Calculo de instalaciones de energia solar fotovoltaica

4- Cálculo de instalaciones de energía solar fotovoltaica.

- Dimensionado de paneles solares

La intensidad que produce el panel a lo largo del día es igual al producto de la intensidad que produce el panel por las horas pico del sol, HSP. La intensidad del panel es un dato que suministra el fabricante. Estos valores son los que se obtienen en las condiciones estándares de media que se corresponden con una irradiancia de 1000W/m2 y una temperatura de la célula de 25ºC.
Normalmente se calculan los amperios hora con un aumento de seguridad del 20% y se dividen por las HSP de la zona donde esta situada la instalación, el resultado se divide por la intensidad que proporciona cada panel y nos dará el número de paneles necesarios.

- Dimensionado de baterías.

Para la elección de la capacidad de la batería debemos tener en cuenta los siguientes aspectos:
· Debemos acumular la energía suficiente para que en los periodos en que la climatología no es favorable pueda funcionar la instalación con toda normalidad, también deben quedar garantizado los picos de consumo superiores a la media.
· Se deben tener en cuenta las características de la batería en cuanto a los ciclos diarios de carga y descarga. La vida de una batería depende de la profundidad de los ciclos diarios de carga y descarga, una batería en una instalación fotovoltaica descarga cada día entre un 5 y un 30% de la energía almacenada.

Una forma de calcular la capacidad de la batería C es estableciendo previamente los días D de autonomía, considerando la profundidad de descarga absoluta en tanto por uno Pd según el tipo de batería 0,7 para las baterías estacionarias de plomo y 0,9 para las baterías de níquel-cadmio, y teniendo en cuenta el consumo diario Cdiario.
D
C= Cdiario· ------
Pd

- Dimensionado del regulador

Para la elección del regulador se debe tener en cuenta la tensión de las baterías y la intensidad máxima que proporcionan los paneles. Este dato lo proporciona el fabricante en la tabla de características. Como la diferencia de precio no es elevada siempre se suele sobredimensionar el regulador para intensidades mayores, de manera que se facilita el trabajo del regulador y nos permite hacer una ampliación de paneles en caso de necesidades posteriores.
Los desconectores de mínima tensión se dimensionan en función de la intensidad máxima instantánea que puede salir de las baterías; esta intensidad es la suma de las intensidades de los receptores de la instalación.

- Dimensionado de los conductores

En este tipo de instalaciones por trabajar a bajas tensiones es fundamental el correcto cálculo de las secciones, para evitar caídas de tensión significativas que influyen negativamente en las cargas de las baterías.
Como norma general se debe procurar que la longitud de los conductores desde los paneles al regulador y de este a las baterías sea lo mas corta posible, además debe tener una sección suficiente por lo expuesto anteriormente.
Generalmente se adopta una caída de tensión del 3% para el tramo que comunica paneles-regulador-baterías y entre esta y el inversor cuando sea necesario. Para la caída de tensión total hasta los receptores puede llegar hasta el 5%.
Como método general, para determinar la sección se sigue el procedimiento siguiente:
1º Calculamos la intensidad de los receptores.

2º Para la intensidad total de los receptores se consulta la tabla de densidades de corriente ITC-BT-19.

3º Se calcula por caída de tensión, utilizando la siguiente formula:

2·P·L·100
S=--------------------
λ·V2·ΔV (%)
Para el cobre λ= 56
Para el aluminio λ= 35

4º Se elige la sección mayor de las resultantes de los dos métodos, en caso de no existir la sección en el mercado, se elige la sección superior existente.


EJEMPLO:


INSTALACIÓN PARA VIVIEDA PERMANENTE
(Consumo máximo puntual 5000W. Consumo máximo diario 8.000W. Acumulación en baterías 21.600W).

Proyecto de central fotovoltaico para uso doméstico compuesto por 10 paneles de 160W hora pico, 1 regulador de 30A/48V, inversor senoidal de 5000W, banco de baterías de 24 vasos de 450A/2V.

Potencias:
Captación hora pico de los paneles: 1.600W
Captación media diaria: 8.000W
Potencia continua del inversor: 5000W. Potencia pico de arranque 10000W
Reserva en baterías a 48V/450A: 21.600W.

Descripción de Componentes:

Panel marca Atersa
Modelo A-160
Potencia (W en prueba + 10%) 160 W
Corriente en el punto de máxima potencia 4,45 A
Tensión en el punto de máxima potencia 36,00V
Corriente de cortocircuito 4,75 A
Tensión de circuito abierto 44,20V
Longitud 1.618 mm
Anchura 814 mm
Espesor 35 mm
Peso aproximado 14,80 Kg

Regulador digital 48V/30Amp
Modelo: Leo 2 última generación
Sistema de regulación: Dividida en dos fases, carga profunda y flotación
Incorpora un microcontrolador.
Inversor senoidal
Modelo: Tauro 5048
Tensión de entrada DC: 48V
Tensión de salida AC: 220V con una variación <7%
Forma de onda: Senoidal pura
Potencia nominal continua: 5000W
Pico de arranque: 200%
Consumo medio en automático: 50 miliamperios

Banco de baterías TAB OPzS transparente 450Ah
Vasos: 24
Voltaje nominal: 2 V
Amperios: 450 Amp

PRECIOS:
10 paneles 160W 8.000 €
24 vasos de baterías 450 Amp 4.984 €
1 inversor 5000W 2.375 €
1 regulador 48V/30Amp 518 €
Total(IVA incluido, transporte e instalación no incluidos) 15.877 €