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Energias Alternativas
e Impacto Ambietal
DIMENSIONAMIENTO DE UN SISTEMA FOTOVOLTAICO
PARA UN HOGAR
Objetivos: Suministrar energía eléctrica a un hogar típico
mediante módulos fotovoltaicos
Objetico específico:
1.- Calcular la demanda de energía "separando, iluminación
de otras cargas".
2.- Determinar la radiación solar disponible en el hogar.
3.-Calcular el número de paneles requeridos
4.-Seleccion de regulador de carga.
5.- Calculo número de baterías.
6.-seleccion del inversor.
7.- Estudio sobre la planta arquitectónico de la instalación
eléctrica.
8.- Estudio de la inversión económico.
La importancia de un sistema fotovoltaico:
Primero hablemos del principal complemento para que
un panel funcione: el rayo solar; son radiaciones
electromagnéticas emitidas por el sol, sin él no sería
igual el planeta tierra, ni existiría la vida.
La radiación solar es el flujo de energía que recibimos
del sol en forma de ondas electromagnéticas de
diferentes frecuencias (luz visible, infrarroja y
ultravioleta). Los rayos que penetran o chocan en los
materiales más usados como el silicio, hace que fluya
una corriente de electrones; una celda solar contiene
materiales como silicio dopado, mezclado con fósforo
(lado eléctricamente negativo) y boro (lado
eléctricamente positivo).
Las celdas fotovoltaicas, las cuales son semiconductores
sensibles a la luz solar y cuando son expuestas al sol, se
producen una corriente eléctrica entre las capas de la
celda.
El silicio, es el componente principal de la sílice
(combinación de silicio y oxígeno que abunda en la
naturaleza, formando el cuarzo, el cristal de roca, etc.)
de las arenas de las playas; luego de depurar a éste, se
fabrican bloques de silicio mono cristalino (depende de
las técnicas de fabricación).
Ya que conocemos los verdaderos materiales y
complementos de un panel, ahora debemos conocer en
donde aplicarlo; hoy en día la energía solar ha
incrementado y el ser humano la está aprovechado al
100%, podemos encontrar los paneles correctos y con
una durabilidad hasta de 40 años de vida útil.
Sus aplicaciones son favorables en:
Ÿ Estaciones repetidoras de
radiocomunicación.
Ÿ Electrificación en zonas rurales.
Ÿ Interconexión a la red.
Ÿ Sistemas de comunicación en
emergencias.
Ÿ Alimentación de equipos médicos en
zonas rurales.
Ÿ Sistemas de bombeo de agua.
Ÿ Luces de obstrucción para tráfico
aéreo.
Ÿ Sistemas de protección catódica.
Ÿ Señalización de vías ferroviarias.
Lugar de instalacion del sistema
fotovoltaico:
Sucre - Bolivia
Barrio Japon / Calle Oquinawa
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Whdc.Lum ≔ excel
“D6”
⋅W
Pot.Intal.Lum ≔ excel
“G6”
⋅W
Whdc.Lum = 19040 W
Potencia total consumida por semana por las luminarias
Pot.Intal.Lum = 115 W
Potencia total instalada en las luminarias
Salidas
Entradas
Salidas
Entradas
TABLA DE CONSUMO ELECTRICO DE UNA VIVIENDA FAMILIAR
Whdc.Apar ≔ excel
“E17”
⋅W
Pot.Intal.Apar ≔ excel
“H17”
⋅W
Whdc.Apar = 47283 W
Potencia total consumida por semana por los aparatos
Pot.Intal.Apar = 2709 W
Potencia total instalada en los aparatos
Pot.Intal.Apar = 2709 W
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Calculos de:
Demanda total de energia: Whdc.sem = Whdc.Lum + Whdc.Apar
Whdc.sem ≔ Whdc.Lum + Whdc.Apar
Rendimiento del 90% al invertir de d.c. a a.c.
Whdc.sem = 66323.333 W
η ≔ 0.9
Whdc.sem
Whdc.ac.sem ≔ ―――
η
Whdc.ac.sem = 73693 W
Obtenciòn de energia diaria requerida:
Whdc.ac.sem
WhDia ≔ ――――
7
WhDia = 10528 W
Perdidas de carga y descarga de las baterias introduciendo con un factor de 25%
WhDia.comp ≔ WhDia ⋅ ((1 + 0.25))
WhDia.comp = 13159 W
Radiacion solar disponible en el lugar del proyecto Sucre-Bolivia
Radiacion solar en ciudad de Sucre:
kW ⋅ hr
= 1 ⋅ hrs.sol
R.S. = 5.7 ⋅ ―――
m 2 ⋅ day
R.S. ≔ 5.7
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Potencia requerida es:
WhDia.comp
Potencia ≔ ――――
R.S.
Potencia = 2309 W
Potencia de los paneles estandarizadas por sus fabricantes :
Potunitaria ≔ 370 W
IMAX ≔ 9.23 A
Paneles solares necesarios :
Potencia
NºPaneles ≔ ――――
Potunitaria
NºPaneles = 6.24
NºP.Neto ≔ 6
Calculo numerico de las baterias necesarias:
d.d.a ≔ 3
dias de autonomia como ejemplo
Energia requerida en baterias: para cuando no hay radiacion solar
EBateria ≔ d.d.a ⋅ WhDia.comp
EBateria = 39478 W
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Profundidad de descarga : consideramos acumuladores de energia o uso solar de
80% de profundidad de descarga.
P.D.D ≔ 0.8
EBateria
EBateria.P.D.D ≔ ―――
P.D.D
EBateria.P.D.D = 49348 W
Capacidad de las baterias en A-hr
Tencion del sistema :
vnom ≔ 12 V
EBateria.P.D.D
CapAhr ≔ ――――
vnom
CapAhr = 4112 A
Numero de baterias de litio:
Batamp ≔ 250 A
CapAhr
NºBat ≔ ―――
Batamp
Coneccion serie y Paralelo......
NºBat = 16
NºB.Neto ≔ 16
Seleccion del regulador:
IT ≔ IMAX ⋅ NºP.Neto
IT = 55.4 A
Se seleccion de un regulador
de 60 A
Seleccion del inversor:
PotInst ≔ Pot.Intal.Lum + Pot.Intal.Apar
Asumiento un factor de simultaneidad de 1
PotInst = 2824 W
Seleccion del inversor de
3000 W de salida
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ARTEFACTOS:
El Panel Solar 370W 24V Monocristalino
El Panel Solar 370W 24V Monocristalino ERA supone la
mejor relación potencia-precio en la actualidad. Gracias a
sus células monocristalinas de elevado rendimiento,
tendremos casi un 25% más de producción respecto a un
panel de 300W y con el mismo tamaño físico. Es perfecto
para aisladas, conexiones a red y sistemas de bombeo
solar directo gracias a su elevada eficiencia.
Necesitaremos menos superficie útil para producir más
energía. Se trata de un panel solar de 72 células, lo que
nos indica que es de 24V. Lleva
Batería AGM
La Batería AGM 250Ah 12V Kaise es una batería de
tecnología AGM sellada y sin mantenimiento. Su aplicación
es ideal para pequeñas instalaciones solares, equipos
tales como alarmas, luces de emergencia, sistemas
contraincendio, telecomunicaciones, instrumentos de
medición, equipos de riego, juguetes. . La batería viene en
un formato compacto, con asas y terminales de tornillo
para que sea sencillo de transportar e instalar.
Regulador MPPT
El controlador de carga bluesolar MPPT 150/60 es un
controlador con corriente de carga hasta 60A y tensión
hasta 150V. Además el controlador de carga Blue Solar
MPPT 150/60 tiene un seguimiento ultrarrápido del punto
de máxima potencia (MPPT). El controlador de carga Blue
Solar MPPT 150/60 tiene una detección avanzada del
punto de máxima potencia en caso de nubosidad parcial.
Por otro lado el modelo de controlador de carga BlueSolar
MPPT 150/60 que ofrece AutoSolar, tiene una eficiencia
de conversión excepcional, un algoritmo de carga flexible,
relé auxiliar reprogramable, además de una amplia
protección electrónica.
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Inversor Solar Onda Senoidal Victron 12V / 220V
El Inversor Solar Onda Senoidal Victron Phoenix 12V / 220V
3000VAtiene como punto fuerte unas grnades prestaciones
en lo referido a potencia y rendimiento. El Inversor Solar
Onda Senoidal Victron Phoenix 12V / 220V 3000VAcombina
la alta frecuencia y la frecuencia de línea; es por ello por lo
que garantiza lo mejor de ambas.
Bibliografía :
https://autosolar.es/reguladores-de-carga
Salidas
Entradas
Costo de los equimos para la instalacion de PFV.
Conclusión:
El precio de los materiales tiene un precio elevado, esa cantidad de dinero sería difícil de
costear, más la instalación seria aún mucho mayor.
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