Calculos para el diseño de un sistema solar fotovoltaico aplicado en:Cabaña “Beach and sun” Calle cualquiera 29, Ciudad, País 54321 Información adicional: Augue ut ergo reprobo nulla esse roto, in, adipis ea autem reprobo distineo, tationaptent. Reprobo dolor tation facilisis, erat pagus capto, lucidus aptent, esse pecus imputo lorem eta misca alit. Para 1. ESTIMACION DEL CONSUMO APARATOS TABLA DE CONSUMO Unidades Carga Potencia unitaria (Watt) 2 Ventilador de techo (DC) Televisor led (AC) Bombillas (AC) Reproductor Blu ray (AC) 60 Horas del Total Energia Total funcionamiento necesaria(Wh) Energia al dia (Horas) necesaria x Margen de seguridad del 20% 8 960 1152 75 4 300 360 12 3 180 216 15 3 45 54 1485Wh/dia 1782Wh/dia 1 5 1 Consumo medio de energía diario (Lmd) 𝐿𝑚𝑑 = 630 1152 + 0,90 0,95(1) = 1949.47 𝑊ℎ 𝑑𝑖𝑎 Tambien se puede expresar como el consumo de energía medio en Ah/dia: 𝑄𝐴ℎ = 1949.47 = 81.23 𝐴ℎ/𝑑𝑖𝑎 24 Consumo total anual (𝐿𝑇 ) y medio anual (𝐿𝑀𝑎 ) 𝐿𝑇 =𝐿𝑚𝑑 *365dias 1949.47 ∗ 365 = 71.155.655 𝑊ℎ/𝑎ñ𝑜 𝐿𝑇 365 𝐿𝑀𝑎 = 71.155.655 = 194.947𝑊ℎ/𝑑𝑖𝑎 365 2. DIMENSIONADO DEL SISTEMA SOLAR Observando en la tabla de irradiación, se escoge como mes critico el mes de enero, ya que posee la menor radiación solar posible. Numero total de modulos necesarios 𝑁𝑇 = 𝐿𝑚𝑑𝑐𝑟𝑖𝑡 𝑃𝑀𝑃𝑃 ∗ 𝐻𝑃𝑆𝑐𝑟𝑖𝑡 ∗ 𝑃𝑅 1949.47 𝑁𝑡 = 265∗1.72∗0.7 = 6.11 Nt: 7 paneles Respecto a las conexiones entre modulos, se tiene en cuenta el tipo de corriente que utilizan, el sistema de acumulación y el seleccionado, de tal forma: a) El modulo seleccionado tiene una 𝑉𝑜𝑐 = 37,7𝑉 b) El sistema de acumulación lo seleccionamos de 24 Vcc 𝑁𝑠𝑒𝑟𝑖𝑒 = 𝑉 𝑉𝑏𝑎𝑡 𝑀𝑂𝐷 𝑀𝑃𝑃 𝑁𝑝𝑎𝑟𝑎𝑙𝑒𝑙𝑜 = 𝑁 𝑁𝑇 𝑠𝑒𝑟𝑖𝑒 𝑁𝑠𝑒𝑟𝑖𝑒 =24/37,7=0,64 1 4 𝑁𝑝𝑎𝑟𝑎𝑙𝑒𝑙𝑜 = 1 = 4 Por tanto, conectaremos 4 ramas en paralelo con un panel por rama Calculo de las baterías Las baterías funcionaran como bodega de almacenamiento de energía, un dato importante a considerar para el calculo de baterías son los días de autonomía, que para este diseño serán 4 dias Datos: -Profundidad de descarga máxima estacional 𝑃𝐷𝑚𝑎𝑥,𝑒 = 70%0,7 -Profundidad de descarga máxima diaria 𝑃𝐷𝑚𝑎𝑥,𝑑 = 15%0,15 Capacidad nominal de la batería en función de la descarga máxima diaria: 𝐶𝑛𝑒 (𝑊ℎ) = 𝐶𝑛𝑒 (𝑊ℎ) = 𝐿𝑚𝑑 𝑃𝐷𝑚𝑎𝑥,𝑑 ∗ 𝐹𝑐𝑡 1949.47 = 12996.46𝑊ℎ 0.15 ∗ 1 𝐶𝑛𝑒 (𝐴ℎ) = 𝐶𝑛𝑒 (𝑊ℎ) 𝑉𝐵𝐴𝑇 𝐶𝑛𝑒 (𝐴ℎ) = 12996.46 = 541.52𝐴ℎ 24 La capacidad nominal de las baterías seria: 542 Ah Cálculo del regulador Se calcula cual es la máxima corriente que debe soportar el regulador, a su entrada pero también a su salida. Para calcular la corriente de entrada al regulador hacemos el producto corriente de cortocircuito de un módulo, en nuestro caso Isc = 9,21 A Ientrada = 1,25 * IMOD.SC * Np Ientrada = 1,25 * 9,21 * 7 = 80,6 A Siendo, (IMOD,SC) la corriente unitaria del módulo fotovoltaico en condiciones de cortocircuito Isc = 9,21 A (NP) el número de ramas en paralelo, en este caso, 7. Coeficiente seguridad = 1,25 es un factor de seguridad para evitar daños ocasionales al regulador. Para el cálculo de la corriente de salida hemos de valorar las potencias de las cargas DC y las cargas AC: 𝐼𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 = 𝑃𝐴𝐶 1,25 ∗ (𝑃𝐷𝐶 + 𝜂𝑖𝑛𝑣 ) 𝑉𝐵𝐴𝑇 = 1949.47 𝑊ℎ 𝑑𝑖𝑎 1,25 ∗ (60 + 𝐼𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 = 75 + 12 + 15 ) 209,2 0,95 = = 8,72 A 24 24 Siendo, (PDC), potencia de las cargas en continua (PAC), potencia de las cargas en alterna. (ηinv), rendimiento del inversor, en torno a 90-95%. De este modo el regulador debería soportar una corriente, como mínimo de 80,6 A a su entrada y 8,72 A a su salida, por lo que seleccionaremos el valor más crítico Ientrada 80,6 A. Cálculo del inversor Por último, para el cálculo del inversor, únicamente hemos de calcular la suma de las potencias de las cargas de alterna. En nuestro caso, sería la TV led (75W), las bombillas (12W) y el Blu Ray (15W) y aplicar un margen de seguridad del 20%. Pinv = 1,2 * PAC Pinv = 1,2 * (75+12+15) = 122,4 W Así pues, será necesario un inversor de 122,4W aproximadamente. Ahora bien, debemos tener en cuenta algo importante a la hora de seleccionar nuestro inversor. Muchos de los electrodomésticos y aparatos con motor utilizados tienen “picos de arranque”, como los frigoríficos, lavadoras, etc., lo que supone que para su arranque van a demandar mayor potencia que la nominal, en ocasiones hasta 4 o 5 veces más de la potencia nominal prevista. Es por esta razón que, para evitar problemas y deficiencias en el correcto funcionamiento de nuestra instalación, es recomendable hacer un sobredimensionamiento que contemple los picos de arranque: Pinv = 1,2 * PAC Pinv = 1,2 * (75*4+12+15) = 392,4 W Es decir, nuestro inversor debería cubrir, al menos, 392,4 W de demanda para tener bien cubiertas las necesidades de la cabaña, incluso en los picos de demanda por arranque del motor de la lavadora. Conclusiones Se presentó un ejercicio de dimensionado de una instalación solar autónoma con el fin de conozcer los parámetros más importantes y el proceso de diseño. Dicha instalación se hará considerando los cálculos pertinentes basados en los aparatos eléctricos que posee la cabaña a la que se le va a aplicar el sistema. Le dimos un total de cuatro días de autonomía al sistema, teniendo en cuenta que el uso de la cabaña es estrictamente turístico y que por lo general se podría rentar entre viernes y lunes. Disponiendo de nuestros cálculos llegamos a la conclusión que necesitamos siete paneles para dar solución general a lo necesario y tuvimos en cuenta el dato del calculo del inversor para que la demanda sea cubierta en su totalidad en caso de que se generen picos de arranque.
