UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN DEPARTAMENTO ACADEMCO DE INGENIERIA ELECTRICA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA LABORATORIO DE GENERACION ELECTRICA CON ENERGIAS RENOVABLES ________________________________________________________________________________________ EXPERIENCIA VIRTUAL Nº 01 DIMENSIONAMIENTO DE ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA I.- OBJETIVOS: - Dimensionar un sistema fotovoltaico para utilización de cargas tanto en DC como en AC. - Realizar cálculos para sustentar el dimensionamiento del sistema fotovoltaico. II.- FUNDAMENTO TEÓRICO: Desarrollar el fundamento teórico de la presente experiencia. III.- MATERIALES E INFORMACIÓN A UTILIZAR Para la realización de la presente experiencia, es necesario consultar la bibliográfia, y llenar correctamente los formatos proporcionados para consignar los respectivos cálculos. Los dados de la experiencia virtual son: Tabla 2.1 GRUPO Lugar Región Radiación solar [kW.h / m2-dia] Guayabamba Iquitos GRUPO Abancay Apurímac GRUPO Characato Arequipa IV.-PROCEDIMIENTO: 4.1. Cada grupo respectivo desarrollará la experiencia de acuerdo a la tabla 2.1 y también con los datos siguientes datos: CARGAS EN CORRIENTE CONTINUA Radioteléfono comunal: (En caso de ser una localidad rural) Tiempo de transmisión diario 15 horas Tiempo en stand-by 09 horas Transmisión = 13 W – 12 V, Stand-by = 2.4 W 10 lámparas fluorescentes 20 W- 12 V 3 h/día 01 equipo de sonido 24 V – 100 W. 5 h/día ______________________________________________________________________________________ Ing. GR. 1 de 7 UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN DEPARTAMENTO ACADEMCO DE INGENIERIA ELECTRICA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA LABORATORIO DE GENERACION ELECTRICA CON ENERGIAS RENOVABLES ________________________________________________________________________________________ CARGAS EN CORRIENTE ALTERNA 01 Refrigerador 200W-220V- 60Hz 14 h/día 01 TV LED 100 W-220V-60Hz 6 h/día SISTEMA DE BOMBEO DE AGUA - 06 personas adultas - 100 cabezas de ganado vacuno. - Altura geodésica de bombeo: 100 m; tubería de PVC, 1” de diámetro, f=0.002; longitud de tubería 180 m. - Considerar eficiencia de motor eléctrico. - Bombas disponibles 1ϕ AC de 480 gph, 0.5 hp – 220-240 VAC- 60Hz - η=0.8, Psurge = 2Pnominal cada una. - Se dispone también de variadores de frecuencia de 1.5 hp, monofásicos de 220VAC, 98 % de eficiencia con consumo en stand-by de 7W. - Consumo unitario de 40 l/dia-persona de agua. - Consumo unitario de 60 l/dia-cabeza de ganado de agua. - Utilizar inversores de 24VDC/220VAC monofásicos. - Profundidad de descarga 0.6. 4.2. Con los datos dados en la tabla 2.1 y las cargas eléctricas anteriores llenar el formato siguiente de dimensionamiento de sistemas fotovoltaicos. 4.3. Haga un esquema del sistema fotovoltaico propuesto. ______________________________________________________________________________________ Ing. GR. 2 de 7 UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN DEPARTAMENTO ACADEMCO DE INGENIERIA ELECTRICA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA LABORATORIO DE GENERACION ELECTRICA CON ENERGIAS RENOVABLES ________________________________________________________________________________________ DIMENSIONAMIENTO DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS Proyecto: _____________________________ Lugar: ________________________________ Descripción: _______________________________________________________________________________________ Esquema del Sistema: Aa. CARGA DC A1 A2 CANTIDAD CARGA (Watts) EQUIPO DC A5 A3 A4 Horas de uso / día CARGA (Watt-hora/día) A1xA2xA3 CARGA TOTAL DC DIARIA ______________________________________________________________________________________ Ing. GR. 3 de 7 UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN DEPARTAMENTO ACADEMCO DE INGENIERIA ELECTRICA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA LABORATORIO DE GENERACION ELECTRICA CON ENERGIAS RENOVABLES ________________________________________________________________________________________ Ab. CARGA AC A8 EQUIPO AC CANTIDAD A11 A9 A10 CARGA (Watthora/día) A6xA7xA8 SURGE (Watts) A7 A6 CARGA (Watts) Horas de uso / día CARGA TOTAL AC DIARIA A12 Factor de inversor (DC-AC) 1,20 A13 Carga diaria DC equivalente (A11xA12) __________________ Watts-hora/día DC A14 Carga máxima continua AC (Sumar A7) __________________ Watts A15 Carga máxima surge AC (Sumar A10 + A7CARGA SIN SURGE) ___________________ Watts B. CORRIENTE PICO DEL GENERADOR FV B1 Carga DC diaria (A5) _________________ Watts-hora/día ______________________________________________________________________________________ Ing. GR. 4 de 7 UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN DEPARTAMENTO ACADEMCO DE INGENIERIA ELECTRICA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA LABORATORIO DE GENERACION ELECTRICA CON ENERGIAS RENOVABLES ________________________________________________________________________________________ B2 Carga AC (equivalente DC diaria (A13) _________ Watts-hora/día B3 Carga DC total diaria (B1 + B2) _________ Watts-hora/día B4 Tensión DC del sistema ___________ Voltios B5 Corriente de carga DC diaria (B3/B4) ___________ Amperios-hora B6 Factor de seguridad (baterías, pérdidas del sistema) B7 Corriente de carga DC diaria corregida (B5xB6) 1,20 _________ Amperios-hora B8 Radiación solar _________ hss B9 Corriente pico del SFV (B7/B8) _________ Amperios C. DIMENSIONAMIENTO DEL GENERADOR FOTOVOLTAICO C1 Corriente pico del SFV (B9) _________ Amperios C2 Corriente pico del módulo seleccionado (Del catálogo) _________ Amperios C3 Arreglo de módulos en paralelo (C1/C2) _________ C4 Arreglos de módulos en paralelo (Redondeo de C3) _________ C5 Tensión DC nominal del sistema (B4) _________ Voltios C6 Tensión DC nominal del módulo (Del catálogo) _________ Voltios C7 Número de módulos en serie (C5/C6) _________ C8 Número total de módulos (C4xC7) _________ D. DIMENSIONAMIENTO DEL BANCO DE BATERÍAS D1 Carga DC total diaria (B7) D2 Días de reserva (emplear de 3 a 5 días) D3 Capacidad nominal del banco de baterías (D1xD2) _________ Amperios-hora días _________ Amperios-hora D4 Profundidad de descarga _________ (menor de 1,00) ______________________________________________________________________________________ Ing. GR. 5 de 7 UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN DEPARTAMENTO ACADEMCO DE INGENIERIA ELECTRICA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA LABORATORIO DE GENERACION ELECTRICA CON ENERGIAS RENOVABLES ________________________________________________________________________________________ D5 Capacidad corregida del banco de baterías (D3/D4) ________ D6 Capacidad nominal de batería (Del catálogo Emplear información de capacidad a C24) _________ Amperios-hora D7 Arreglos de baterías en paralelo (D5/D6) _________ D8 Arreglos de baterías en paralelo (Redondear D7) _________ D9 Tensión DC nominal del sistema (B4) _________ Voltios D10 Tensión DC nominal de batería (Del catálogo) _________ Voltios D11 Número de baterías serie (D9/D10) _________ D12 Número total de baterías (D8xD11) _________ Amperios-hora E. DIMENSIONAMIENTO DEL INVERSOR E1 Carga máxima continua AC (A14) ___________ Watts E2 Carga máxima surge AC (A15) ___________ Watts E3 Capacidad máxima continua AC del inversor (Del catálogo, debe ser mayor que E1) ___________ Watts E4 Capacidad máxima surge AC del inversor (Del catálogo, debe ser mayor que E2) ___________ Watts RESUMEN DE CANTIDAD DE COMPONENTES EQUIPO Cantidad OBSERVACIONES Módulos Regulador de Carga Baterías ______________________________________________________________________________________ Ing. GR. 6 de 7 UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN DEPARTAMENTO ACADEMCO DE INGENIERIA ELECTRICA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA LABORATORIO DE GENERACION ELECTRICA CON ENERGIAS RENOVABLES ________________________________________________________________________________________ Inversor DC-AC Convertidores DC-DC V.- CUESTIONARIO FINAL EXPERIENCIA 02 1.- De acuerdo a sus datos de grupo, obtener la irradiancia solar del lugar correspondiente. 2.- ¿Investigue de acuerdo al lugar cuantos días nublados al año se puede considerar y como se ha afrontado este problema? 3.- Realice los cálculos anteriores en el formato anterior, con baterías tipo Pb-ácido y con baterías Ion-Litio considerando las profundidades de descarga reales, y eficiencia real y consigne aquí cuantas baterías se debe de considerar en cada caso y de qué valor de energía en kW-H. 4.- Realice los cálculos anteriores en el formato anterior, con paneles fotovoltaicos tipo silicio monocristalino, silicio policristalino y silicio amorfo y consigne aquí la cantidad de paneles de cada tipo para satisfacer la demanda del respectivo sistema fotovoltaico. Fecha de entrega de informe grupal (digital): 19-10-2020 hora: 12:00 m al correo: VI.- OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES Escriba 05 conclusiones y 05 observaciones de carácter relevante de la experiencia realizada. VII.-BIBLIOGRAFÍA [1] Generación eléctrica con energías renovables, 1ra Ed, JOSÉ ANTONIO CARTA GONZÁLEZ - ROQUE CALERO PÉREZ, Prentice Hall España 2009. [2] Handbook for Solar Photovoltaic (PV) Systems, DAVID TAN - ANG KIAN SENG [3] Alternative Energy, 1ra Ed, NEIL SCHLAGER-JAYNE WEISBLATT, Thomson, China 2006 Ing. G. Carpio R Docente DAIEL ______________________________________________________________________________________ Ing. GR. 7 de 7
