Estais interesados en conocer como calcular una pequeña instalación solar fotovoltaica para dotar de alumbrado y televisión a vuestra casa de campo? En lugares donde la baja tensión no llega o puede ser relativamente caro el llevarla, las instalaciones solares fotovoltaicas aisladas, nos permiten aprovechar la radiación solar para disponer de energía cuando el sol ha dejado paso a la luna. Nuestro colaborador, David, Técnico Proyectista Instalador de Energía Solar Fototérmica y Fotovoltaica por el Censolar (Centro de Estudios de la Enegía Solar), comparte con nosotros el siguiente artículo en el que nos detalla como hacer de una forma simple los cálculos para ver que necesitamos instalar de acuerdo a nuestras necesidades.

 

Saludos, aquí os explico de una forma como podéis dimensionar vuestra propia instalación fotovoltaica, los cálculos y formulas presentados en el presente estudios están avalados por curso de instalador-proyectista de energía solar de la academia Censolar.

 

En primer lugar comenzaremos por estimar los consumos eléctricos diarios de los equipos eléctricos que vayan a operar de continuo en la instalación:

 

(1) Potencia suministrada por el fabricante (temperatura exterior 20 ºC - interior 5 ºC )

Consumo energético teórico : Et = 749 Wxh, resultado de sumar la columna derecha de la tabla anterior, Energía (Wxh).

A partir del consumo energético teórico , debemos calcular consumo energético real, necesario para hacer frente a los múltiples factores de perdidas que van ha existir en la instalación fotovoltaica, del siguiente modo :

E = Et / R

Donde R es el parámetro de rendimiento global de la instalación fotovoltaica, definido como :

R= (1-kb-kc-kv)x(1-kaxN/Pd)

Los factores de la ecuación son los siguientes

Kb : coeficiente de perdidas por rendimiento del acumulador.

0.05 en acumuladores que no demanden descargas intensas.

0.1 en descargas profundas.

Kc : coeficiente de descargas varias 0.5 a 0.15 como valores de referencia.

Ka: coeficiente de autodescarga diario

0.002 para baterías de baja autodescarga Ni-Cd

0.005 para baterías estacionarias de Pb-acido (las mas habituales)

0.012 para baterías de alta autodescarga

N : números de días de autonomía de la instalación

Serán los días que la instalación deberá operar con un mínimo de irradiación (días nublados continuos) en los cuales se va consumir mas energía de la que el sistema va a ser capaz a generar.

Pd : profundidad de descarga de diaria de la batería

Esta profundidad de descarga no excederá del 80 %

Kb= 0.05   Kc=0.05   Kv=0.15   N=11   Pd=0.8   Ka=0.005

Según la ecuación el rendimiento de la instalación fotovoltaica R es el siguiente:

R=(1-0.05-0.05-0.15)*(1-0.005*11/0.8)= 0.698

A partir de la ecuación el consumo real

E= 749/0.698 = 1073 Wxh

CÁLCULO DEL ACUMULADOR. BATERÍAS.

 Una vez definida la energía real se puede obtener fácilmente la capacidad del banco de baterías C (AxH) necesario del siguiente modo:

 C=( Exn)/(VxPd)= (1073x11)/(12x0.8)= 1229 A h

 Ahora solo tenéis que mirar el catalogo de baterías y elegir la que se aproxime en capacidad a la calculada.

 

CÁLCULO DE LOS PANELES SOLARRES FOTOVOLTAICOS.

Ahora calcularemos las características y numero de paneles necesarios, para cargar el banco de baterías que hemos dimensionado.

Primero calcularemos la energía diaria necesaria Ep que será superior a la energía real E, teniendo en cuenta un rendimiento de la instalación del 90 %

Ep=E/0.90

1073/0.9= 1192 Wxh

 

Ahora comprobaremos cuales son el numero de horas de sol pico sobre el horizonte en la zona de Córdoba por ejemplo (H.S.P).

Necesitamos los siguientes datos:- Latitud de Córdoba: 37´9º

- Inclinación: 37´9 + 15 = 52´9

- Hcorregida = 7´245

- k = 1´48

- HSP = 0.2978

Para hallar la inclinación que han de tener los paneles, se le han sumado 15º a la latitud, ya que se considera que la instalación se usa todo el año.

La Hcorregida se ha calculado en base a la tabla de valores de H (Energía en MJ incidente sobre  1 m cuadrado de superficie horizontal). Se ha considerado el dato correspondiente al mes más desfavorable, Diciembre en este caso, siendo el valor 6´9 MJ/m² y se ha multiplicado por 1´05 que es el factor de corrección que se aplica cuando se considera una atmósfera limpia.

El factor k es un factor de corrección para superficies inclinadas, ya que los paneles no se encuentran horizontales. En base a la latitud y a la inclinación de los paneles, se obtiene un valor de k = 1´48.

Las HSP (Horas de Sol Pico) se han calculado según la siguiente ecuación: 

HSP= 0.2978x1.48x7.24= 3.19

Teniendo las H.S.P ahora obtendremos el numero de paneles necesario mediante la ecuación siguiente:

N= Ep/(Px(HSP))

donde P es la potencia de cada panel.

1192/120(3.19) = 3.11   utilizaremos 4 paneles de 120 w.

CÁLCULO DEL REGULADOR.

Elemento fundamental en la instalación tiene como objetivo interrumpir la conexión de los paneles con las baterías y evitar que sigan en carga para que no se produzca una sobrecarga en estas y así aumentar la vida de estas y proceder a continuar cargándolas cuando estas lo necesiten.

El regulador estará tarado para que se produzca la desconexión con las baterías automáticamente cuando la tensión en las bornas de la batería sea del 70 % de la profundidad de descarga admisible y el aviso acústico al 50%. 

Calcularemos la intensidad máxima admisible de los 4 paneles conectados en paralelo:

Imax = Ip* N= 7.1*4= 28.4A

Ip es la intensidad pico de un panel= 7.1 A

N es el numero de paneles en paralelo

Utilizaremos un regular inmediatamente superior a 28.4 A.

CÁLCULO DEL INVERSOR DE CORRIENTE.

La entrada del convertidor será de 12 v y la salida 220 v 50 Hz de frecuencia , el convertidor será utilizado para los electrodomésticos de la casa que funcionan a 220 voltios convencionales, la elección de este será para una potencia máxima instantánea en la que la televisión, y el frigorífico estén utilizando electricidad. Si los dos electrodomésticos están funcionando tendremos una potencia de 540 wh , luego elegiremos el que comercialmente este preparado para esta potencia.

 

 

Bien espero que os sea útil este articulo y no os sea muy complicado calcular vuestras propias instalaciones, sin mas un saludo y hasta el próximo articulo .

David Escudero Marta.

Proyectista Instalador de Energía Solar Fototérmica y Fotovoltaica por Censolar.

 

Bueno y como dice, David, hasta aquí llega este artículo que amablemente nos ha cedido para tod@s nuestr@s amig@s de la web, esperamos que os sea útil, al igual que ansiamos vuestros comentarios. No se ha hablado en ningún momento a lo largo del artículo de costes, debido a que es eminentemente técnico, pero como sabeis estamos a vuestra disposición para cualquier duda que puda surgios con relación al tema.

 

Igualmente si estais interesados en que tratemos el tema del coste económico de este tipo de instalaciones, dejadnos algún comentario solicitándolo y

estaremos encontados de escribir otro artículo para compartir con vosotr@s nuestros conocimientos y experiencias en este campo.