7/30/2019 Dimensionamiento de sistemas de generacin fotovoltaicos y de bancos de bateras

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Dimensionamiento de sistemas de generacin fotovoltaicos y de

bancos de bateras.

Para una correctainstalacin,produccin y amortizacinde tusplacas solares fotovoltaicas;es imprescindible que el proyecto fotovoltaico tenga en cuenta todos y cada uno de los

factores de dimensionamiento e instalacin.

Datos necesarios para dimensionar un sistema:

Tensin nominal del sistema.

Se refiere a la tensin tpica en que operan las cargas a conectar. Adems, se debe distinguirsi la referida tensin es alterna o continua.Potencia exigida por la cargaLa potencia que cada carga exige es un dato esencial. Los equipamientos decomunicaciones requieren potencias importantes cuando funcionan en transmisin y esto,

muchas veces, ocurre slo durante algunos minutos por da. Durante el resto del tiemporequieren una pequea potencia de mantenimiento. Esta diferenciacin debe ser tenida encuenta en la concepcin del sistema.Horas de utilizacin de las cargasJuntamente con la potencia requerida por la carga, se debern especificar las horas diariasde utilizacin de la referida potencia. Multiplicando potencia por horas de utilizacin, seobtendrn los vatios hora requeridos por la carga al final de un da.

Localizacin geogrfica del sistema (latitud, longitud y altura sobre el nivel del mar delsitio de la instalacin)

Estos datos son necesarios para determinar el ngulo de inclinacin adecuado para elmdulo fotovoltaicoy el nivel de radiacin (medio mensual) del lugar.Autonoma prevista

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Esto se refiere al nmero de das en que se prev que disminuir o no habr generacin yque debern ser tenidos en cuenta en el dimensionamiento de las bateras de acumuladores.Para sistemas rurales domsticos se toman de 3 a 5 das y para sistemas de comunicacionesremotos de 7 a 10 das de autonoma.Se muestra a continuacin una hoja de calculo para determinar los vatios/hora diarios

(Wh/da) de todas las cargas de corriente continua y alternad que se pretendan alimentar.

a) Cargas en corriente continuaAparato Horas de uso por da (A) Consumo del aparato en vatios (B) Total vatios hora/da(A x B)Lmpara bajo consumo 7 W 1 8.5 8.52 lmparas bajo consumo 9 W 1 a 3 10 60Lmpara bajo consumo 9 W 1 10 10Equipamiento de transmisin radio aficionado

Transmisin 0.5 12 6Escucha 3 3 9Subtotal 1 93.5

b) Cargas en corriente alternaAparato Horas de uso por da (A) Consumo del aparato en vatios (B) Total vatios hora/da(A x B)TV en color 14" 2 60 120

Incrementar 15% para tener en cuenta el rendimiento del inversor 18Subtotal 2 138Demanda total de energa en vatios-hora/da (1 + 2) 231.5

1) Identificar cada carga de corriente continua, su consumo en vatios y la cantidad de horaspor da que debe funcionar. En el ejemplo se consideraran lmparas de bajo consumo de 7 y9 W que, con sus balastros, consumen respectivamente 8,5 y 10 W. Tambin se consideraun equipamiento de transmisin tipo banda de radio aficionado donde se identifica suconsumo tanto en transmisin como en escucha.2) Multiplicar la columna (A) por la (B) para obtener los vatios hora/da de consumo decada aparato (columna [AxB]).3) Sumar los vatios hora/da de cada aparato para obtener los vatios hora/da totales de lascargas en corriente continua (Subtotal 1).4) Proceder de igual forma con las cargas en corriente alterna con el incremento del 15% deenerga adicional para tener en cuenta el rendimiento del inversor (Subtotal 2).Para poder escoger el inversor adecuado, se deber tener claro cuales son los niveles de

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tensin que se manejarn tanto en termos de corriente alterna como de continua. Porejemplo, si en una habitacin rural se instala un generador solar en 12 Vcc. y se deseaalimentar un televisor en color que funciona en 220 Vca y que consume 60W, el inversorser de 12 Vcc a 220 Vca y manejar un mnimo 60 W. Si existiesen otras cargas decorriente alterna, se debern sumar todas aquellas que se deseen alimentar de forma

simultnea. El resultado de la referida suma, ms un margen de seguridad deaproximadamente un 10%, determinar la potencia del inversor.5) obtener la demanda total de energa. Subtotal 1 + Subtotal 2.

Clculo del nmero de mdulos necesarios

Mtodo SimplificadoSe deben conocer los niveles de radiacin solar tpicos de la regin (ver mapa). Como ya se

vio, la capacidad de produccin de los mdulos vara con la radiacin.Para realizar un clculo aproximado de la cantidad de mdulos necesarios para unainstalacin, se puede proceder de la siguiente forma:1) Calcular con base en la hoja de dimensionamiento la demanda total de energa de lainstalacin (Subtotal1 + Subtotal 2)2) Determinar en que zona se realizar la instalacin.3) Los valores de radiacin deben calcularse para que en el invierno abastezcanadecuadamente el consumo. Para eso debern disminuirse a los valores medios de radiacinal porcentaje que se indica en la tabla 1.LA PARTE FRONTAL DE LOS MDULOS DEL GENERADOR DEBE ESTAR

ORIENTADA AL SUR GEOGRFICO (POSICIN DEL SOL AL MEDIO DA).EL PLANO DE LOS MDULOS DEBE INSTALARSE INCLINADO,FORMANDO UN NGULO DE 45 CON El PLANO HORIZONTAL.

Clculo del banco de bateras de acumuladores

La capacidad del banco de bateras se obtiene con la frmula:Cap.= 1,66 x Dtot x Aut.En donde:1,66: factor de correccin de batera de acumuladores que tiene en cuenta la profundidad dedescarga admitida, el envejecimiento y un factor de temperatura.Dtot: Demanda total de energa de la instalacin en Ah/da. Esto se obtiene dividiendo losWh/da totales que surgen de la hoja de dimensionamiento por la tensin del sistema.

Autonoma: das de autonoma conforme lo visto en el punto Autonoma prevista.En el ejemplo adoptado ser:

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Cap. Bat. =1,66 x ((231,5 Wh/da/12 voltios) x 5 das) = 160 AhSe tomar el valor normalizado inmediatamente superior al que resulte de este clculo y searmarn las combinaciones serie-paralelo adecuadas para cada caso.