Curso inicial sobre energía solar eléctrica

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Energía Solar

Curso inicial sobre energía solar eléctrica

Curso inicial sobre energía solar eléctrica ... 1

1. Conceptos básicos sobre energía eléctrica... 2

2. Conceptos sobre energía solar ... 2

3. Especificaciones de un panel solar: ... 5

4. cálculo de la demanda de energía y de la potencia ... 6

5. Banco de baterías ... 6

6. Sección del cableado ... 7

7. Orientación de los paneles ... 7

8. Tipos de inversores contínua a alterna ... 8

9. Selección del inversor o los inversores... 8

Este material está dirigido a todo quien desee conocer lo básico para armar un sistema fotoeléctrico.

Quién desee enviar correcciones, solictar se amplíen temas, o simplemente contactar, puede hacerlo a: sergio@electroimpulso.com.ar

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1. Conceptos básicos sobre energía eléctrica

La etiqueta que poseen los aparatos eléctricos que usamos diariamente nos indica una cierta cantidad de Watts.[W] Estos Watts son la velocidad con la que se consume energía, esto es, la potencia.

Durante el tiempo que un aparato esté encendido, este consumirá energía que es la potencia del aparato multiplicada por las horas de encendido y se expresa en Watts Hora [Wh]

En resumen, una lámpara de 100W encendida por 3hs, consumirá 100Wx3hs=300Wh.

2. Conceptos sobre energía solar

Distribución del promedio de la Radiación Global Diaria [kWh/m2 ] en la República Argentina Gráfico s extraídos del "Atlas de Energía Solar de la República Argentina", elaborado por Hugo Grossi Gallegos y Raúl Righini, Universidad Nacional de Luján

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Radiación media diaria en Enero 6Kwh/m2 al día, 750W durante 9hs

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La potencia de los paneles solares se mide a con radiación de 1000W/m2, entonces, si usamos un sistema mppt (que usa la máxima potencia posible desde los paneles) podemos estimar que la energía producida por el panel en un día será:

Wh = W panel x Radiación media diaria

p/ej un panel de 250W (0,25Kw) daría: 0,25 x 2,5Kwh/día = 0,625Kwh/día

Si no usamos sistemas mppt, lo más simple es usar los amperes (Impp) del panel y hacer por regla de 3:

En un panel de Impp = 8 A 1000W/m2 x 1h-> 8Ah

2500W/m2 x día -> 2500 x 8 / 1000 = 2,5x8=20Ah

Calcular los Ah de consumo de un aparato se hace dividiendo los Wh / tensión del sistema.

¿qué ocurre los días nublados?

Durante estos días, hay radiación difusa, hay que estimar un 10% a un 20% de la energía que generaría el panel si estuviese soleado. Estos son datos empíricos, por experiencia.

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3. Especificaciones de un panel solar:

Además de los datos eléctricos, es interesante ver cómo afecta la temperatura a la perfomance del panel, en pleno verano, hay más radiación solar, pero hay que medir la

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4. cálculo de la demanda de energía y de la potencia

Este punto es crucial, calcular por debajo la demanda llevará a fallas del sistema. La forma más simple de calcular el consumo es armar una tabla, hay consumos que se calculan de forma simple y otros, como ser heladeras es mejor contar con datos del ENRE o del fabricante, si podemos medir y constatar mejor.

Artefacto Potencia Tiempo de uso diario Total de energía

Heladera 200W 24hs 1500Wh (ENRE) Tv LED 32” 90W 6hs 540Wh Plancha ropa 1500W 1/2h 750Wh Microondas 800W 1/2h 400Wh 6 luces económicas 20W x 6 = 120W 6hs 720Wh 2710W 3910Wh

Del análisis de esta tabla podemos llegar a dos conclusiones:

1) necesitamos un inversor de más de 2710W de potencia, por si se enciende todo junto.

2) Necesitamos generar al menos 3910Wh de energía para satisfacer la demanda Además de esto, tenemos que tomar un margen de seguridad de potencia y energía para salvar la potencia extra por el arranque de motores y compensar las pérdidas del sistema de acumuladores, regulador, inversor y errores de cálculo.

5. Banco de baterías

En este elemento no se puede ahorrar, si llegan días nublados o simplemente la noche, toda la energía saldrá del banco de baterías. Debemos tener en cuenta al menos estas condiciones:

1) Que posea capacidad para almacenar el equivalente a lo generado por los paneles durante tres días de verano.

2) Considerar que las baterías envejecen y no deben ser fuente de reclamo prematuro

3) Considerar las diferentes tecnologías disponibles, precio, ventajas y desventajas.

Tipo de batería Ventajas Desventajas

Plomo ácido con líquido Bajo costo

Tolerancia a sobrecargas

Riesgos al transportarla Gaseo

Plomo ácido sellada AGM/GEL

Traslado sin riesgos Mayor vida útil No emite gases

Alto costo

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6. Sección del cableado

Para seleccionar el cable correcto, hay que tener en cuenta:

Que el cable posea capacidad para transportar la corriente necesaria.Que la caída de tensión no sea excesiva provocando altas pérdidas.Que sea acorde a la función del cable. Apto exterior, subterráneo,

7. Orientación de los paneles

Para los que vivimos en el hemisferio sur, los paneles se colocan mirando al norte y la regla práctica es darles un ángulo igual al de la latitud mas 10° para optimizar el sistema para invierno. Si el sistema es atado a la red, simplemente se los inclina al ángulo de

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8. Tipos de inversores contínua a alterna

Los hay de forma de onda senoidal que asegura compatibilidad con todos los equipos y “senoidal modificada” son más económicos y para la mayor parte de las aplicaciones funcionan bien.

También se pueden separar por prestaciones, los hay: 1) aislados de la red, para funcionar con baterías 2) con cargador eléctrico

3) con regulador para panel solar

4) grid tied o para conección a red, para inyerctarle energía a la red.

5) Híbridos, conectables a red y 3 modos de funcionamiento: grid tied, batería, bypass

Ver en el anexo algunos ejemplos.

9. Selección del inversor o los inversores

El inversor se selecciona en base a dos parámetros:

1) que tipo de consumos voy a alimentar

2) que potencia necesito para asegurar el arranque de todos los consumos

En el primer punto, si en la instalación se alimentan mayormente motores, deberíamos elegir onda senoidal pura para no tener un elevado desperdicio de energía y facilitar el arranque de los motores.

La onda modificada tiene componentes de alta frecuencia, aparte del componente principal de 50Hz. Toda la energía de estos componentes de alta frecuencia se transforma en calor y ruido en las máquinas eléctricas.

En el segundo punto hay que considerar por ejemplo si hay motores conectados a compresores, que estas máquinas requerirán al menos diez veces su potencia nominal para arrancar. Es de utilidad cuando figura el dato “corriente de rotor bloqueado” entonces simplemente comparamos esa corriente con la corriente máxima de salida de nuestro inversor, que deberá ser mayor.

Si no figura ese dato, si es un motor bajo norma NEMA, según el estándar NEMA MG1 debe poseer una letra código que lo identifica y permite calcular la corriente. No

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ANEXO

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