proyecto solar (bueno)

Índice

1. Datos generales de la instalación......................................................………………….3

Realización del enunciado…………………………………….…………………4

2. Pliego de condiciones....................................................................................................7

2.1. Inclinaciones...........................................................................................................7

2.2. Sistema de captación...............................................................................................8

2.3. Sistema de acumulación..........................................................................................9

2.4. Sistema de regulación y control............................................................................10

2.5. Inversor.................................................................................................................11

2.6. Cableado...............................................................................................................12

2.7. Estructura de fijación............................................................................................13

2.8. Elementos de protección.......................................................................................14

2.9. Grupo electrógeno.................................................................................................14

2.10. Cuadro eléctrico..................................................................................................15

2.11. Información adjunta............................................................................................15

3. Cálculos.......................................................................................................................16

3.1. Consideraciones previas.......................................................................................16

3.1.1. Consumo invierno..........................................................................................16

3.1.2. Consumo primavera/verano/otoño.................................................................17

3.2. Relación de consumos/radiación disponible.........................................................18

3.3. Dimensionado del campo de captación................................................................19

3.4. Dimensionado de los acumuladores.....................................................................19

1

3.5. Dimensionado del regulador.................................................................................20

3.6. Dimensionado del inversor...................................................................................20

3.7. Estructura de fijación............................................................................................20

3.8. Cálculo de Secciones............................................................................................21

4. Planos y esquemas.......................................................................................................23

4.1. Plano de la finca....................................................................................................23

4.2. Esquema multifilar general...................................................................................23

- Placas.…………………………………………………………………...…… 23

- Esquema de mando y control (contactores).………….……………………… 24

- Esquema de protecciones.…………………………………………………… 25

- Armario de control y protección por fuera ………………………..………… 25

- Esquema de reguladores.…………………………………………...………... 26

- Esquemas del SHUNT y contador de Ah.…………………………………… 26

- Multifilar general.……………………...…………………………………….. 27

4.3. Esquema unifilar general......................................................................................28

5. Mantenimiento.............................................................................................................29

5.1. Placas....................................................................................................................29

5.2. Estructura soporte.................................................................................................29

5.3. Baterías.................................................................................................................29

5.4. Aparatos de protección.........................................................................................29

5.5. Ventajas de un sistema fotovoltaico.....................................................................30

6. Presupuesto..................................................................................................................31

2

1. Datos Generales de la Instalación

Este proyecto está destinado al diseño y montaje de una Estación Solar Fotovoltaica (ESF), la cual se ubicará en Cuenca capital o en sus proximidades, con el objetivo de suministrar y abastecer totalmente de Electricidad a la vivienda, de la cual se hará uso durante todo el año.

Esta instalación estará dotada de dos inclinaciones correspondientes a la temporada de Invierno y una segunda a la de Primavera - Varano - Otoño que se desarrollaran posteriormente, indicando la inclinación determinada y porqué favorece más.

Debemos recalcar que determinados consumos irán a placa directa, como bien puedan ser: La Bomba sumergible (Shurflo 9300) y la nevera de DC, pequeña de células peltier, las cuales se conectaran a dos placas Atersa mono cristalinas de 160 W. Cuando estos dispositivos se desconecten, automáticamente estas placas pasaran a cargar baterías, con el fin de mejorar el rendimiento. Las zonas de mando y control de corriente continua irán a una parte del cuadro (derecha), mientras que los de corriente alterna irán a la otra parte (izquierda).

Los receptores de DC irán alimentados a través del regulador o baterías, mientras que los de AC se conexionaran al inversor.

Se dispondrá de otra nevera a AC 230V que solo se conectará en verano debido al exceso de energía y durante la noche mediante un reloj a baterías.

En caso de quedarse descargadas las baterías, se dispondrá de un generador que se pondrá en marcha automáticamente, mediante un relé y un arranque eléctrico del que dispondrá el grupo electrógeno.

Dicha instalación como se va a hacer uso durante todo el año, la tensión de trabajo será de 24 voltios a fin de reducir la intensidad y sección de los cables.

Los cables dependiendo de la longitud y de los dispositivos que conectemos tendrán una sección u otra, pero todo el proyecto, tanto cableado como demás requisitos deberán cumplir con el R.E.B.T

*Nota: Es obligatorio el uso de un contador de Ah profesional a fin de poder visualizar todos los consumos, producción, etc. Este contador se alojará en el cuadro de mando y protección de forma exterior a fin de poder visualizarlo bien y de forma directa.

3

Enunciado

Esta instalación estará dotada de un grupo electrógeno, para momentos puntuales poder demandar mayor potencia en la vivienda o como equipo auxiliar en caso de emergencia, para no descargar demasiado las baterías. Dispondrá de un conmutador rotativo K1 o contactor principal de 3 posiciones (1-0-2), es decir al pasar de una a otra pasa por 0.

POSICIÓN 1: Energía solar a la vivienda. (luz verde ON). POSICIÓN 0: Apagado / Desconectado (no se manda energía). POSICIÓN 2: Grupo electrógeno hacia el cuadro de mando. (luz roja ON).

Cuando el conmutador esté en la Posición 2 y el generador esté encendido, se encenderá un testigo rojo para indicarnos que está mandando energía; y podremos hacer dos cosas, mediante otro contactor K2:

ACCIÓN 1: Realizaré carga a baterías (se sobreentiende que el inversor llevara carga de baterías).

ACCIÓN 2 : Mandaré toda la potencia del grupo hacia la vivienda sin pasar por las baterías

Al cable del generador le pondremos un conector macho y otro hembra en la parte de alterna del cuadro marca LEGRAND (2P+T) azul de 32 A ya que el grupo es de 5KVA.

En la zona de continua del cuadro dispondremos de: Un conmutador con 3 posiciones K4 para conexión/desconexión de la nevera.

POSICIÓN 0: Desconectado. Placas a batería. POSICIÓN 1: Nevera a placa directa POSICIÓN 2: Nevera conectada a reloj con baterías. Placas a baterías

También un conmutador rotativo de 2 posiciones K3, para acoplar las placas a la bomba sumergible Shurflo 9300.

POSICIÓN 1: Bomba sumergible ON a placa directa POSICIÓN 2: Bomba OFF. Placas a baterías

En el cuadro y de forma exterior en la parte derecha de continua se dispondrá de un interruptor rotativo bipolar para el corte de la bomba de presión.

*Se dispondrá de una nevera a butano que se usará únicamente en la temporada de invierno dado la escasa producción y evidentemente no se tendrá en cuenta en el dimensionamiento.

4

Consumos Invierno

Corriente continua - 6 Lámparas de bajo consumo 24v /13w, como alumbrado de emergencia, por lo

que no se tendrá en cuenta a la hora del dimensionamiento.- Bomba de presión auto aspirante Mod: Shurflo 2088-474-144 (24V/5A).

1,5h/día- Bomba sumergible Mod: Shurflo 9300 (24V/ 4A). Placa directa- Nevera de bajo consumo de células peltier (24V/100W). Placa directa

Corriente alterna

- Alumbrado: 2 lámparas Bajo Consumo 20W. 4 h/día 3 lámparas Bajo Consumo 15W. 5 h/día 4 lámparas Bajo Consumo 9W. 4 h/día

- Secador de pelo 1000W. 10 min/día

- Televisor LED de 32’’ 130W. 3 h/día


- Ordenador portátil 100W. 3 h/día

- Equipo HIFI 40W. 2 h/día

- Lavadora (lavado en frio) 400W. 1h/día

- Microondas 1000W. 10 min/día

- Usos varios 400W. 2 h/día

- Bomba para la calefacción 120W. 5 h/día

Consumos Primavera-Verano-Otoño

Corriente continua

- 6 Lámparas de bajo consumo 24v /13w, como alumbrado de emergencia, por lo que no se tendrá en cuenta a la hora del dimensionamiento.

- Bomba de presión auto aspirante Mod: Shurflo 2088-474-144 (24V/5A). 1,5h/día

- Bomba sumergible Mod: Shurflo 9300 (24V/ 4A). Placa directa.- Nevera de bajo consumo de células peltier (24V/100W). Placa directa.

Corriente alterna

- Alumbrado: 2 lámparas Bajo Consumo 20W. 3 h/día 3 lámparas Bajo Consumo 15W. 4 h/día 4 lámparas Bajo Consumo 9W. 3 h/día

- Secador de pelo 1000W. 10 min/día


- Televisor LED de 22 60W. 1 h/día

5

- Ordenador portátil 100W. 2 h/día

- Equipo HIFI 40W. 2 h/día

- Lavadora (lavado en frio) 400W. 1 h/día

- Microondas 1000W. 10 min/día

- Frigorífico “ Siemens Clase A++” 160W. 14 h/día. Consumo según Ficha Técnica las 24h= 0,6Kw/h.

- Usos varios 300W. 2 h/día

Caídas de Tensión y Longitudes de la instalación

Líneas Caída de tensión máxima

Longitud de las líneas

Línea de producción 3 % 10 m

Línea de consumo de bomba presión 3 % 8 m

Línea de consumo 24 V (Nevera) 3 % 10 m

Línea alumbrado emergencia 3 % 15 m

Línea de alum 230 V C.C. 3 % 10 m

Línea de consumo usos varios 5 % 10 m

Línea de regulador – baterías 1 % 2 m

Línea de bomba sumergible 5 % 20 m

Línea de batería a inversor 1 % 1.5 m

Línea del Grupo electrógeno. 5 % 50 m

6

2. Pliego de Condiciones 2.1 - Inclinaciones

Por motivos de consumos, producción, comodidad y economía se han determinado dos inclinaciones referentes a la temporada de verano e invierno.

Mi opinión es que la inclinación idónea para la temporada de Primavera-Verano-Otoño sería de unos 25º, ya que verano solo tiene tres meses y la inclinación tiene que estar más orientada a los meses de primavera otoño que son más, pero disminuyéndola a 15º me aseguro una mayor producción en los meses de verano que es cuando más tiempo va a pasar encendido el frigorífico debido al calor exterior y algo menos de producción en los meses laterales, pero que no va a influenciar tanto ya que el mayor gasto que es el frigorífico va a disminuir.

En los meses que yo he determinado la época de invierno, la inclinación que mayor producción va a dar es la de 60º, garantizando la máxima producción en Enero, Noviembre y Diciembre y disminuyendo tan solo en un 1,63% en el mes de Febrero con respecto a lo que se obtiene en esos meses, es decir un comportamiento más que lineal en la producción.

Pendiente Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre

0 1.67 2.55 3.27 4.23 5.18 5.81 6.60 5.96 4.43 3.07 1.77 1.34

5 1.84 2.75 3.42 4.31 5.23 5.83 6.6 6.07 4.62 3.18 1.88 1.53

10 2.00 2.93 3.55 4.39 5.25 5.81 6.65 6.01 4.77 3.47 2.02 1.67

15 2.15 3.09 3.66 4.44 5.24 5.77 6.61 6.19 4.90 3.65 2.22 1.8

20 2.29 3.24 3.69 4.47 5.21 5.69 6.54 6.21 5.00 3.80 2.35 1.87

25 2.41 3.36 3.81 4.47 5.09 5.59 6.44 6.19 5.07 3.93 2.46 1.20

30 2.52 3.47 3.86 4.45 5.06 5.47 6.31 6.14 5.11 4.03 2.55 1.02

35 2.62 3.55 3.88 4.40 4.95 5.31 6.15 6.05 5.12 4.12 2.65 1.23

40 2.56 3.61 3.88 4.34 4.81 5.13 6.00 5.93 5.10 4.17 2.72 2.31

45 2.76 3.66 3.87 4.24 4.65 4.93 5.56 5.77 5.05 4.20 2.77 2.37

50 2.80 3.68 3.82 4.13 4.46 4.69 5.45 5.58 4.98 4.21 2.80 2.42

55 2.83 3.68 3.77 4 4.25 4.44 5.16 5.36 4.87 4.19 2.82 2.45

60 2.84 3.66 3.68 3.84 4.02 4.17 4.91 5.11 4.74 4.15 2.83 2.47

65 2.84 3.62 3.58 3.66 3.79 3.90 4.53 4.83 4.05 4.08 2.61 2.47

70 2.81 3.55 3.46 3.42 3.54 3.60 4.19 4.53 4.39 3.99 2.78 2.46

75 2.77 3.46 3.32 3.26 3.27 3.30 3.82 3.66 4.18 3.87 2.74 2.43

80 2.71 3.35 3.15 3.04 2.99 2.98 3.07 12.22 3.95 3.77 2.66 2.39

85 2.64 3.23 2.99 2.81 2.70 2.67 3.45 3.54 3.69 3.57 2.58 2.33

90 2.55 3.08 2.77 2.57 2.41 2.31 2.71 3.17 3.42 3.39 2.49 2.26

*Estos datos, han sido obtenidos dividiendo la radiación interceptada en KJ/M2 del libro entre 3600 dando como unidades Kw/h por día y han sido obtenidos en la provincia de Cuenca a una latitud de 40,08 º norte y a una orientación SUR.

2.2 - Sistema de Captación

7

A la hora de escoger el tipo de placas fotovoltaicas, he escogido silicio poli-cristalino, en concreto las placas son unas Mitsubishi Electric PV-TE125MF5N, que utilizan un tipo de soldadura sin plomo y que nos dan un factor de forma de 0,726.

Estos módulos tienen un Vmp de 17V, que nos garantizan un funcionamiento óptimo en verano para cargar baterías, aunque también tienen una disminución del Voltaje en circuito abierto de -0,0343%/ºC, es decir que decae tan solo un 11,32% de Voc a una Tª ext de 40 ºC.

Las placas del frigorífico y de la bomba 9300 serán Atera Mono-cristalinas, en concreto las A-160M de 160W. La potencia total instalada va a ser de 2320 W, con un total de 16 placas más las de la bomba y nevera, con un total de 18 paneles, junto con las 2 de los consumos a placa directa. Tabla de características:

Mitsubishi27 ºC / AM: 1,5

Atersa25ºC / AM: 1,5

Potencia máxima125 W 160 W

Nº de células en serie36 72

Tensión en vacio (Voc)21,8 V 43,90 V

Corriente de cortocircuito (Isc)7,9 A 5 A

Tensión máxima potencia (Vp)17,3 V 35,70 V

Corriente de máxima potencia (Ip):7,23 A 4,50 A

Coeficiente de Temperatura de Voc-0,0343%/ºC -194,40 mV/ºC

Rendimiento o eficiencia13,9% 14,7%

Factor de forma (FF)0,7262 0,7318

Tensión max DC 1000 V 700 V

Peso y dimensiones:1618x814x35 mm

14,80 Kg.1.495 x 674 x 46 mm

13kg

Precio 3,28€/W 410 €/panel 690€/panel

8

2.3 - Sistema de Acumulación

Como sistema de acumulación he escogido baterías estacionarias con la carcasa transparente de la marca Hoppecke, modelo 12 OPzS 1200. Este modelo es muy apropiado para solar ya que son de plomo-ácido, tienen un bajo mantenimiento, bajo índice de auto descarga, posibilidad de instalar recombinadores “Aqua Gen” y muy importante placas positivas tubulares.

Estas baterías tienen una capacidad de acumulación de 1800 Ah en C100, ya que según el dimensionamiento del IDAE me salen 1795,13 Ah, dándole un índice de descarga del 60% y unos 5 días de autonomía ya que se dispondrá de grupo electrógeno que en caso de emergencia se pondría automáticamente en funcionamiento cargando así las baterías.

Como la tensión de trabajo va a ser de 24V tendremos que comprar doce vasos de 2V cada uno para suplir la tensión de 24V de la instalación. Características a 20 ºC:

- Modelo: Hoppecke 12 OPzS 1200 solar- Tensión: 2.00 V- Capacidad (10h): 1200Ah- Capacidad (100h): 1860 Ah- Dimensiones (l/a/a): 1293mm / 278mm / 710mm- Peso: 88 Kg/Vaso

9

2.4 - Sistema de Regulación y Control

El sistema de regulación por el que me he decantado ha sido Leo 2 50/25 Bi tensión 12/24 DB. Dada nuestras condiciones y según el dimensionado del IDAE la I de producción nos da casi 73 A, por lo que nos vemos obligados a disponer de 2 reguladores que se repartirán equitativamente, 1 regulador por cada 10 módulos.

Quedando 1250w por regulador, que entre los 34,6 V que nos da la instalación a máxima potencia, nos da unos 36 A por regulador, que si le damos un rendimiento η del 70% y se lo sumamos nos da unos 47 A que estamos dentro del rango del regulador y nos da algo de margen para poder ampliarla en un futuro. Características del regulador:

- Consumo propio: 20 mA- Intensidad max Prod: 50 A- Intensidad max Cons: 25 A- Intensidad max cort: > 100ª- Peso aprox: 1,5 Kg- Dimensiones: 330x175x112mm- Dispone de Diodo de bloqueo y tres salidas Aux: Alarma de tensión baja, de alta

y control de grupo electrógeno.- Precio: 319,00€

Nota 1: En función del histórico de carga de la batería. * Programable.

10

2.5 – Inversor

El inversor deberá cubrir todos los consumos de la vivienda, es decir en el caso de que todos los aparatos se encendieran a la vez, pero como esto nos daría una cifra de 3500W y va a ser muy improbable que el microondas y el secador de pelo, los cuales tienen 1000W cada uno estén a la vez funcionado simultáneamente, sumaremos todas las potencias de los aparatos de la casa y la aplicaremos un coeficiente de simultaneidad de 0,8.

El inversor que he escogido tiene el tipo de onda senoidal pura, de la marca Victron Energy modelo 24V/230V, 3000VA/70 A. Dispone de cargador de baterías por medio de generadores. Dispone de relé programable (mediante el accesorio interfaz MK2 y el software VEconfigure) que puede ser utilizado como señal de arranque de grupo electrógeno y tiene la posibilidad de conectarse en paralelo y en trifásico. Especificaciones:

- Potencia continua: 3000VA- Potencia pico: 6000W- Eficiencia 93%- Consumo en vacio: 15W- Entrada 19 - 34Vcc Salida: 230Vca 50Hz- Cargador: Tensión: 187-265Vca. Frecuencia: 45-65Hz - Peso: 18Kg- Precio: 1970,00€

11

2.6 - Cableado

Los cables que voy a instalar en la terraza donde iran alojadas las placas van a ser de la marca Prysmian, mod: TECSUN, especiales para solar los cuales deberán tienen una tensión max en AC de 0,7/1,2 KV y en DC 0,9/1,8 KV. El material aislante es EPR, resistente a la abrasión y a la corrosión; mientras que los cables de alterna y de la vivienda serán cables normales libre de halógeno. Estos cables deberán cumplir con las secciones mínimas según el RBT y las caídas max de tensión establecidas. La sección comercial la hemos calculado a partir de esta fórmula:

(2×L×P )(σ × E×V )

= S- S: Sección.- L: Longitud de la línea.- P: Potencia en watios.- σ: Conductividad del cobre.- E: % de caída de tensión respecto a la tensión de la línea a calcular.- V: Tensión de la línea.

Líneas Caída de tensión máxima

Longitud de las líneas

Sección Comercial

12

Línea de producción 3 % 10 m25 mm

2

Línea de consumo de bomba presión 3 % 8 m2,5 mm

2

Línea de bomba sumergible 5 % 20 m4 mm

2

Línea de consumo 24 V (Nevera) 3 % 10 m2,5 mm

2

Línea de alumbrado emergencia 3 % 15 m2,5 mm

2

Línea de alumbrado AC 230 V 3 % 10 m1,5 mm

2

Línea de consumo usos varios 5 % 10 m2,5 mm

2

Línea de Regulador – Baterías 1 % 2 m16 mm

2

Línea de Batería - Inversor 1 % 1.5 m35 mm

2

Línea del Grupo electrógeno. 5 % 50 m6 mm

2

2.7 - Estructura de fijación

Es uno de los elementos que nos garantizan la inclinación óptima de nuestra instalación solar fotovoltaica y por consiguiente un máximo rendimiento.

Dispondremos de dos filas de las cuales cada una soportará 8 módulos y otra que soportará los 2 restantes de módulos de Atersa. Esta estructura deberá de ser la ideal para anclarla al suelo de la terraza que se encontrará en la parte superior de nuestra vivienda, es decir la azotea. Tendrá unas dimensiones para poder albergar los módulos de los que dispondremos y dos posiciones correspondientes a las dos inclinaciones.

La estructura será de acero inoxidable, ya que es el más adecuado a las inclemencias meteorológicas. Los anclajes con los que lo fijaremos al suelo de nuestra terraza serán tirafondos de 12mm con taco en metal de presión en su extremo.

13

2.8 - Elementos de protección

Los elementos de protección de irán claramente separados, los de continua con los de alterna. Estos serán de la marca Merlin Gerin, ABB, Siemens o Schneider.

En la parte de DC se dispondrá:

2 PIAS para la protección de la nevera y para la bomba sumergible, todos de 6A. 1 Interruptor bipolar para el corte de la bomba de presión que se alojará en el

exterior del cuadro. 1 Reloj programable para la nevera cuando esté a baterías.

En la parte de AC, ya que es más importante se dispondrá de:

4 PIAS para el alumbrado general, para los enchufes de la cocina, para los del baño y otro para los demás tomas de corriente.

14

1 Interruptor general automático de 25 A (para que no salte por el grupo) 1 Diferencial de 40A/ 30 mA.

2.9 - Grupo Electrógeno

El grupo electrógeno que he elegido, es de la marca española Preme modelo M 8000 HE que monta motor Honda de 13CV con poco menos de 400cc a 4T. Tiene arranque manual y eléctrico mediante batería, para arrancar automáticamente. Dispone de una potencia máxima de 5,3 KVA a 230V y una autonomía de 2, 3 horas con unos 6,5 litros. Precio 1560 €.

*Se ha de recalcar que el grupo se alojará a unos 50 m de la vivienda, lo cual se ha de tener en cuenta para el ruido y para la caída de tensión a la hora de calcular la sección.

2.10 - Cuadro Eléctrico

Se dispondrán de dos armarios eléctricos, justamente encima de la bancada de baterías. Dentro del mismo se ubicaran los dos reguladores y en otro armario de características similares se ubicaran los elementos de mando y control (contactores e interruptores), protección (IDA, PIA, etc.), testigos indicadores y el contador de Ah Trimetric. También se dispondrá de un reloj programador (no temporizador) que se alojará en la zona de continua, para el frigorífico por la noche.

2.11 - Información Adjunta

Generador: M 8000 HE

http://www.preme.es/productos/1/generadores/1/monofasicos-gasolina

15

http://www.preme.es/productos/1/generadores/1/monofasicos-gasolina

Bomba de presión

http://www.solostocks.com/venta-productos/maquinaria/otros/bomba-hidraulica-presion-de-superficie-24v-shurflo474-5306361

Regulador

http://www.tutiendasolar.es/Reguladores-de-carga-LEO-2.-50-25-Modelo-Bitension-12-24-V-Atersa.html

Bomba sumergible

http://www.tutiendasolar.es/Bombas-solares-Bomba-sumergible-9300-Shurflo-70m-Shurflo.html

Baterías

http://www.climacity.com/2006/producto.php?cod=428

Inversor / Cargador

http://www.universol.es/product/24358/convertidor-cargador-onda-senoidal-pura-12v-3000va-120a

Cables, PIAS, Diferencial, etc.

http://www.portalelectricidad.es/

3. Cálculos

3.1 - Consideraciones previas

Para realizar los cálculos hemos tenido en cuenta el sistema de cálculo del IDAE. Para ello hemos tenido que tener en cuenta los datos de radiación en la zona de la instalación para a través de unas tablas, obtener las inclinaciones óptimas para cada época del año.

3.1.1. Consumo invierno

Aplicación: Vivienda aislada.

Ubicación: Cuenca

Consumos de los equipos de corriente contínua

16

http://www.portalelectricidad.es/



http://www.climacity.com/2006/producto.php?cod=428







Potencia Número Horas/día ConsumoDescripción del equipo (W) equipos función (Wh/día)

P N H PxNxH

Lámparas bajo consumo 13 6 (Alumbrado de emergencia)

Bomba sumergible 96 1 (Placa directa) 0

Bomba de presión 120 1 1,5 h 180 Wh/día

Frigorífico 100 1 (Placa directa) 0

Total T1 180 Wh/día

Consumos de los equipos de corriente alterna


P N H PxNxH

Lámparas bajo consumo 20 2 4 h 160 Wh/día



Televisor LED 32’’ 130 1 3 h 390 Wh/die

Televisor LED 22’’ 60 1 2 h 120 Wh/día

Ordenador Portátil 100 1 3 h 300 Wh/día

Equipo Hifi 40 1 2 h 80 Wh/día

Lavadora en frio 400 1 1 h 400 Wh/día

Microondas 1000 1 10 min 170 Wh/día

Secador de pelo 1000 1 10 min 170 Wh/día

Varios 400 Varios 2 h 800 Wh/día


Margen de seguridad de captación Eb 15 %Eficiencia del inversor Ei 90 %Consumos continua (G c) (100+Eb)xT1/100 207 Wh/díaConsumos alterna (G a) (100+Eb)xT2/Ei 3780 Wh/día

Consumos totales (G t) Gc+Ga 3987 Wh/día

17

3.1.2. Consumo primavera/verano/otoño

Aplicación: Vivienda aislada

Ubicación: Cuenca

Consumos de los equipos de corriente continua


P N H PxNxH

Lámparas bajo consumo 13 6 (Alumbrado de emergencia)

Frigorífico 100 1 (Placa directa) 0

Bomba sumergible (Placa directa) 96 1 (Placa directa) 0

Bomba de presión 120 1 1,5 h 180 Wh/día


Consumos de los equipos de corriente alterna


P N H PxNxH




Televisor LED 32’’ 130 1 2 h 260 Wh/die

Televisor LED 22’’ 60 1 1 h 60 Wh/dia

Ordenador Portátil 100 1 2 h 200 Wh/día

Equipo Hifi 40 1 2 h 80 Wh/día

Lavadora en frio 400 1 1 h 400 Wh/día

Microondas 1000 1 10 min 170 Wh/día

Secador de pelo 1000 1 10 min 170 Wh/día

Frigorífico A++ 160 1 7 h 1120 Wh/día

Varios 300 Varios 2 h 600 Wh/día


18

Margen de seguridad de captación Eb 15 %Eficiencia del inversor Ei 90 %Consumos continua (Gc) (100+Eb)xT1/100 207 Wh/díaConsumos alterna (Ga) (100+Eb)xT2/Ei 4432 Wh/día

Consumos totales (Gt) Gc+Ga 4639 Wh/día

3.2 - Relación de consumos/radiación disponible

Relación consumos/radiación disponible

55º Inclinación

15º Inclinación 55º Inclinación

Meses Enero

Febrero

Marzo

Abril

Mayo

Junio

Julio

Agosto

Sept.

Octubre

Noviembre

Diciembre

Gasto. T

(Wh/día)

4000

4000

4700

4700

4700

4700

4700

4700

4700

4700 4000 4000

R. disp.

(KWh/día)

2.84 3.66 3,66 4,44

5,24

5,77

6,61

6,19 4,9 3,65 2.83 2.47

P (Gt/Rd)

1408,45

1092,89

1284,15

1068,5

897

814,5

711,04

759,28

959,18

1287,6

1413,42

1619,43

3.3 - Dimensionado del campo de captación

Dimensionado del campo de captación

Potencia del panel elegido (C): 125 Watios/Panel (Mitsubishi) Potencia del panel elegido (C): 160 Watios/Panel (Atersa)Número de paneles (Np): 16 paneles Np =1,1 x Pmáx/C= 14,36 Np= 16 paneles de Mitsubishi + 2 paneles Atersa (Nevera y Bomba) Total= 18 paneles

Potencia de captación a instalar (C x Np) = 125x16 + 160x2= 2000 + 320= 2320 Watios

19

*Necesitaremos 16 paneles, junto con otros 2 para la nevera y la bomba sumergible que funcionaran a placa directa y como la instalación es a 24 V deberemos de poner de dos en dos en serie para que salga a 24 V.

3.4 - Dimensionado de los acumuladores

Dimensionado de baterías

Días de autonomía (D): 5 días

Profundidad de descarga máxima (M): 60 %

Tensión de trabajo de almacenamiento (T): 24 Voltios

Capacidad del sistema de acumulación (Q)

Q= (110xGtxD)/(TxM)= (110x4700x5) / (24x60)= 1795,13 Ah

*Los vasos se dispondrán encima de una pletina o estructura de hierro que fabricará el herrero quedando en bancada y encima de estas se encontraran el armario de conexiones el regulador y el inversor.

3.5 - Dimensionado del regulador

I max de producción: I placas + I placas nevera+ I placas bomba sumergible.

2000/34.6 + 250/34.6 + 250/34.6= 57.8+7.22+7.22= 72.25≈ 73 A

36.5 A + 30%≈ 47 A por cada regulador a un η del 70%.

Imax de consumos: I bomba presión + I nevera (reloj programable) + I alumbra emergencia (despreciable).

120/24 + 100/24= 5 + 4= 9 A + 30%= 11.7≈ 12 A al 70% de η.

20

3.6 - Dimensionado del inversor

Para el dimensionamiento del inversor, voy a sumar todas las potencias de los aparatos domésticos, le voy a dar un η al inversor del 90% y posteriormente le aplico un coeficiente de simultaneidad de 0,8 ya que nunca van a estar todos los aparatos encendidos.

Total potencia: Alumbrado + Televisores + HIFI + ordenador + secador + varios + electrodomésticos de cocina:

121W + 190W + 40W + 100W + 1000W + 300W + 1560W= 3311 W + 10% ≈ 3650 W 3650 x 0,8= 2920 W ≈ 3000 W con un η del 90%.

*Este inversor nos va a servir en un futuro siempre y cuando no conectemos simultáneamente el secador y el microondas.

3.7 - Estructura de fijación

La estructura de fijación estará dotada de dos soportes para los dos grupos de 8 placas de Mitsubishi y otro para las dos placas de Atersa. El marco del soporte para las placas de Mitsubishi será de las dimensiones 6,742 m de largo x 1,625 m de alto, mientras que el de las dos placas de Atersa será de 1,35 m x 1,495 m.

3.8 - Cálculo de secciones

Línea de producción

Producción: 2000 W (no se cuenta las otras dos placas “320 W” ya que se tendrán que bajar cables independientes para conexionar en los acopladores de placas)

Caída de Tensión: 3 % Longitud: 10 m Tensión: 34 V

S=2⋅P⋅Lσ⋅e⋅V

= 2⋅2000⋅1056⋅1 ,02⋅34

=400001942

=20 ,6mm2 de sec ción 25 mm

2

21

Línea de bomba presión

Potencia: 120 W Caída de tensión: 3 %

Longitud: 8 m Tensión: 24 V


= 2⋅120⋅856⋅0 ,72⋅24

=1920967 ,68

=1 ,98mm2 desección 2,5 mm

2

Línea bomba sumergible Shurflo 9300




= 2⋅96⋅2056⋅1,2⋅24

=38401612 ,8

=2 ,38mm2 de sec ción

4 mm

2

Línea de Nevera DC 24 V

Potencia: 100W Caída de tensión: 3 %



= 2⋅100⋅1056⋅0 ,72⋅24

=2000967 ,68

=2,066mm2 desec ción

2,5 mm

2

Alumbrado de emergencia




= 2⋅80⋅1556⋅0 ,72⋅24

=2400967 ,68

=2,48mm2 de sec ción

2,5 mm

2

Línea alumbrado AC 230 V




= 2⋅121⋅1056⋅6,9⋅230

=242088872

=0 ,02723mm2 de sec ción 1,5 mm

2

Línea de usos varios

22




= 2⋅400⋅1056⋅11 ,5⋅230

=8000148 ,120

=0 ,054mm2 de sec ción 1,5 mm

2=> 2,5 mm

2

*Según el RBT se deberá poner una sección mínima para tomas de corriente de 2,5 mm2

.

Línea Regulador – Baterías




= 2⋅2320⋅256⋅0 ,34⋅34

=9280647 ,36

=14 ,335mm2de sección 16 mm

2

Línea Baterías – Inversor


Longitud: 1,5 m Tensión: 24 V


= 2⋅3000⋅1,556⋅0 ,24⋅24

=9000322 ,56

=27 ,9mm2 desec ción 35 mm

2

Línea Grupo electrógeno - Inversor




= 2⋅6000⋅5056⋅11 ,5⋅230

=600000148 ,120

=4 ,05mm2 de sec ción 6 mm

2

4. Planos y Esquemas 4.1 - Plano de la finca y de situación

23

4.2 - Esquema multifilar general - Placas

- Esquema de mando y control (contactores).

24

- Esquema de Protecciones (PIA, IDA, IGA, etc.)

25

- Armario de control y protección por fuera

- Esquema de reguladores 26

- Esquema del SHUNT y del contador de Ah

- Multifilar general 27

4.3 - Esquema unifilar general

28

1. 2 x 2,5 mm2

2. 2 x 16 mm2

3. 2 x 10 mm2

4. 2 x 16 mm2

5. 2 x 6 mm2

6. 2 x 4 mm2

7. 2 x 2,5 mm2

8. 2 x 2,5 mm2

9. 2 x 2,5 mm2

10. 2 x 4 mm2

11. 2 x 6 mm2

29

5. Mantenimiento

5.1 – Placas

Las placas no deberán presentar ni grietas, ni fisuras, ni oxidaciones ni en el marco ni en la célula.

Deberán estar lo suficientemente limpias para que no le hagan sombras el cristal a la célula, ni ningún otro objeto ya que si no actuaria de resistencia.

Las cajas estancas de las placas que no se hallan deteriorado y los diodos de protección o Bypass que se encuentren en perfecto estado.

Que las conexiones entre las placas estén bien fijadas para que no salte ninguna chispa, y a ser posible darle un poco de grasa para evitarlo.

Si por alguna razón alguna placa se picara el cristal cambiarla rápidamente para repararla si se pudiera ya que si no se oxidaría la célula en cuestión de horas.

5.2 – Estructura soporte La estructura deberá estar debidamente engrasada sobre todo en los ejes de

rotación ya que de no ser así, esta se endurecería y no se podría inclinar. Observar que no presente oxidaciones ni en la estructura, ni en la zona de

fijación.

5.3 – Baterías Los bornes deberán estar lo suficientemente fuertes para que no salten chispas y

con un poco de grasa para que no se sulfaten los bornes. Se deberá de revisar la densidad de las mismas, o si se tiene que añadir agua y

la tensión por vaso ya que puede haber alguno que no cargue bien y se oponga a la corriente

Controlar la temperatura de la habitación la cual no deberá de superar los 25 ºC, ni disminuir de los 20 ºC.

Deberán de situarse encima de algún objeto como pallet o estructura metálica, si el suelo es húmedo ya que podría deteriorar la carcasa de la batería.

5.4 - Aparatos de protección Cada cierto tiempo serie conveniente probar que el diferencial sigue

funcionando correctamente. Que las tomas de tierra no se oxiden y estén bien fijadas.

30

5.5 – Ventajas de un sistema fotovoltaico

Un sistema fotovoltaico y más como es nuestro caso nos hará independientes de la red eléctrica privada, dotándonos de energía suficiente para una casa unifamiliar, por lo que deberemos de hacer las revisiones pertinentes a fin de mejorar su funcionamiento.

Lo bueno de un E.S.F es que una vez montada no emitiremos ni un gramo de CO2 a la atmosfera, por lo que tendremos una fuente de electricidad renovable, pero finita ya que esta no superará ni en el mejor de los casos contando con las baterías los 20 años. Esta instalación no hará independientes de las subidas y cortes de la luz.

El inconveniente de la E.S.F. es que en la fabricación de la placas se necesita mucha energía al igual que en el resto de los componentes que la forman. También causa un impacto medioambiental por mínimo que sea.

También tiene muchos papeles burocráticos en cuanto a subvenciones, etc. y más ahora con la cantidad de estafas que se están descubriendo debido a que la plantas fotovoltaicas declaran más potencia de la que realmente tienen y muchas otras están montadas y no invierten a red por diversos motivos. Otro motivo por el que no se montan E.S.F es la falta de conocimiento al respecto o la ignorancia que se tiene en algunos aspectos, ya que se montan pocas y las que se montan se montan mal.

En resumidas cuentas una Estación Solar Fotovoltaica está pensada para un último caso en el que no se pueda traer la red a la vivienda o sea inviable económicamente hablando.

31

6. Presupuesto

ELEMENTO UNIDADES PRECIO UNIDAD €

PRECIO TOTAL€

Placa solar Mitsubishi 16 410 4960

Placa Solar Atersa A-160M

2 690 1380

Batería Hoppecke 12 OPzS 1200

12 794 9528

Regulador Atersa Leo2 50/25 DB

2 319 638

Inversor/Cargador Victron Energy

24V/3000VA/70A

1 1970 1970

Grupo Electrógeno Preme M-8000-HE

1 1560 1560

Bomba sumergible Shurflo 9300

1 685 685

Bomba presión 2088-474-144

1 97,81 97,81

Nevera 24 V Bajo consumo

1 400 400

Cable de cobre 16mm2 40 1,07 42,8



Cable de cobre 2,5mm2 200 54 54

Cable de cobre 1,5mm2 200 35,4 35,4

Cuadro eléctrico 2 80 160

Estruc. Grande 2 300 600

Estruc. Pequeña 1 180 180

32

Canaleta 100

Picas Tierra 3 5 15

Cable de tierra 16mm2 10 1,63 16,3

Reloj 1 50 50

Contactores 5 50 250

Interruptores 2 10 20

Base enchufe (2P+T) 32A

1 4,88 4,88

IGA 40A 1 29 29

ID 40A 30mA 1 28 28

Pía 16A 3 8,33 54

Pía 10A 3 8,19 60

Alumbrado de emergencia

6 17,15 102,9

Bombilla de 20 W 2 5,89 11,78

Bombilla de 15 W 3 5,35 16,05

Bombilla de 9W 4 4,78 19,12

TOTAL 23.204,94 €

*Este presupuesto ha sido obtenido con precios reales, tanto de páginas Webs como de

comerciales con los cuales me he puesto en contacto, cuenta con las páginas de las cuales he sacado el precio. Se ha de recalcar que no cuenta ni con mano de obra, ni con los demás aparatos típicos del hogar como TV, frigorífico de AC, Bombillas, etc.

*El precio de las placas Mitsubishi fue facilitado por un comercial por lo que la página

de las placas no aparece.

*El cable de cobre de 1,5 y de 2,5 se venden en rollos de 200m por lo que el precio es

del rollo entero.

33

proyecto solar (bueno)

Documents