Dimensionado Estudio de cargas Es importante realizar este estudio antes del dimensionado, ya que se necesitan obtener el consumo diario y la demanda máxima, estos datos, nos ayudaran con los respectivos cálculos para el dimensionamiento. En el fraccionamiento “Héroes de Puebla” habitan unas 5,400 personas en 1,530 casas. Así mismo operan 106 establecimientos para comercio mayorista. Este estudio se tomó como un promedio aproximado de cada casa-habitación del fraccionamiento, de igual manera se multiplico por un factor del doble, para satisfacer la necesidad energética de los 106 establecimientos. Voltaje del Sistema Es necesario conocer el consumo diario a partir de un criterio para la protección de los módulos. Se toma el dato del consumo diario x factor de protección (20-30%) este factor es de protección de los módulos. 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑜 = 34,363,800𝑊ℎ ∗ 1.20% 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑜 = 41,236,560𝑊ℎ El voltaje del sistema se elige a partir del consumo diario, se utiliza el siguiente criterio. De 1 a 2000Wh de consumo diario, se recomienda hacer el sistema a 12V De 2001Wh a 4000 de consumo diario, se recomienda hacer el sistema a 24V De 4001Wh en adelante, se recomienda hacer el sistema a 48V Siguiendo los criterios, el voltaje para este sistema es de 48V Calculo de Módulos Fotovoltaicos Consumo diario= 41,236,560Wh 𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑓𝑜𝑡𝑜𝑣𝑜𝑙𝑡𝑎𝑖𝑐𝑎 = 𝑁𝑢𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑚ó𝑑𝑢𝑙𝑜𝑠 = 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑜 41,236,560𝑊ℎ = = 8,247,312𝑊 𝐻𝑜𝑟𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑎𝑟 𝑚í𝑛𝑖𝑚𝑎 5ℎ 𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑓𝑜𝑡𝑜𝑣𝑜𝑙𝑡𝑎𝑖𝑐𝑎 8,247,312𝑊 = = 21,750 𝑀ó𝑑𝑢𝑙𝑜𝑠 𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑚ó𝑑𝑢𝑙𝑜 380𝑊 Módulo Era Monocristalino 380W Voc 41.3V Isc 11.69A Selección del Controlador Voltaje del Sistema 48V Numero de Módulos= 22,000 módulos de 380W Controlador Victron MPPT- RS Smartsolar Voltaje máximo de entrada 450V 48V – 10kw Para la selección del controlador, debemos seguir los siguientes parámetros: Controlador que trabaje al voltaje del sistema 48V Realizar el arreglo de módulos para no sobrepasar el voltaje máximo de entrada 450V La potencia de los módulos no sobrepase, la establecida por el controlador. Realizando el arreglo para cumplir los criterios, se obtuvo un arreglo de 5 series de 5, dando un total de 25 módulos. Se sabe que se necesita un total de 21,750 módulos, para satisfacer la demanda energética del lugar. Por esta razón se dividirá una sección de 25 módulos, obteniendo 870 secciones, con su respectivo controlador de carga, haciendo este arreglo se puede cumplir con la demanda de 21,750 módulos. Calculo del inversor Voltaje del sistema= 48V Demanda máxima= 20, 027,700W Demanda máxima por 25 módulos= 26,180W Inversor Growatt 33kW Entrada Batería 48Vdc Salida 120Vac-240Vac Eficiencia 93% Para la selección del inversor, se toman los siguientes criterios: Voltaje del sistema 48V No sobrepasar la potencia del inversor, de acuerdo a la demanda máxima Calculo de baterías Voltaje del sistema 48V Consumo diario: 47,040Wh Eficiencia del inversor 93% 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑜 47,040𝑊 𝐸𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑖𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠𝑜𝑟 𝐴ℎ⁄ 0.93 = 1053.76𝐴 ℎ 𝑑𝑖𝑎 = 𝑉𝑜𝑙𝑡𝑎𝑗𝑒 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎 = 48𝑉 𝐴ℎ⁄ 𝑑𝑖𝑎 = 1053.76𝐴ℎ Baterías en paralelo: 𝐴ℎ⁄ 𝐴ℎ 𝑑𝑖𝑎 = 1053.76 ⁄𝑑𝑖𝑎 Días de autonomía: 1 Profundidad de descarga: 50% Capacidad de la batería: 250Ah Batería Solar AGM 24v 250 Ah 𝐴ℎ ∗ 𝐷𝑖𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑎𝑢𝑡𝑜𝑛𝑜𝑚𝑖𝑎 𝑑𝑖𝑎 1053.76 ∗ 1 𝑃𝑟𝑜𝑓𝑢𝑛𝑑𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑠𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 . 50 𝐵𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑠 𝑒𝑛 𝑝𝑎𝑟𝑎𝑙𝑒𝑙𝑜 = = = 9 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑠 𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎 250𝐴ℎ Calculo de Baterías en Serie: Voltaje del sistema: 48V Voltaje de la batería: 12V 𝐵𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑠 𝑒𝑛 𝑠𝑒𝑟𝑖𝑒 = 48𝑉 = 2 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑠 24𝑉 Baterías totales: Baterías en paralelo x baterías en serie= 9x2=16 baterías Este es el dimensionamiento para una sección de 25 módulos, donde contiene: 1 controlador de carga 1 inversor de 33kw 16 baterías, 9 series de 2 Anteriormente se estableció que son 870 secciones dando un total de 21,750 módulos, para poder satisfacer la demanda energética. Aplicando el criterio de las secciones, obtenemos un total de: 870 controladores de carga 870 inversores de 33kw 13,920 baterías En conclusión, este tipo de proyecto autónomo, no es recomendable usarlo en lugares de mucha demanda energética, por los costos de los diferentes componentes, además que se pueden presentar perdidas de energía o inclusive estresar los componentes. En proyectos de esta magnitud es recomendable utilizar un sistema fotovoltaico conectado a la red, el costo es relativamente bajo, menos perdidas y uno de los componentes importantes como el inversor, es directamente proporcional al número de paneles.