DATOS DE LA INSTALACIÓN PROPUESTA

UBICACIÓN: Pamplona (Navarra). Orientación: SUR TENSIÓN: 230 VcaAPLICACIÓN: Casa : 1 cocina, 3 dormitorios, 1 Baño, 1 Comedor y 1 entrada.HABITABILIDAD: Fines de semana.USUARIOS: 3 personas adultas.TENSIÓN DE FUNCIONAMIENTO DE LA INSTALACIÓN: 12VDÍAS DE AUTONOMÍA: 3 (viernes,sábado y domisngo)

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE LOS RECEPTORES

ILUMINACIÓN: lámparas de bajo consumo de 16 W (dos en cocina), 12 W (en dormitorios), 9 W (en baño, y entrada) y 20 W (en salón) a 12 V cc.VENTILADOR: 20 W a 230 V.ORDENADOR/TV: 260 W a 230 V.FRIGORÍFICO: 250 W a 230 V. LAVADORA: 300 W a 230 V. COCINA PORTATIL: 600 W A 230 V

TIEMPO DE USO

Cocina 3 horas/día Dormitorios 2 horas/díaILUMINACIÓN Baño 2,5 horas/día Salón-Comedor 5horas/día Entrada 1hora/día

VENTILADOR: 3horas/díaORDENADOR/TV: 5horas/díaFRIGORÍFICO: 4horas/día LAVADORA: 1,5hora/día COCINA PORTATIL: 1 hora/dia

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE LOS ELEMENTOS:

Días de autonomía previstos: 5 díasAngulo de inclinación paneles: óptimoProfundidad de descarga en las baterías 70% -Buscar baterías y paneles solares de un determinado fabricante y escoger la que mejor se adapte a la instalación

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PREVISIÓN DE CONSUMO

Dormitorios (2) 12W 2h 48Wh Entrada (1) 9W 1h 9Wh Cocina (2) 16W 3h 96Wh Baño (1) 9W 2,5h 22,5Wh Salón (1) 20W 5h 100Wh 275,5Wh

Ventilador 20W 3h 60Wh Ordenador/TV 260W 5h 1300Wh Frigo 250W 4h 1000Wh Lavadora 300W 1,5h 450WhConsola 70W 2h 140Wh 2950Wh

POTENCIA TOTAL DE CARGA: Consumo CC (ILUMINACIÓN): 12+12+9+16+16+9+20= 94W Consumo CA(ELECTRODOMÉSTICOS): 75+150+300 +350= 900 W Consumo total: 94+1330=994W

ENERGÍA TOTAL (CONSUMO DIARIO TOTAL): Et= ECA+Ecc= 275,5+2950= 3225,5 Wh/día RENDIMIENTO (SE TOMAN POR DEFECTO LOS VALORES EXPUESTOS ABAJO):

kA coeficiente de autodescarga diaria del acumulador 0,005

kB coeficiente de pérdidas por rendimiento en el acumulador 0,05

kC coeficiente de pérdidas en el inversor CC/CA. 0,1

Kv coeficiente de pérdidas varias de la instalación 0,15

PD Profundidad máxima de descarga del acumulador 70%

N nº de días de autonomía que soportará el acumulador 3

R = (1 – kB – kC – kV) • (1 – kA • N/PD) R = (1 – 0,05 – 0,1 – 0,15) • (1 – 0,005 • 3/0,7)= 0,7 · 0,97= 0,685 (rendimiento del 68,5%) ENERGÍA TOTAL DIARIA (TENIENDO EN CUENTA EL RENDIMIENTO) E = ET / R = 3225,5 Wh / 0,685 = 4708,75 Wh/día

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CÁLCULO BATERÍAS CAPACIDAD DE LAS BATERÍAS (Capacidad que necesito acumular en las baterías para que si está 5 días sin funcionar permita alimentar el consumo de la instalación)

𝐶U = 𝐸·𝑁 / VNS = 4708,75·3 / 12 = 1177,2 Ah

Se ha elegido modelo de baterías: Batería Monoblock Rolls AGM 12V/290Ah C100

http://supermercadosolar.es/424-batería-monoblock-rolls-agm-12v290ah-c100.html

Por lo que, si a capacidad de la batería es de 225Ah y su poder de descarga es PD=70: Cútil= 290·0,70 = 203Ah Nº Baterias = CU/Cútil= 1177,2/203= 5,8 baterias ~ 6 baterias

También podría calcularse así, si se considera el rendimiento Ctotal = CU/PD·KT= 1177,6/0,7·0,9= 1868 Ah Nº Baterias= Ctotal/Cbateria =1868/290=6.44 baterias ~ 7 baterias (usare este)

La tensión de funcionamiento de la instalación son 12 Voltios, al igual que las baterías , por lo que habría que conectarlas en paralelo para obtener una Carga útil mayor de 1188Ah/12V. Se utiliza conexión en cargas cruzadas para una carga y descarga similar en todas las baterías.

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CÁLCULO PANELES

Estimaciones de Radiación Solar Mensual para Zaragoza Capital.

Ubicación: 42°49'40" North, 1°37'49" WestAltitud: 424 m a.s.lÁngulo de inclinación óptimo : 35 grados Déficit anual de irradiación debido a sombreado (horizontal): 0,0 % Base de datos de radiación solar utilizado: PVGIS-CMSAF

Se usara el ángulo de inclinación optimo (35º), y el mes mas desfavorable. En este caso Diciembre con 2550 Wh/m2/día.

HORAS SOL PICO: HSP= 2550/1000= 2,55 horas (Equivale a concentrar toda la radiación recibida en un día en el equivalente en horas del nivel máximo de radiación que son 1000W/m2.) ENERGÍA GENERADA EN PANELES (RENDIMIENTO DE PANELES 90%) Ep = E/ 𝜂p = 4708,75/ 0,9 = 5232 Wh POTENCIA NOMINAL(CONSIDERANDO LAS HSP PEORES): PN = Ep / HSP 𝜂p = 5278,2/ 2.55·0,9 = 2279,7 W

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Se ha elegido modelo de Panel Solar 150W 12V Policristalino ATERSA A-150P

https://autosolar.es/panel-solar/panel-solar-12-voltios/panel-solar-150w-policristalino-12-voltios_precio

Por lo que, si la potencia nominal de los paneles es de 150Wp , el número total de estos será:

Nº Paneles = PN/PPanel= 2279,7/150= 14,9 paneles ~ 15 paneles

La tensión nominal de los paneles es 12V, por lo que habrá que conectar 16 de estos en paralelo.

CÁLCULO REGULADOR Para determinar las características eléctricas del regulador deberemos conocer la intensidad de pico del campo FV (paneles) y la intensidad de consumo de las cargas conectadas a la salida del regulador.

Por lo que, si la intensidad de pico del panel es de 8,55A y se instalan 6 paneles, la intensidad de entrada será:

Ientrada= Ip · Nº paneles = 8,41·15 = 126,15A

Y del mismo modo, si la potencia que demanda la instalación es 91W de iluminación y 875W de electrodomésticos, siendo la total será 966W, la intensidad de salida del regulador será:

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Isalida= 1,25·Pconsumo/ VNS = 1,25· (900+94)/12 = 103,54A

Se ha elegido modelo de Regulador Atersa Leo3 125A/12V

http://boj.pntic.mec.es/crodenas/solares/ut5/Reguladores_Atersa.pdf

Soporta 12V/24V/ 48 V y su intensidad de entrada y salida es de 125A, casi lo calculado por lo que puede que este demasiado ajustada, no encontré otro de mayor amperaje. La salida queda olgada, mayor que lo calculado.

CALCULO INVERSOR

El inversor se escogerá en función de la potencia que pida en su salida la instalación (consumo). En esta instalación es P= 966W.También hay que tener en cuenta el rendimiento del inversor (Kc), siendo esta Kc=0,1. Es decir, tiene un rendimiento del 90%, por lo que la potencia a tener en cuenta será: Pi = Pconsumo /𝜂 = 900/ 0,9 = 1000 W (Solo se tiene en cuenta los electrodomésticos debido a que funcionan a 230V CA)

La intensidad del IGA para proteger la instalación seria: IIGA = Pinv / V = 900/230 = 3,9A

Se ha elegido el Inversor Solar Onda Senoidal Pura 24v /220Vca 1500w. Es de onda senoidal pura, Aunque podría hacer sido de onda senoidal modificada al no ser una estación generadora para reventa de electricidad, entiendo que no afectaría al funcionamiento de la instalación.

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CÁLCULO CONDUCTORES

Esta instalación, aún no existiendo reglamentación eléctrica específica, debe ajustarse al marco regulatorio establecido por el REBT y sus Instrucciones Técnicas Complementarias. El procedimiento de cálculo de la sección del cableado utilizado en los circuitos es similar al de una instalación eléctrica convencional, siendo el criterio de partida la caída de tensión máxima admisible en cada circuito y la corriente máxima admisible en función de las condiciones de instalación. Así, tal y como exige la la ITC-BT 40 ("Instalaciones generadoras de Baja Tensión"), pto. 5, "los cables de conexión deberán estar dimensionados para una intensidad no inferior al 125% de la máxima intensidad del generador y la caída de tensión entre el generador y el punto de interconexión a la Red de Distribución Pública o a la instalación interior, no será superior al 1,5%, para la intensidad nominal". En una instalación autónoma, se puede entender que contamos con varios generadores de baja tensión: el subsistema generador (paneles)y el subsistema acumulador (baterías) y el posible inversor cc/ca. Así, podemos utilizar las siguientes caídas de tensión en Instalaciones autónomas.

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Circuito Caía de Tensión Panel-regulador 1,5% Regulador-batería 0,5% Batería-inversor 1%

Circuito continua 1,5% Circuito alterna 1,5%

Para ello se emplean las fórmulas siguientes:

Sección panel-regulador (distancia: 5m) Caída de tensión: 1,5% de 12V= 0,18V Potencia: 15paneles·150W= 2250W

S= 2·5·2250/44·0,18·12=236mm2→240mm2

La intensidad máxima admisible para un cable de cobre con aislamiento XLPE en tubo empotrado de 240mm2 es de 468A . Para esta instalación la mayor intensidad será la de los 15 paneles funcionando con la Ipico y aumentando en un 125%, o sea 1,25·15·8,41=157,65A, que es menor que la IMA por lo que la sección de 50mm2 es correcta.

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En esta sección se usaría un limitador de tensión debido a que los paneles están expuestos al exterior en soportes metalicos, y es recomendable proteger la instalación contra tormentas, etc.Y un seccionador fusible rápido para CC de 160A de corte para proteger esa sección contra sobre-intensidades, no siendo necesario un diferencial debido que en CC no es peligroso para el cuerpo humano hasta los 100mA.

Sección regulador-batería (distancia: 2 m) Caída de tensión: 0,5% de 12V= 0,12V Potencia: la que produzcan los paneles como máximo, 2250W

S= 2·2·2250/44·0,06·12=147mm2→150mm2

La intensidad máxima admisible para un cable de cobre con aislamiento XLPE en tubo empotrado de 150mm2 es de 343A . Para esta instalación la mayor intensidad será la misma que la de los paneles anteriores, o sea 1,25·15·8,41=157,65A, que es menor que la IMA por lo que la sección de 150mm2 es correcta.

En esta sección se usaría un seccionador fusible para CC de 160A de corte para proteger esa sección contra sobre-intensidades, no siendo necesario un diferencial debido que en CC no es peligroso para el cuerpo humano hasta los 100mA.

Sección batería-inversor (distancia: 1,5m) Caída de tensión: 1% de 12V= 0,12V Potencia: la que consume la instalación, 900W

S= 2·1,5·900/44·0,12·12=42,61mm2→50mm2

(Solo se tienen en cuenta los electrodomésticos debido a que estos serán alimentados por el inversor a 230V CA, la iluminación se alimenta desde el regulador a 12V)

La intensidad máxima admisible para un cable de cobre con aislamiento XLPE en tubo empotrado de 50mm2 es de 167A . Para esta instalación la mayor intensidad será sobredimensionando en un 125%, o sea 1,25·900/12=93,75A, que es menor que la IMA por lo que la sección de 16mm2 es correcta.

En esta sección se usaría un seccionador fusible para CC de 100A de corte para proteger esa sección contra sobre-intensidades, no siendo necesario un diferencial debido que en CC no es peligroso para el cuerpo humano hasta los 100mA.

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Sección inversor-cuadro general de la instalación (Circuito alterna, distancia: 3m) Caída de tensión: 1,5% de 230V= 3,45V Potencia: la prevista de consumo, 900W

S= 2·3·900/44·3.45·230= 0,154mm2→1,5mm2

(Solo se tienen en cuenta los electrodomésticos debido a que estos serán alimentados por el inversor a 230V CA, la iluminación se alimenta desde el regulador a 12V)

La intensidad máxima admisible para un cable de cobre con aislamiento XLPE en tubo empotrado de 1,5mm2 es de 20A. Para esta instalación la mayor intensidad será 900/230=3,9A, que es menor que la IMA por lo que la sección de 1,5mm2 es correcta.

En esta sección se usaría un IGA (interruptor general automatico) para CA de 6A para proteger esa sección contra sobre-intensidades, siendo necesario un diferencial con sensibilidad de 30mA.

Sección regulador- cuadro general de la instalación (Circuito continua, distancia: 4m) Caída de tensión: 1,5% de 12V= 0.18V Potencia: la prevista de consumo, 94W

S= 2·4·94/44·0.18·12= 7,92mm2→10mm2

(Solo se tienen en cuenta la iluminación, que se alimenta desde el regulador a 12V)

La intensidad máxima admisible para un cable de cobre con aislamiento XLPE en tubo empotrado de 10mm2 es de 65A. Para esta instalación la mayor intensidad será 94/12=7,8A, que es menor que la IMA por lo que la sección de 10 mm2 es correcta.

En esta sección se usaría un PIA para CC de 10A de corte para proteger esa sección contra sobre-intensidades.Esta parte de la instalación necesita más protecciones?Sigue sin ser necesario aquí el interruptor diferencial?

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