dimensionado de una instalación fotovoltaica aislada
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DIMENSIONADO DE UNA INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA AISLADA (MÉTODO DEL MES MAS DESFAVORABLE)By Alex Moreno Bellostes On 12 noviembre 2013 In Autoconsumo
Cuando nos decidimos que la fuente de energía en nuestra casa será una
instalación fotovoltaica aislada, nos preguntamos ¿cuantos paneles tendré que
instalar? ¿Tendré suficiente con estas baterías? … Hoy os explicare los pasos
para hacer el dimensionado de una instalación fotovoltaica aislada.
Para el cálculo y dimensionado de las instalaciones fotovoltaicas existen
diferentes métodos, yo os voy a explicar el método del peor mes o el mes
más desfavorable, obtienes unos resultados suficientemente precisos y una
metodología intuitiva. Consigues con este método el dimensionar el sistema
para el mes más desfavorable. Utilizare datos reales de mi instalación, una
instalación solar a 12V.En 24 o 48V se seguirían los mismos pasos que se
muestran a continuación.
El primer paso es la determinación de la energía eléctrica diaria que necesitara
la instalación receptora. Dado que pueden haber instalaciones que coexistirán
receptores alimentados por CC (corriente continua) o CA (corriente alterna),
deberán contabilizar las necesidades de ambos por separado.
Una vez conocidos los consumos en corriente alterna i en corriente continua se
aplica un factor de seguridad para tener en cuenta posibles pérdidas en las
conexiones, aumentos imprevistos de consumo, etc. En la mayoría de
instalaciones suele adoptarse un margen de seguridad del 15%. Y en el caso de
los consumos de Corriente Alterna, se tendrá en cuenta la eficiencia del
inversor ya que los inversores tienen unas perdidas. En ausencia de
información del inversor se puede adoptarse un valor η_inv=85%.
Aplicando factores de corrección:
Estas cantidades deben calcularse para cada uno de los meses del año (Habrá
en total, 12 valores de E_elec)
El siguiente paso consiste en estimar para cada mes H_s que es el promedio
de energía de la irradiación solar que incide en un metro cuadrado de una
superficie situada en el lugar de la instalación de los paneles fotovoltaicos y con
la misma orientación e inclinación que estos. Estos valores los podemos extraer
del programa on-line PVgis.
H(45): Radiación en el plano de: 45deg. (Wh/m2·dia)
El siguiente paso será determinar el peor mes, se calcula el cociente entre el
consumo medio total de energía diario E_elec (Wh/dia) y el promedio de la
radiación diaria disponible H_s (kwh⁄(m^2•dia) el valor mas alto de los
cocientes de cada mes será el mes mas desfavorable.
Este cociente expresado en m^2 representa la superficie necesaria para que la
energía media diaria de la radiación solar incidente sobre esta se igual a la
energía consumida por los receptores.
Cuando ya sabemos el mes más desfavorable (en mi caso diciembre) , para
saber los módulos necesarios y baterías utilizaremos los datos de este mes.
Elección del tipo y número de paneles fotovoltaicos, llegado a este punto
se hace imprescindible tener realizada la elección del tipo de panel o al menos
la potencia pico del panel expresada en Wp, Watios-pico. Mis módulos son
unos paneles fotovoltaicos con una tensión nominal de 12V i una potencia pico
de 135 W.
Para calcular la energía total producida por un panel en un día:
Numero de paneles necesarios:
En este casa instalaríamos cuatro módulos fotovoltaicos de 135W , el
coeficiente 1,1, es un factor de seguridad para hacer frente a imprevistos y la
depreciación de las prestaciones de los diferentes componentes del sistema
fotovoltaico.
Dimensionado del sistema de acumulación (baterías)
Para realizar el dimensionado de las baterías primero antes debemos fijarnos en
los siguientes parámetros:
Pdmax: Profundidad máxima de descarga expresada en tanto por uno en las
baterías de plomo acido suele estar entre 0,6 y 0,8 i en las de NI/Cd es igual a la
unidad.
La energía que debería almacenar en las baterías E_acu tras añadir un factor
de corrección es:
Donde la capacidad necesaria es:
Para dimensionar el regulador tendremos en cuenta el voltaje nominal (12V)
de la instalación y la intensidad de corriente que es capaz de suministrar el
campo fotovoltaico. Debe preverse los aumentos de intensidades i tensiones
suministradas por el modulo por esto aplicamos un coeficiente de corrección:
El dimensionado del inversor se hace para satisfacer la demanda de
potencia en servicio continuo máxima de los receptores, que es igual a la suma
de las potencias de todos los receptores que pueden funcionar
simultáneamente. Aun así es recomendable un cierto sobredimensionamiento
del inversor de un 25%.
Cuando escogemos el inversor tendremos en cuenta la potencia pico, que es la
capaz de suministrar los picos de potencia cuando conectamos algún tipo de
receptor. Especialmente en los motores eléctricos, que pueden oscilar entre 5 y
8 veces la potencia nominal del motor.
En resumen para que mi instalación pueda funcionar con 3 días de autonomía
en invierno, tendré que instalar 4 módulos fotovoltaicos de 135 W de potencia ,
una batería de 1000 Ah, un regulador de 40A i un inversor de unos 1000W (el
inversor ya que lo compras vale la pena comprarlo mas grande para posibles
potencias de electrodomésticos mas elevados).
Si os surge cualquier duda de los cálculos realizados, no duden en comentar.
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