anexos - javeriana

ANEXOS

Anexo 1 Mapa departamental del índice de cobertura en el año 2012.

Fuente UPME (2012).

Anexo 2 Mapa de brillo solar en Colombia (promedio anual de horas de sol al día).

Fuente UPME (2005).

Anexo 3 Instructivo de uso del aplicativo.

La siguiente información fue obtenida utilizando la versión 2016 de Microsoft Excel. Es

recomendado seguir detenidamente cada uno de los siguientes pasos aquí descritos:

1. Habilitar la opción que brinda Microsoft Excel para el uso de “Macros”, el cual se

encuentra en la pestaña “Desarrollador” como se puede observar en el siguiente recorte

de pantalla (Ilustración 23): Ilustración 23 Habilitar el uso de Macros

Fuente Información brindada por el aplicativo

En el caso de no tener esta opción habilitada, seleccionar la opción Archivo – Opciones

– Personalizar cinta de opciones, y seleccionar el cuadro “Desarrollador” dentro del menú de

pestañas principales. (En el caso de estar usando una versión diferente de Excel, buscar en internet

cómo activar la pestaña u opción “Desarrollador” respectivo a la versión utilizada).

Ilustración 24 Activar el Desarrollador

Fuente Información brindada por el aplicativo

2. Ubicarse en la pestaña de Excel denominada “Presentación”, en la cual aparece el

siguiente cuadro de ingreso de datos:

Ilustración 25 Localización y demanda de cada punto

Fuente 3 Información brindada por el aplicativo

Es necesario primero tener las ubicaciones de los puntos de demanda o puntos a abastecer.

Para obtener las opciones “Coordenada X” y “Coordenada Y”, lo más recomendable, es tener el

plano del terreno, de tal manera se fija un punto de origen (punto de referencia) y, según las

escalas del plano, medir vertical y horizontalmente las distancias. Estas distancias adquiridas son

las coordenadas (es importante tener en cuenta que el aplicativo va a interpretar los valores

ingresados en metros).

3. Luego, en la columna de la izquierda cambie las palabras “Punto X” por el nombre real

del punto de demanda, o el nombre por el cual es reconocido el lugar. Posterior a eso, en

la columna llamada “Potencia instalada [W]” se debe insertar la potencia energética que

puede ser consumida en un mismo momento. Este dato es de gran importancia porque

permite dimensionar la capacidad del inversor, lo que implica la cantidad de energía que

puede ser proveída al usuario en el mismo momento. En la columna de “Consumo

energético [Wh/día]” se debe insertar la cantidad total de energía consumida promedio

en el día. Este valor se halla revisando y sumando todos los equipos que consumen

energía, multiplicando la potencia y la cantidad de horas de uso promedio al día.

Ilustración 26 Consumo energético de cada punto


Al seleccionar esta opción, el programa ingresará a la pestaña “DemandaEnegética”.

Diligencie los datos requeridos llenando los campos de la siguiente imagen, escogiendo de la lista

desplegable el punto de demanda y el “Aparato/Equipo”, y llenando los valores de “Cantidad”

del mismo aparato y el uso promedio diario:

Ilustración 27 Demanda energética


4. Debido a que la radiación solar en Colombia no es igual en todos los puntos, el programa

usará la radiación crítica de una base de datos que fue creada con base a los datos de

Radiación Solar de la Nasa (Nasa Surface meteorology and Solar Energy: RETScreen

Data). En la pestaña “IngresoDatos”, existen dos opciones para ingresar la radiación en

la ubicación definida:

Ilustración 28 Ingreso de la radiación solar


En el cuadro seleccione el departamento y municipio respectivo en el que está ubicado el

terreno a abastecer y automáticamente aparecerá la radiación solar.

Ilustración 29 Ingreso de la radiación solar


Si conoce la radiación solar, simplemente ingrésela.

5. Ejecute el aplicativo por medio del siguiente botón que aparece en la pestaña

“IngresoDatos”: Ilustración 30 Botón de ejecución


6. En la pestaña “Resultados”, aparece una proyección de los distintos costos generados en

el aplicativo. En una primera instancia, se encuentra una tabla comparativa que expone

los siguientes costos: Ilustración 31 Resultados brindados por el aplicativo


El término “Costo Solución Individual” se refiere a la primera solución, en la cual se

ubican paneles solares en cada uno de los puntos de demanda definidos individualmente. Para

entrar al detalle de esta solución seleccione el siguiente botón:

Ilustración 32 Costo de la solución inicial


Al ser activado este botón, la pestaña definida como “CostoIndividual” se activará,

brindando la información de la solución inicial, es decir, la solución en la cual se implementa una

instalación solar fotovoltaica por punto de demanda. En una primera instancia aparece un gráfico

con las ubicaciones de los puntos, y la información desglosada por cada uno de los puntos en los

cuales se expone los componentes, la cantidad necesaria, su precio unitario y el total:

Ilustración 33 Ubicación de la solución inicial


Ilustración 34 Información de los componentes en cada punto


El término “Costo Solución con Micro-grids” se refiere a la solución modificada por el

aplicativo, en la cual se genera una red que suple 1 o más puntos. En la hoja “Resultados”, aparece

una tabla en la cual se muestra cuáles de los puntos suplen la demanda de los otros.

Ilustración 35 Asignación con Micro-Grids


En los casos en los que hay un punto y coma que separa dos puntos, significa que el

primer punto escrito suple la demanda de los otros. En este caso, el “Punto 1”, está supliendo la

demanda de energía eléctrica del “Punto 11”.

Para observar los costos específicos de toda la solución, seleccione el siguiente botón:

Ilustración 36 Botón para Costos específicos


Este botón activa la pestaña “CostoMicroGrids”, en la cual se encuentra un gráfico con

los puntos que tienen instalación solar fotovoltaica. Adicionalmente aparecen los costos por cada

conjunto de puntos unidos por sus respectivos componentes, cantidad, precio unitario y total de

los mismos:

Ilustración 37 Ubicación de la solución con Micro-grids


Ilustración 38 Información de los componentes para cada par de puntos


Para brindar una imagen más general de los costos totales, seleccionando el siguiente

botón cual activa la pestaña “CantidadEquipos”:

Ilustración 39 Botón para Cantidad de equipos


Aparecen, organizados de mayor a menor costo, el total en cantidad y costo de los

componentes que tendría la solución generada implementando MicroGrids.

Ilustración 40 Resumen de costos de componentes


Ejemplo aplicativo con datos reales

El siguiente ejemplo, implementando los pasos del instructivo, contiene la información

respectiva del caso de estudio escogido para desarrollar el presente trabajo de grado. Mostrará,

paso a paso, imágenes relacionadas con la correcta diligencia del aplicativo para el uso del futuro

lector:

1. Ilustración 41 Habilitar el uso de Macros


Ilustración 42 Habilitar el desarrollador


Ilustración 43 Plano de la granja La Paz. S.A.S

Fuente 21

Ilustración 44 Localización y demanda energética de cada punto


Para el cálculo de las coordenadas en el Caso de "La Granja", para el punto de demanda

de "Casa G", representado por el número 9, se muestra a continuación.

Para este caso, decidimos tomar como referencia la esquina superior izquierda del plano,

y cada una de las cuadriculas mide 9,5cm. Al ser una escala de 1:2000 representa 190 metros la

distancia de cada cuadrícula.

En el plano se puede evidenciar la forma de tomar el dato para el punto "Casa G",

representado por el número 9 desde el punto de referencia (circulo amarillo). La coordenada X

corresponde a 4,23 cuadrículas de 190m cada uno, es decir que en el eje horizontal están a 804m

de distancia. En el caso del eje horizontal se encuentran a 858m de distancia.

Ilustración 45 Cuadrícula para encontrar las coordenadas.

Fuente 23 Plano de la granja La Paz S.A.S

Ilustración 46 Localización y demanda energética de cada punto de la granja La Paz S.A.S


2.

Ilustración 47 Consumo energético para cada punto de La Granja S.A.S


Ilustración 48 Resumen de coordenadas y consumo energético de la granja La Paz S.A.S


3.

Ilustración 49 Radiación de la ubicación de la granja La Paz S.A.S (Meta)


4.

Ilustración 50 Botón de ejecución del aplicativo


5.

Ilustración 51 Solución para el caso la granja La Paz S.A.S


Ilustración 52 Ubicación de la solución inicial para la granja La Paz S.A.S


Ilustración 53 Resumen de costos de componentes para el caso de la granja La Paz S.A.S


Ilustración 54 Solución con Micro-Grids para la granja La Paz S.A.S


Ilustración 55 Ubicación de la solución con micro-grids para la granja La Paz S.A.S


Ilustración 56 Resumen de costos de componentes para cada par de puntos para la granja La Paz S.A.S


Ilustración 57 Resumen de costos de componentes para la granja La Paz S.A.S


Fuente Elaboración propia (2017).

Anexo 4 Funcionamiento técnico del aplicativo.

El aplicativo requiere de parámetros de demanda energética y ubicación de los puntos de

demanda, y la radiación solar del lugar.

Inicialmente, el programa determina la demanda necesaria para cubrir cada uno de los

puntos, teniendo en cuenta los rendimientos de los componentes de la instalación solar

fotovoltaica.

𝐷𝑒𝑚. 𝑃𝑜𝑛𝑑𝑒𝑟𝑎𝑑 = 𝐷𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑎 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔é𝑡𝑖𝑐𝑎 𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑢𝑛𝑡𝑜

𝑅𝑒𝑛𝑑. 𝑃𝑎𝑛𝑒𝑙 𝑠𝑜𝑙𝑎𝑟 ∗ 𝑅𝑒𝑛𝑑 𝑟𝑒𝑔𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜𝑟 ∗ 𝑅𝑒𝑛𝑑 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑟í𝑎 ∗ 𝑅𝑒𝑛𝑑 𝑖𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠𝑜𝑟

Por ejemplo, para el punto 1 de la granja “La paz”, conocido como Cabaña:

𝐷𝑒𝑚. 𝑃𝑜𝑛𝑑𝑒𝑟𝑎𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝐶𝑎𝑏𝑎ñ𝑎 = 690 𝑊ℎ/𝑑í𝑎

95% ∗ 95% ∗ 90% ∗ 90%= 944𝑊ℎ/𝑑í𝑎

Luego, se calcula el número de paneles solares necesarios para cada punto, redondeando

el resultado hacia al siguiente valor mayor:

𝐶𝑎𝑛𝑡 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙𝑒𝑠 𝑠𝑜𝑙𝑎𝑟𝑒𝑠 = 𝑅𝑒𝑑𝑜𝑛𝑑𝑒𝑎𝑟 𝑚á𝑠 (𝐷𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑎 𝑝𝑜𝑛𝑑𝑒𝑟𝑎𝑑𝑎

𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙𝑒𝑠 𝑠𝑜𝑙𝑎𝑟𝑒𝑠 ∗ 𝑅𝑎𝑑. 𝑠𝑜𝑙𝑎𝑟)

En el caso de Cabaña en la granja “La paz”, donde la radiación solar es de 3,87

KwH/m^2/día en el mes más crítico (menor radiación solar) del año. En este caso se va a hacer

el cálculo con paneles de 250Wh:

𝐶𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙𝑒𝑠 𝑠𝑜𝑙𝑎𝑟𝑒𝑠 𝑒𝑛 𝐶𝑎𝑏𝑎ñ𝑎 = 𝑅𝑒𝑑𝑜𝑛𝑑𝑒𝑎𝑟 𝑚á𝑠 (944𝑊ℎ/𝑑í𝑎

250𝑊ℎ ∗ 3,87) = 4

Para determinar la capacidad de baterías, se usa la siguiente fórmula:

𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑟ì𝑎

=𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔é𝑡𝑖𝑐𝑜

𝑅𝑒𝑛𝑑. 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑟í𝑎 ∗ 𝑅𝑒𝑛𝑑. 𝑖𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠𝑜𝑟 ∗ 𝑉𝑜𝑙𝑡𝑎𝑗𝑒 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑟í𝑎 ∗ 𝑃𝑟𝑜𝑓. 𝑑𝑒𝑠𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑟í𝑎

En el caso de Cabaña de la granja “La Paz”, se tiene pensado usar baterías de 12 voltios

y una profundidad de descarga del 60%, quedando así los cálculos:

𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑟í𝑎𝑠 = 690𝑊ℎ/𝑑í𝑎

90% ∗ 90% ∗ 12𝑉 ∗ 60%= 118𝐴ℎ

Para determinar la capacidad del regulador de cada punto se debe primero conocer la

intensidad máxima momentánea y agregándole un “colchón” de seguridad, usando la siguiente

fórmula:

𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑟𝑒𝑔𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜𝑟 = 𝐶𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙𝑒𝑠 𝑠𝑜𝑙𝑎𝑟𝑒𝑠 ∗ 𝐼𝑚𝑝 ∗ (1 + 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑟𝑖𝑑𝑎𝑑)

En el caso de la Cabaña en la granja “La Paz”, en donde la intensidad máxima de los

paneles es de 8,31 Amperios, y la seguridad usada será del 10%, la fórmula sería:

𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑟𝑒𝑔𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜𝑟 𝑒𝑛 𝐶𝑎𝑏𝑎ñ𝑎 = 1 ∗ 8,31𝐴 ∗ (1 + 10%) = 9,141

Para dimensionar el inversor es necesario conocer la potencia instalada, es decir, la

potencia momentánea que puede llegar a ser usada en el momento. Para determinar este valor se

debe sumar la potencia de cada uno de los aparatos que pueden ser usados en el mismo momento.

El programa usa la sumatoria de la potencia de los aparatos que fueron introducidos al principio

en la tabla de Demanda energética.

Para calcular la cantidad y grosor del cable necesario, se determinó que inicialmente cada

punto individual debería tener 10 metros de cableado. En el momento de interconectarlos se debía

agregar la distancia de cableado necesario para unir los 2 puntos. El programa determina la

distancia entre cada punto por medio de la fórmula de Pitágoras, de acuerdo a las coordenadas en

metros ingresadas por el usuario.

𝐷𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝑝𝑢𝑛𝑡𝑜𝑠

= √(𝐶𝑜𝑜𝑟𝑑. 𝑋 𝑝𝑢𝑛𝑡𝑜1 − 𝐶𝑜𝑜𝑟𝑑. 𝑋 𝑝𝑢𝑛𝑡𝑜2)2 + (𝐶𝑜𝑜𝑟𝑑. 𝑌 𝑝𝑢𝑛𝑡𝑜1 − 𝐶𝑜𝑜𝑟𝑑. 𝑌 𝑝𝑢𝑛𝑡𝑜2)2

El grosor del cable depende de la cantidad de paneles multiplicado por la Intensidad de

corto circuito de los paneles (Isc). Se debe tener en cuenta que el soporte del cable debe ser mayor

a la Isc total que podría llegar a circular por el circuito. El programa hace esta diferenciación con

una forma de si condicional y tomando como base los diferentes tipos de cable ingresados como

parámetro al programa (14, 10, 6, y 2 AWG).

𝐼𝑛𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑞𝑢𝑒 𝑑𝑒𝑏𝑒 𝑠𝑜𝑝𝑜𝑟𝑡𝑎𝑟 𝑒𝑙 𝑐𝑎𝑏𝑙𝑒 = 𝐼𝑠𝑐[𝐴] 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙 ∗ #𝑑𝑒 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙𝑒𝑠

Después de calcular el número de paneles, el tipo y cantidad de baterías, el tipo de

inversor y el tipo de regulador, el aplicativo en Excel comienza a operar con la heurística

planteada en la herramienta Visual Basic de la hoja de cálculo. Es muy importante mencionar que

la heurística planteada, que busca interconectar los puntos de demanda, con el fin de minimizar

los costos y generar una MicroGrid, opera por medio del siguiente pseudocódigo:

Inicializar con solución individual solar fotovoltaica por cada punto de demanda

PARA punto demanda escogido1

PARA punto demanda escogido2

SI el punto demanda escogido1 y punto demanda escogido2 son diferentes

Asignar demanda punto demanda escogido2 a punto demanda escogido1

Calcular costo temporal de toda la instalación con cambio de demandas

Guardar costos de cambio demanda

Reversar cambios

FIN SI

SIGUIENTE punto demanda escogido2

PARA cada costo guardado según cambio de demandas

SI costo temporal por cambio es menor al costo actual

Costo actual es igual a costo temporal

Identificar y guardar el punto demanda escogido

FIN SI

SIGUIENTE costo según cambio según cambio de demandas

SI costo total es mayor a costo actual

Cambiar demandas

Unir puntos de demanda

Eliminar datos punto demanda abastecido

Igualar costo total a costo actual

SI NO

Terminar programa

FIN SI

SIGUIENTE punto demanda escogido1

Después de los cambios generados por la heurística, se imprimen los resultados en el

aplicativo en diferentes pestañas, con el fin de resaltar la diferencia entre las dos soluciones. En

la pestaña “Resultados” se ilustra el costo de la primera solución (instalación solar fotovoltaica

independiente por punto de demanda), el costo que brinda el aplicativo (instalación solar

fotovoltaica integrada para varios puntos), y el ahorro o diferencia entre estos.

Como complemento, en las pestañas de los costos respectivos según cada solución,

poseen un gráfico en el que se resalta la ubicación de los puntos que requieren instalación de

paneles solares. Adicional, un detalle por punto de los distintos componentes, sus cantidades,

costo unitario y costo total por punto de demanda.

Por último, como el aplicativo está enfocado en generar una respuesta con puntos

interconectados, hay otra pestaña que complementa la solución por microgrids. La última pestaña,

definida como “CantidadEquipos”, genera una tabla dinámica que expone un resumen general de

toda la instalación en cuanto al conteo de todos los componentes (paneles, reguladores, baterías,

etc.), y el costo total de la instalación (teniendo en cuenta el costo por mano de obra e imprevistos).


Anexo 5 Lista de precios Techno Sun

Fuente http://www.technosun.com/es/descargas/lista-precios-solar-fotovoltaica.php (2017).

Anexo 6 Lista de precios de cables fotovoltaicos Centelsa.

Fuente http://www.centelsa.com/listado-de-precios/ (2016).

Anexo 7 Ficha técnica Panel 260W policristalino - RED260-60P-260W.

Fuente http://store.technosun.com/modulo-260w-policristalino-bld260-60p-260w-1640x992x40mm-redsolar.html (2017).

Anexo 8 Ficha técnica de estructuras para paneles solares

Fuente https://autosolar.es/estructuras-suelo/estructura-cubierta-plana-4-ud-cve915-24v (2017).

Anexo 9 Ficha técnica cable Centelsa Fotovoltaico Tipo PV, EPR+CPE 600V y 2000V 90°C SR.

Fuente http://www.centelsa.com.co/archivos/Plegable-Cables-Fotovoltaicos.pdf (2017).

Anexo 10 Reporte generado por CalculationSolar para dimensionamiento de “La Cabaña” en “La Granja”

Cálculo instalación solar fotovoltaica aislada

Se realiza un informe de una instalación solar fotovoltaica aislada de la red a partir de los datos de

entrada introducidos considerando los consumos estimados según las necesidades y el uso de los mismos y la

radiación solar en función a la ubicación, orientación e inclinación de la instalación.

DATOS DE UBICACION Y ORIENTACIÓN La instalación está situada: En las coordenadas: 4.095806, -72.954031 El campo fotovoltaico estará dispuesto con las siguientes características:

- Inclinación :45 º

- Desorientación respecto al Sur :0 º Usará un sistema de corriente alterna con un voltaje de 110 V El sistema no dispone de generador auxiliar CONSUMOS.

Se calcula el consumo a partir del uso de los electrodomésticos y la iluminación por día. A

continuación, se muestra las tablas de elementos existentes y sus consumos:

Consumo electrodomesticos (día)

Aparato Horas Energía Total

Televisor 3 70 W 210 Wh

Frigorifico 8 195 W 1560 Wh

Microondas 0.8 800 W 640 Wh

TOTAL 2410 Wh/d

Consumo por Iluminación (día)

Tipo Nº Horas Energía Total

Lámpara fluorescente 2 5 11 W 110 Wh

Lámpara incandescente 2 5 60 W 600 Wh

Tubo fluorescente 2 5 30 W 300 Wh

TOTAL 1010 Wh/d

TOTAL ENERGIA TEORICA DIARIA 3420 WH/DIA

Para el cálculo del rendimiento (Performance Ratio) se han utilizado los siguientes parámetros:

Coeficiente perdidas en batería 5 %

Coeficiente autodescarga batería 0.5 %

Profundidad de descarga batería 60 %

Coeficiente perdidas conversión DC/AC 8 %

Coeficiente perdidas cableado 5 %

Autonomía del sistema 1 d

Rendimiento General 81.32 %

Lo que nos proporciona los siguientes resultados de energía.

TOTAL ENERGIA REAL DIARIA (WH/DIA): 848.5

Se trata de una (vivienda de Uso habitual con los siguientes consumos distribuidos por meses a lo largo

del año.

Ene Feb Mar Abl May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic

% mes 100 % 100 % 100 % 100 % 100 % 100 % 100 % 100 % 100 % 100 % 100 % 100 %

Consumos (W) 849 849 849 849 849 849 849 849 849 849 849 849

HORAS SOL PICO

Para el cálculo de las horas son pico, se ha utilizado la base de datos NREL-NASA, contemplando la

inclinación y orientación elegidas, así como los datos de localización del lugar.

La declinación solar se ha calculado con la siguiente formula:

Se ha elegido un día de cada més, que viene a coincidir con un día a mediados de mes. Para el cálculo

de la elevación solar se han tomado los valores:

Para determinar la inclinación óptima se han utilizado las siguientes premisas:

Para la estimación del parametro rad_glo_op, se ha usado la siguiente fórmula:

Para la obtención del factor de irradiancia (FI) se han utilizado las siguientes expresiones:

Finalmente, las horas sol pico (HSP) es el resultado de multiplicar la radiación global óptima

(Ga(ßopt)) por el factor de irradiación (FI).


Días mes 31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31

Declinación -21.27º -13.62º -2.02º 9.78º 19.26º 23.39º 21.18º 13.12º 1.81º -10.33º -19.6º -23.4º

Nº día/año 15 45 76 106 137 168 198 229 259 290 321 351

Elevación solar 64.63º 72.28º 83.89º 95.69º 105.17º 109.29º 107.09º 99.03º 87.72º 75.57º 66.3º 62.5º

Inclinación

optima 25.37º 17.72º 6.11º 5.69º 15.17º 19.29º 17.09º 9.03º 2.28º 14.43º 23.7º 27.5º

rad_glo_hor 5.08 4.89 4.55 4.25 4.16 3.87 4.03 4.25 4.72 4.72 4.67 4.66

rad_glo_op 5.57 5.12 4.58 4.28 4.31 4.09 4.21 4.31 4.73 4.87 5.06 5.19

FI 0.95 0.91 0.82 0.81 0.89 0.92 0.91 0.84 0.78 0.89 0.95 0.96

HSP/dia 5.29 4.66 3.76 3.46 3.83 3.76 3.83 3.62 3.69 4.34 4.81 4.98

HSP/mes 163.99 130.48 116.56 103.8 118.73 112.8 118.73 112.22 110.7 134.54 144.3 154.38

Temp dia max 27.28º 27.79º 27.59º 26.79º 26.75º 26.56º 27.21º 28.69º 29.17º 28.02º 26.8º 26.44º

Consu/HSP día 160.4 182.08 225.66 245.23 221.54 225.66 221.54 234.39 229.95 195.51 176.4 170.38

CÁLCULOS DE MODULOS

Para el cálculo del campo fotovoltaico se ha tenido en cuenta la inclinación y orientación

elegidas, las HSP, el ratio de aprovechamiento del regulador de carga y las temperaturas medias

mensuales diurnas del lugar elegido. Dando los siguientes valores:

El mes más desfavorable según consumos: Abril

Inclinación optima anual: 6.53º

Inclinacion optima anual por consumos: 15.28º

Inclinación elegida:45º

Azimut módulos : 0º

Temperatura media mensual máxima diaria (3 meses): 27.04º

Horas Sol Pico en meses más desfavorables: 3.46 HSP

Energía Real Diaria desde módulos: 848.5 Wh/d

Ratio de aprovechamiento regulador: 1

Potencia pico módulos calculada: 282 Wp

La elección del módulo, tiene en cuenta los distintos parámetros eléctricos, que

determinan el rendimiento, las unidades necesarias y su acoplamiento con el regulador y bateria.A

continuación se observan los detalles del módulo y los cálculos elegidos.

AMERISOLAR AS6P30 POLICRISTALINO

Voltaje a circuito abierto (voc): 38.2 V Voltaje a potencia máxima (vmp): 30.7 V

Corriente de cortocircuito (isc): 8.9 A Corriente a potencia máxima (imp): 8.47 A

Potencia máxima: 260 W Coeficiente de temperatura de Pmax: -0.43 %/ºC

Potencia real a Temperatura media max : 259.1228 Wp Nº de módulos serie: 1

Potencia pico módulos total : 260 Wp Nº de series paralelo: 1

Optimización instalación/necesidades mes mas desfavorable : 0.92 Total modulos : 1

El grado de optimización elección equipo/necesidades reales es de 92 %

CALCULOS REGULADORES

Para la elección del regulador se tienen en cuenta los valores de tensión del sistema, los

parametros de los módulos fotovoltaicos, lo que nos aporta un determinado grado de

optimización. Ver a continuación:

Tensión sistema: 24 V

Tensión modulos Circuito abierto: 38.2 V

Tensión modulos maxima potencia : 30.7 V

Corriente de cortocircuito modulo: 8.9 A

Corriente a potencia máxima modulo: 8.47 A

Nº de módulos serie instalar: 1

Nº de módulos paralelo instalar: 1

Total modulos instalar: 1

Intensidad modulo a tensión sistema (abierto): 8.9 A

Intensidad modulo a tensión sistema (cerrado) : 8.47 A

Intensidad total sistema (abierto) : 9 A La elección del regulador ha sido la siguiente:

ATERSA LEO 10 PWM

Tensión: 12-24 V Voltaje máximo: 12 V

Potencia nominal: 0 Wp Consumo propio: 100 mA

Capacidad de carga: 35 A Ratio aprovechamiento : 0.87

El grado de optimización elección equipo/necesidades reales es de 389 % Nº Reguladores : 1

CÁLCULOS BATERIAS

Para el cálculo de la batería, se ha tenido en cuenta, la energía necesaria, la tensión del

sistema, ási como la profundidad de descarga y la autonomía de dicho sistema en días.

Tensión nominal de baterías: 24 V

Profundidad de descarga de baterías: 60 %

Autonomía del sistema: 1 días

Energía Real Diaria: 849 Wh/día

Capacidad útil baterías calculada: 35 Ah

Capacidad real baterías calculada: 59 Ah

De lo que se desprende, que, adaptándonos al fabricante, utilizaremos una batería con 2

vasos en serie de 1 series en paralelo de 106 Ah en C20 , por serie, dando un total de 106 Ah en

C20 y 24 V. Con esta acumulación se tendría la capacidad de almacenamiento de 1 días, con los

consumos teóricos.

SUNSTONE MLG12V-100AH FLAT PLATE

Capacidades de carga en función a sus horas de descarga:

C 10: 100 Ah C 20: 106 Ah C 40: 108 Ah C 100: 106 Ah C 120: 106 Ah

Tensión: 12 V Nº de elementos serie : 2

Capacidad nominal acumulador : 106 Ah Nº de series paralelo : 1

Tensión nominal acumulador : 24 V Total elementos : 2


INVERSOR

Para el dimensionado del inversor se han utilizado los siguientes datos:

Tensión sistema DC: 24 V

Tensión salida AC: 110 V

Potencia máxima:2197 W

Coeficiente Simultaneidad: 0.7

Potencia mínima necesaria: 1538 W

Factor de seguridad: 0.8

Potencia de cálculo: 1922 W La elección del inversor ha sido la siguiente:

SOLENER 2000W24-48

Tensión: 24 V Potencia nominal: 2500 W

Potencia continua: 2000 W Potencia pico: 4000 W

Consumo en vacio : 2 W Eficiencia : 92 %

Ratio aprovechamiento : 96 % Nº inversores : 1


RESUMEN

Resumen de los elementos resultantes del cálculo

Unidades Elementos

1 Modulo tipo -AMERISOLAR AS6P30 POLICRISTALINO

1 Regulador tipo - ATERSA LEO 10 PWM

2 Bateria tipo - SUNSTONE MLG12V-100AH FLAT PLATE

1 Inversor tipo -SOLENER 2000W24-48

Con los elementos de consumos seleccionados y los componentes de la instalación calculados,

obtenemos la siguiente comparativa de consumos y producción estimados a lo largo del año


Consumo 26 24 26 25 26 25 26 26 25 26 25 26

Producción 37 30 26 23 27 26 27 25 25 30 33 35

Consumo total al año: 306 Kw Producción total al año: 344 Kw Total kg/año

Fuente Calculation Solar (2017)

Anexo 11 Reporte PVsyst para granja “La Paz”

Fuente PVsyst (2017).

Anexo 12 Tabla comparativa entre solución actual y el aplicativo


Anexo 13 Fotos de la granja La Paz S.A.S en el año 2017.

Foto 1 Granja La Paz S.A.S




Anexo 14 Resultados de la validación del aplicativo con el modelo matemático

INTERCONEXIONES Costo Kit Panel Costo Cableado INTERCONEXIONES Costo Kit Panel Costo Cableado Rango Distancias

1-9 34$ 5$ 4-3-6-1-9-7-5-8-2 34$ 89$ 1-50

2-8 34$ 15$

5-7 34$ 3$

4-3-6 34$ 34$

Costo total 193$ Costo total 123$ 57%


3-2-1-5 34$ 74$ 8-1-5-2-3 34$ 97$ 1-100

8 34$ 4 34$

7 34$ 6 34$

4 34$ 7 34$

9 34$ 9 34$

6 34$



1-9 34$ 14$ 6-3-5-4 34$ 91$ 1-200

2 34$ 1-9 34$ 14

3 34$ 2 34$

4 34$ 7 34$

5 34$ 8 34$

6 34$

7 34$

8 34$



1-6 34$ 9$ 6-1-9-2-8-7-4-5-3 34$ 127$ 1-68

2-9 34$ 21$

3-5 34$ 15$

8-4-7 34$ 23$



1-5 34$ 19$ 8-9-1-5 34$ 80$ 1-130

2-6 34$ 29$ 4-3 34$ 26$

3-4 34$ 26$ 6-2 34$ 29$

7 34$ 7 34$

9 34$

8 34$



1 34$ 5-3 34$ 26$ 1-160

2 34$ 2-7 34$ 20$

3 34$ 1 34$

4 34$ 4 34$

5 34$ 6 34$

6 34$ 8 34$

7 34$ 9 34$

8 34$

9 34$



1-6 34$ 17$ 9-4-7 34$ 39$ 1-160

2-3 34$ 24$ 3-2 34$ 24$

8 34$ 5-6-1 34$ 36$

4 34$ 8 34$

5 34$

9 34$

7 34$


APLICATIVO GUSEK

APLICATIVO GUSEK

APLICATIVO GUSEK

APLICATIVO GUSEK

APLICATIVO GUSEK

APLICATIVO GUSEK

APLICATIVO GUSEK


9-6 34$ 28$ 3-7-4-8-9-6-5-1-2 34$ 150$ 1-80

2-1-5 34$ 30$

3-7 34$ 23$

4-8 34$ 17$



4-3-9-6 34$ 49$ 5-9-6-3-4 34$ 65$ 1-80

1-2 34$ 3$ 7-8-1-2 34$ 31$

7 34$

8 34$

5 34$



1-2 34$ 13$ 9-6-5-1-2-7-4-8 34$ 107$ 1-200

9-5 34$ 18$ 3 34$

3-6 34$ 32$

8-4-7 34$ 33$



1-4 34$ 20$ 2-3-4-1 34$ 51$ 1-100

2-3 34$ 18$ 8-9-7 34$ 33$

7-8-9 34$ 51$ 5 34$

6 34$ 6 34$

5 34$



1 34$ 7-3-2 34$ 39$ 1-150

2 34$ 1 34$

3 34$ 4 34$

4 34$ 5 34$

5 34$ 6 34$

6 34$ 8 34$

7 34$ 9 34$

8 34$

9 34$



1 34$ 3-6-9 34$ 29$ 1-130

2 34$ 5-2 34$ 28$

3 34$ 4 34$

4 34$ 1 34$

5 34$ 7 34$

6 34$ 8 34$

7 34$

8 34$

9 34$



1-6 34$ 8$ 3-8-4 34$ 36$ 1-100

2-9 34$ 15$ 5-7 34$ 32$

3-8 34$ 30$ 6-1 34$ 9$

4 34$ 9-2 34$ 15$

5 34$

7 34$


APLICATIVO GUSEK

APLICATIVO GUSEK

APLICATIVO GUSEK

APLICATIVO GUSEK

APLICATIVO GUSEK

APLICATIVO GUSEK

APLICATIVO GUSEK

Fuente Elaboración propia

Anexo 15 Análisis financiero de solución del aplicativo en el caso de estudio


1-4 34$ 13$ 8-7-3 34$ 24$ 1-100

2 34$ 9-4-1 34$ 33$

3 34$ 6 34$

5 34$ 5 34$

6 34$ 2 34$

7 34$

8 34$

9 34$


APLICATIVO GUSEK

anexos - javeriana

Documents