++−=

d

autAXRCBT P

DK1KKKK1K

u = 2 x l x Ι

k x S V S =

2 x l x Ι k x u

mm2

ηηOUT

INOUT

INPP Ε

=Ε=

CALIBRE DE LAS PROTECCIONES:

IMAG = IN • 1'3, para fusibles: I FUS= 1'5 • IPASO (o de cortocircuito Ιcc, si es la línea de paneles) Siempre debemos cumplir: ΙPASO ≤ ΙMAG ≤ ΙCABLE

Intensidad regulador ΙR= Ιp-total • 1’1 (Intensidad total paneles Ιp-total = nº ramas • Ιp)



[ ]

rconvertidodelmáximalaPycafotovoltaigeneracióndetotalpotencialaPsiendo

xP

PPredaconectadasnesinstalacioenratioPerfomance

panelesdetotallaPsiendoPHPS

CPdiseñodecalidadderelaciónoratioPerfomance

paneldelalnopotencialaesPvatiosencélulatPPútilPotencia

aumentodegradocadaporastemperaturporperdidaPotencia

ambientettcélulaaproximadaaTemperaturrradiaciónt

KamtKambtUU

UvalorandopaneldelútilIntensidadoTensión

picodemáximaIntensidadIpKIntensidadlaaafectaqueatemperaturdeeCoeficient

KtensiónlaaafectaqueatemperaturdeeCoeficientpanelesenpérdidasdeCálculo

BATtKtBATtatemperaturdeIncremento

CKCútilCapacidad

KcorrectoreCoeficientesacumuladorenpérdidasdeCálculo

CONVERTMAXGFV

CONVERTMAX

GFVREDR

PTTP

R

PPU

ipuupu

uu

i

u

t

BATtu

t

−

−− =

=

∗−−==

=>

+∆=−Ι=∆

−+Ι=Ι−+=

Ι−

=

∆−=−=∆

=

=

,

100,,

*,,

.min,005'0)25º(1

%5'0º25

ºº4)*034'0(º

1000/*)25º(1000/*)25º(

,,

;,

,,

160º1º20º,

*,

max

βα

α

β>

>

lsombra= lpanel(cosα + 1'67) ⇒ SeparaciónMIN = lpanel • 2'2 (α y β en el peor de los casos es 60º, y 27'5) Para calcular la longitud máxima que proyecta la sombra de un objeto, obstáculo, árbol, casa, etc.:

lsombra= 1'35 (hOBJETO / tg β) fórmula aproximada

α es el ángulo de inclinación del panel; (Χ = senα / tag β (altura mínima del sol a 60º: tag β = (90º-39º) - 23'5º)= 27'5º ⇒ Χ60º = 1'663) β, es la altura solar, también expresada a veces como h, H; hOBJETO es la altura del objeto u obstáculo; 1'35 por la variación diaria.

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛βα

+α=tagsen

cosPS ll

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