OPERACIONALIZACION DE VARIABLES

Con el fin de identificar de manera precisa las dimensiones y sus respectivos indicadores de las variables independientes y dependientes, el significado de las variables que contiene la hipótesis, en las tablas 3.2

y 3.3, se muestran las definiciones conceptuales y operacionales de las variables que se han utilizado en la investigación.

Tabla 3.2: Operacionalización de la variable dependiente Variable Dependiente: Energía eléctrica

Definición conceptual Dimensión Indicador Es el producto del Intensidad de corriente Amperaje movimiento de la carga eléctrica

eléctrica( electrones) a Voltaje

través de un conductor Diferencia de potencial.

por la diferencia de

potencial que el Potencia Watts.

generador fotovoltaico Pot= Vxl

ofrece en sus extremos

Fuente: elaboración propia.

Tabla 3.3: Operacionalización de la variable independiente Variable Independiente: Sistema solar fotovoltaico.

Definición conceptual Dimensión Indicador Es un conjunto de Posición acimutal del

Angula de acimut en componentes que módulo o panel grados sexagesimales

fotovoltaico interactúan entre sí con

Posición de elevación

fines de captar los fotones Angula de elevación

de la radiación solar y del panel en grados

transformar en energía sexa_g_esimales

eléctrica de corriente Ubicación del Altura de ubicación continua, el mismo que es regulador o del controlador utilizado por los usuarios controlador de carga respecto al panel en de diversas formas.

metros.

Fuente: elaboración propia.

3.4 DISEÑO DEL TRATAMIENTO

En el estudio se ha realizado ocho combinaciones o tratamientos diferentes, los mismos que arrojaron resultados diferentes; es más, de cada tratamiento se extrajo cinco mediciones en diferentes días, pero a la misma hora. El tratamiento consistió en; instalar el sistema fotovoltaico sobre el techo de las viviendas elegidas, uno en Yanacancha y otro en San José de Quera. Los materiales utilizados fueron los siguientes:

• Un Módulo generador fotovoltaico o panel solar.

• Un Controlador de carga.

• Un acumulador de carga, que consistió en batería.

• Conductor eléctrico vulcanizado

• Estructura soporte del panel.

• Placa de madera para soporte del controlador.

• Tirafones para el anclaje del soporte hacia la cumbrera del techo.

• Pernos para el montaje del panel hacia la estructura.

• Clavos para fijar placa de madera.

• Cinta aislante vulcanizado.

• Cinta aislante convencional.

• Tornillos para anclar el controlador en su base de madera.

Los mismos materiales se utilizaron en las comunidades de Yanacancha y San José de Quera, que corresponden a las provincias de Chupa y Concepción, respectivamente.

La instalación del módulo se realizó bajo la siguiente secuencia:

• Se identificó el lugar para la ubicación de la estructura.

• Se diseñó y construyó la estructura.

• Se montó la estructura sobre el umbral del techo de la vivienda, siempre orientadas hacia el norte.

• Se hizo el montaje del panel sobre la estructura.

• Se hizo la instalación de la placa de madera y el controlador de carga sobre la pared, a una distancia determinada del panel.

• Se ubicó la batería a una distancia apropiada del controlador.

• Se hizo las conexiones los componentes con los conductores.

Una vez instalado el módulo o el prototipo de experimentación se hizo las variaciones en base al siguiente procedimiento:

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Fig. 3.1 Procedimiento del diseño de investigación Fuente; Elaboración propia

E N E

R

G

1 A

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e

A

Considerando dos variaciones del ángulo de elevación, dos variaciones del acimut y dos variaciones de la posición del controlador de carga; el diseño del tratamiento se puede apreciar en la tabla siguiente:

Tabla 3.4: Procedimiento para el tratamiento de la experimentación factorial.

POSICIÓN DEL PANEL SOBRE LA ESTRUCTURA POSICIÓN DEL

ACIMUT ELEVACION CONTROLADOR (m)

-

+

-

⁺

-

⁺

50 355° 30° 45° 1.00 1.50

Unidades codificadas de los factores

E C) AC) p (m) EE

- - -

+

-

^-

-

+

-

+ + -

- - +

+ - +

- + +

+ + +

Fuente: Elaboración propia

3.5 TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCION DE DATOS

Antes de diseñar los instrumentos de recolección de datos, es necesario definir los agentes u objetos a quienes se les aplicará los instrumentos.

En este caso, el objeto a ser observado y medido fue el módulo "Sistema solar Fotovoltaicd'.

Con fines de llevar un control de los datos y seguir una secuencia lógica de la investigación, se internalizaron las técnicas documentales y empíricas.

La técnica documental se utilizó en primer momento para la formulación del marco teórico, luego para la extracción de datos e información de documentos relacionados a la evaluación de radiación solar. El instrumento que se utilizó en esta técnica fueron las Fichas bibliográficas y de trabajo, tal como se muestra en la figura 3.2.

Asimismo, se utilizó la Técnica empírica específicamente la Observación y la Medición; esto fue sometido hacia el prototipo en el que se variaron las sub variables Posición del controlador de carga, el ángulo de elevación del panel y el acimut del mismo, Adicionalmente se midió la temperatura en el lugar donde está ubicada el módulo. El instrumento utilizado en esta técnica fue la ficha de registro. Ver figura 3.3.

O

UNIV!RSIDAD NACIONAL DB. CENTRO DEL PERú

1 . ESCUElA DE POSGRADO

Unidad de Posgrado de la facultad de lngenieria Mecánica

1 DATOS DEL LECTOR Apellidos y no111bfes Asignaura Pnlblenlalobjeto

Fecha de inicio de la 1ettu11 1 1 F«ha de rlllalizxiOn de ra 1ettu11 1 2 DATOS DEL DOCUMENTO

AlltOr{es) 1

Titalo 1

libro Tesis

lllencióll de edición Grado académico

Lugar de publicación Lugar de pubicKión

Ecfltoñal Institución

Fecha de publicación Fecha de publicación URL

3 ORGANIZADOR DEL CONOCIIENTO DEL DOCUMENTO

4 RESÚMENES O CITAS

5 INFERENCIAS

Fig. 3.2: Ficha bibliográfica y de trabajo.

Fuente; Espinoza Montes.

El instrumento que se muestra es para recolectar datos referentes a la energfa generada por el sistema solar fotovoltaico y está diseñado teniendo en cuenta las tres réplicas, cada una de ellas denominadas ciclos, y de cada tratamiento, o sea, ocho tratamientos con sus tres réplicas. En la figura se muestra demostrativa mente de un solo tratamiento.

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA

UNIDAD DE POSGRADO

MATRIZ PARA TOMA DE DATOS DE LA GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA Y TEMPERATURA DEL SISTEMA SOLAR FOTOVOLT AICO

ASPECTOS GENERALES:

*LUGAR: ACHIPAMPA, DISTRITO YANACANCHA, PROVINCIA CHUPACA.

* INSTRUMENTOS UTILIZADOS EN El PROCESO

Goniómetro, Escuadra de 30• y 45•, Nivel, llave dado 14 mm, Flexómetro, Pinza amperimétrica y Termómetro

*CONDICIÓN DEL TIEMPO : Despejado

*FECHA:

*TRATAMIENTO: PRIMERA VARIACIÓN

REPLICA 1

No HORA TEMPERATURA MEDICIÓN EN El PANEL

OBSERVACIÓN AMPERAJE VOLTAJE POTENCIA

1 07:00 2 08:00 3 09:00 4 10:00

10 16:00 11 17:00 12 18:00

REPLICA 11

No HORA TEMPERATURA MEDICIÓN EN El PANEL

OBSERVACIÓN AMPERAJE VOLTAJE POTENCIA

1 07:00 2 08:00 3 09:00 4 10:00 9 15:00

10 16:00 11 17:00 12 18:00

.

.

Fig. 3.3: Ficha de registro de datos de la med1c1ón . Fuente; Elaboración propia.

Los datos se registraron en la figura anterior teniendo en cuenta;

• Posición del controlador de carga respecto al panel solar; a 1m y 1,5m.

• Posición del panel en interacción con la estructura a un ángulo de elevación de 30° y 45°.

• Posición del panel en interacción con la estructura y un acimut de

oo

^{y 355°.}

• Considerando ocho tratamientos con tres réplicas cada uno.

• Número total de mediciones y observaciones: 12 observaciones por cada tratamiento y por cada réplica, entonces fueron: 12x8x3

=

^288.

Los instrumentos que se utilizaron en la recolección de datos, se muestran en la tabla siguiente:

El multímetro

Pinza amperimétrica GPS,

Cronómetro Flexómetro Goniómetros

3.6 TÉCNICAS DE PROCESAMIENTO DE DATOS

Por la naturaleza del estudio, en esta investigación se emplearon las técnicas estadísticas como: el Descriptivo para la presentación de datos en tablas de frecuencia y gráficos, así como para la determinación de las

medidas de tendencia central y variación (varianza, valores mínimos y máximos, desviación estándar). Y la estadística inferencia! para las pruebas de normalidad, homogeneidad y la de hipótesis.

Prueba de significación: Mediante el criterio de hipótesis nula.

Prueba "t", para comparar los resultados de cada tratamiento y determinar cuál de las configuraciones otorga mejor resultado.

Prueba "F", para probar la significancia de los factores en los tratamientos, con nivel de significancia a=0.05 (95%).

Capítulo 4:

PRESENTACIÓN DE RESULTADOS

4.1 RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN

4.1.1 EVALUACION DE RADIACIÓN SOLAR

Para la evaluación de la radiación solar se han identificado las zonas los mismos que fueron Yanacancha y San José de Quero que corresponden a las provincias de Chupaca y Concepción, respectivamente. Para ello se ha acudido a Sun Earth Tools.com (2014), que me permitió localizar el lugar y los parámetros como: la Latitud, Longitud y altura; tal como se muestra en las figuras siguientes:

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Fig. 4.1 Ubicación de las localidades de Yanacancha y San José de Quero Fuente; Elaboración propia con soporte Sunearthtools.com.

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Fuente; Elaboración propia con soporte Sunearthtools.com

En particular, el lugar espedfico para la prueba fue el domicilio del señor Roper Solano, que se halla en el barrio Achipampa-Yanacancha, y el domicilio de la señora Elvira lnga en San José de Quero, donde se definieron la incidencia de la radiación, la trayectoria del sol, en los domicilios mencionados; que nos ha permitido elegir adecuadamente el lugar y orientar con efectividad el panel solar y su repectivo estructura.

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Fig. 4.4; Trayectoria del sol respectoa a los domicilios-Achipampa Yanacancha y San José de Quero.

Fuente; Elaboración propia con soporte Google imágenes 2014 CNES.

La posición del sol se ha representado bajo dos gráficos; primero en base a las coordenadas polares y luego en coordenadas cartesianas. El primero se basa en círculos concéntricos donde la elevación solar se lee en varios círculos concéntricos, de

oo

a 90° grados. El acimut es el ángulo corrido al círculo de

oo

a 360° grados. El horizonte es representado por el círculo más externo. El ángulo de acimut indica la dirección del Sol en el plano horizontal desde una posición dada. El norte está definido con un acimut de

o

^o, mientras que el sur tiene un acimut de 180°. Las diferentes trayectorias del Sol en el cielo están delimitadas por aquellas de los días de solsticio (21 de junio y 21 de diciembre), el segundo indica la elevación del Sol que se traza sobre el eje X y el acimut a lo largo del eje Y.

....

Jat: -12.164964 ^, Ion: -7'5.381977 dau: 1410912014

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- 21/1212014 - 141'C7/2014 - 21/0612014

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- 21/1212014 - 141.:912014 - 21/0612014

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Fig. 4.5; Trayectoria del sol en coordenadas polares Achipampa-Yanacancha y San José de Quero.

Fuente; Elaboración propia con soporte Google imágenes 2014 CNES

60"

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40°

30.

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10°

1 2 3 4 5 6

SunEarthTooln.com - 21/12/2Q14

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a _9 _ _ ~.!.._u_ 12 13 1~---~--- 16 t1. 18 19 20 21 22 23

Fig. 4.6; Trayectoria del sol en coordenadas cartesianas Achipampa-Yanacancha y San José de Quero.

Fuente; Elaboración propia con soporte Google imágenes 2014 CNES.

El Cálculo de la posición del sol en el cielo para cada lugar de la tierra en cualquier momento del día, se hizo en base a sunearthtools.com (2014) que considera los siguientes parámetros: Alba y Ocaso; que se definen

como el instante en que la parte superior del disco solar toca el horizonte.

Esto corresponde a una elevación de -0.833° grados para el Sol. El Crepúsculo, es el momento inmediato al ocaso, caracterizado por una luz difusa (por extensión, durante la mañana se habla de alba o de aurora).

El Crepúsculo Civil, es el intervalo de tiempo durante el ocaso y cuando la elevación de Sol es de -6°. En el cielo son visibles algunas pocas estrellas y planetas muy brillantes. El Crepúsculo Náutico, representa el tiempo en que el Sol pasa de -6° a -12° bajo ,el horizonte, en este período se distinguen el horizonte y las principales estrellas. Crepúsculo Astronómico es el intervalo de tiempo durante el ocaso cuando la elevación del Sol es de -18° bajo el horizonte. El cielo está oscuro y es posible distinguir las estrellas por encima de la sexta magnitud. El mediodía en el tiempo solar ocurre cuando el Sol alcanza el punto más alto en el cielo, hacia el sur o hacia el norte dependiendo de la latitud del observador. Acimut indica un ángulo entre un punto y un plano de referencia. Generalmente es la distancia angular de un punto desde el Norte, medida en grados:

oo

norte, 90° este, 180° sur, y 270° oeste. La altura o elevación, es la distancia angular desde el horizonte de un punto en la esfera celeste, calculada como positiva si se sitúa hacia el Cénit, o negativa si se sitúa hacia el Nádir. El Cénit, es la intersección de la perpendicular al plano del horizonte que pasa por el observador con el hemisferio celeste visible, y por lo tanto es el punto sobre la cabeza del observador. El punto diametralmente opuesto es el Nádir.

El conocimiento de la posición y de las horas de luz, permiten conocer la energía irradiada por el Sol (fuente renovable) en el punto de la Tierra que estemos examinando, todos ellos se muestra en la tabla siguiente:

Tabla No 4.1; Detenninación de la posición del sol en Achipampa y San José de Quero

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crepúsculo -0.833' 06:56:37 18:57:40 86.76' 273.05' crepúsculO civil -6" 06:35:26 19:18:48 87.85' 271.94' Náutica" crepúsculo -12' 06:10:53 19:43:21 89.12. 270.66' El crepúsculo astronómico -18• 05:46:21 20:07:54 90.4' 269.36'

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El crepúsculO astronómico -18' 05:-'6:58 20:08:31 90.37" 269.38'

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14109!2014 12:01:05 00:00:40 -0{}:00:39 12:57:45 Fuente: Elaboración propia con asistencia Sunearthtools.com

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Tabla 4.2; Estimación de elevación y Azimut en Yanacancha y San José de Quero

Fecha: 14/09/2014 Fecha: 14/09/2014

Coordinar: -12.164964,-75.381977 coordinar: -12.0854799,-75.5367807 Ubicación: yanacarJfha ubicación: San José de Quera

Hora Elevación Azimut hora Elevación Azimut

06:56:37 -0.833 86.76 06:57:13 -0.833 86.76

07:00:00 -0.01 86.58 07:00:00 -0.16 86.61

08:00:00 14.6 83.25 08:00:00 14.46 83.31

09:00:00 29.1 79.18 09:00:00 28.97 79.28

10:00:00 43.36 73.47 10:00:00 43.24 73.61

11:00:00 57.06 63.87 11:00:00 56.96 64.11

12:00:00 69.04 43.47 12:00:00 69 43.93

13:00:00 74..57 357.24 13:00:00 74 .. 65 357.81

14:00:00 68.05 313.57 14:00:00 68.22 313.72

15:00:00 55.79 294.79 15:00:00 55.97 294.81

16:00:00 42.02 285.73 16:00:00 42.18 285.73

17:00:00 27.72 280.22 17:00:00 27.89 280.23

18:00:00 13.21 276.24 18:00:00 13.37 276.26

18:57:40 -0.833 273.05 18:58:18 -0.833 273.05

Fuente: Elaboración propia con asistencia Sunearthtools.com

Determinación de la radiación solar

Para ello se ha acudido a dos fuentes, primero a Atmospheric Science Data Center- NASA, y a la estación meteorológica de Huayao- Junín.

El primero se ha utilizado para estimar la radiación solar tanto en la localidad de Yanacancha y San José de Quero, y el segundo nos ha permitido estimar la radiación en el lugar más cercano a ambas localidades. que es San José de Jarpa. Los resultados se muestran en las tablas siguientes.

Tabla 4.3; Estimación de radiación solar en Yanacancha

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HeotrtinJMÍJil ttmperat\lte Coolin¡ desi¡n !empetllture Ear!h tempera!llt"e amptitude Fr05t days at site

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Air tempera tu.,.. M2m·e humidity

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12.6 79,6%

12.6 80.1%

12.8 78.2%

12.4 71.9%

11.3 63.7%

9.9 59.1%

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10.6 50.0%

12.1 52.6%

13.2 55.3%

13.4 61.3%

B.! 71.2%

Climate ·data l~ation

·12.201

-15~381

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4.U 1'1.74 14,68

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Daílysolar

Atmospheric:

radiation-

horizontal ^pressure

kWhfm2/d kPa

5.61 72.7

5.61 72.7

5.55 72.7

5.63 72.7

5.55 72.8

5.16 72.8

5.39 72.8

5.87 72.8

6.30 72.8

6.51 72.7

6.70 72.6

6.22 72.6

Almual 12.0 64.6% 5.84 72.7

Fuente: Elaboración propia con asistencia de Atmospheric Science Data Center-NASA (2014)

Tabla 4.4; Estimación de radiación solar en San José de Quero.

Latilude Longitude

Ele~-ation

Heating design tempenrture Cooling design temperature Earth temperature amplitude Frost days !lt site

l\lontb

January February Match Apri1

Iuly Augnst September Oc:tober November December Annruol

Latitude -12.0861 Longitude -75.536 wn choseD..

Air temJH'Tafun! Rl>lafu·e bnmidity

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12.6 19.6%

12.6 80.1%

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9.9 59.1%

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12..1 52c6%

13.2. 553%

13.4 6L3%

13.1 71.2"/o

12.0 164.6%

Clim;ote. data location -12.01!6

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2850 4.13 17.74 14,68

o

Dailysobr

Atmmph<>ric radiation-

horizontal pressu:rn

k\'lt"hfm²/d kPa

5.6t 72.7

5.61 72.7

5.55 72.7

5.63 n.7

5.55 n.s

5.16 72.8

539 72:8

5.87 12-8

6.30 12.8

6.51 72.7

6.70 n.6

6.2.2 72.6

5.84 72.7

Fuente: Elaboración propia con asistencia de Atmospheric Science Data Center-NASA (2014)

Tabla 4.5; Estimación de radiación solar global horizontal estimados por el modelo Bristow- Campbell en la Región Junín, 2010.

L~xalidacl Radl:lcoo gklbal horimntll prom...>dils d;;¡ms mmsuaks ;kWh'm²/día

N• estación de ^Promedio·

monioreo Enero Febrero Mar:-LO· Abril l\i:tyt> J IBIV Julál A~o Sd~lbre Octubr~ Nmi:mbre Ditien1bre

1 PICHANAKJ 3,904 3,184 3,834 3,581 3,320 3,2.71 3,427 3,8S7 4,354 4,4'2~ 4,202 3,91'17 3,826 2 RUNATUUO 4,119' 4,396 4,486 4,440 4,412 4,245 4,.388 4,826 4,908 4,910 4,839 4,580 4,596 3 JAUJA 6,252 5,978 5,654 5¡658 5,497 5,298 5,456 5,943 6,336 U57 6,710 6,391 5,977 4 TARMA 6,167 6,029 5,819 5,452 S,OOJ 4, 757 4,810 5,297 5,723 6,0S3 6,1:25 6,113 5,6312 .5 HU~5AHUASI 4,7fJl 4,166 4,064 4,357 4,243 4,122 4,169 4,631 4,887 4,985 5,121 4,627 4,507 6COMAS 5,109' 4,625 4,53U 4,739' 4,646 4,431 4,'546 5,0'15 5,360 5,438 5,764 5,265 4,962 7 SANRAMON 4,962 4,886 4,740 4,381 4,010 3,901 3}l65 4)483 5,049 5,282 5,660 4,929 4>687 8 SATIPO 4,(183 4¡005 3,934 .],805 3,454 3~322 3;soo 3,950 4,.370 4,526 4,524 4,226 3,WS 9 PUERTO OCOPA 4,490 4,354 4,287 4,084 3,742 3,605 3,781 4,324 4,788 4,939 4,867 4,6(X) 4,322 10 LA OROYA 6,2.79 5,965 5,629 '5,583 5,402 5,180 5,363 5,836 6,.206 6,477 6,744 6,349 5;918 ll RICRAN 5,110 4,764 4,419 4,184 4,920 4,680 4,849' 4,637 5_430 '5,450 5,618 4,818 ·4>962 12 INGENIO 6,537 6,263 5,870 !5,732 5,476 5,264 5,458 5,951 6,3'56. 6,675 6,887 5,527 6,083 13JUN1N '5,913 5,880· 5,491 '~,588 5.4'94 5,314 5,527 •6,085 6,520 6,7M 6,688 ,6,365 5,9611 14 SAN JUAN Of lA 6,224 5,906 5,552 '5,528 5,400 S, 137 '5,.288 5,794 6,150 6,522 6,802 6,419 5,9m 15 VIQUES 6,623 6,431 6,139 6,027 5,740 5,403 5,.551 •6,031 6,414 6,749 7,00'1 •6,624 6,:228 16 HUAYAO 6,504 ·6,256 5,907 '5,841 '5,59'6 5,,340 5,456 5,964 6,381 6,692 6,999 •6,665 6,133 17 LA1Vf 6,326 '5,984 5,704 '5,716 5,552 5,417 5,677 6,1.60 6,455 6,609 6,885 •6,503 6,(llli' l8SANTAANA 5.639 5·.498 5.203 5.123 4.912 4•.717 4.857 5.269 5.573 5.813 6.067 5.764 5,370 19 SHULLCAS 5,787 5,459 5,466 5,423 5,122 4,988 5,249 5,805 6,097 6,351! 6,489 •6,.364 5,71'7 Promedios 5,544 5,296 5;091: 5,044 4,839 4,655 ·4.806· ^{5¡26li 5,656 5,850} •&,OCJ3. 5,636 5,307

Fuente: Bequer Camayo, Tesis Energía Solar y Calidad Ambiental de la Región Junín 4.1.2 Resultado del dimensionamiento del sistema solar fotovoltaico.

El dimensionamiento de los componentes del sistema solar fotovoltaico se hizo teniendo en consideración las ecuaciones y relaciones que se hallan en el marco teórico, y con ayuda del Excel, se eligió los componentes del módulo.

1 DIMENSIONADO DEL SISTEMA SOLAR FOTOVOLTAICO ₁

j31rt.:ma f<t<•V•)Ita¡z;, .wtt.fl(t,!i2

Si se trata de un sistema fotovoltalco autónomo su objetivo será asegurar la disponibilidad de electricidad durante el máximo tiempo posible

La técnica que se internaliza en el dimensionado es el Método de Balance energético:

Energla generada = Energfa consumida

M6wlos ^{1 Proyecto} :Tesis posgrado/EPG-FIM ₁

Inversor Consumo en 1 Responsable : Wuilber Clemente 1

Baterla alterna

1 Fecha : setiembre -2014 ₁

CALCULO DEL CONSUMO

Descripción Wde Intensidad Potencia Ciclo diario Ciclo semanal Rendimiento de Tensión

Consumo

Tensión (V) nominal del

de la carga cargas (A) (W) h/d (d/sem) conversión

sistema (V) Ah/dia

Lámparas 4 1 12 48 4 7 0.85 12 18.82

Total Potencia (W) 48 Consumo total (Ah/dfa) 18.82

Potencia Potencia Tensión Consumo Factor de Factor de Consumo

Intensidad total

OC Total ACTotal nominal del

pico (A) total rendimineto rendimiento

corregido

(W) (W) sistema (V) (Ah/dfa) cableado baterra

(Ah/dfa)

48 12 4 18.82 0.98 0.95 20.22

Mes de Dfasde

total profundidad Corrección necesaria la baterla paralelo mln. para leo corregido diseno autonomla

de descarga por de baterla seleccionada recomendado seleccionado

(Ah/dio) temperatura (Ah) (Ah)

20.22 junio 1 0.8 1 31.6 60 0.53 1

SELECCIÓN DE LA BATERrA

Caracterrstlca Descripción Tensión Tensión

Baterías en Baterías en W total de nominal del nominal de

paralelo baterfas ^!

Marca RITAR sistema (V) la batería serie

Tipo Mono block y de Gel (V) ₁

Tensión nominal 12V 12 12 1 1 1

Capacidad 60Ah

DIMENSIONADO DEL PANEL SOLAR FOTOVOLTAICO

~~ Intensidad de Intensidad

Módulos en Módulos en serie fiV@fuful.\OOJ Potencia

Intensidad nominal ~\00)~ Pico

corregida (A) (!!li•qtcilt(hl c!t4J dlsefto

del módulo paralelo mln. mln. _~ ~'(iÍ):íu!it•Jífltfui:I Generador

fiílfifuft¡¡ corregida Recomendados Recomendados (if;ÍI~!l!f.t•llfll~,

(A) (Wp)

3.93 0.9 4.36 4.6 . 0.95 0.69 1 1 85

HPS (HORAS DE PICO SOLAR) 5.15

Tensión nomlal Tensión nominal Módulos en

Módulos en Serie Total

Selección del Módulo Fotovoltaico del sistema (V) del módulo (V) Paralelo Módulos

Marca y modelo SOLARLAND 85 12 17.4 1 1 1

Tipo Monocristalino

Vmp 17.4 V oc 21.7

lmp 4.6 lsc 5.01

Selección del regulador; en base a la Intensidad ^lsc:del Intensidad

~~íltluili!ill Reguladores

mfnlma del regulador ^{generador mlnlma} ~~~ en paralelo

(A) del regulador (A)

Marca Phocos CE 5.01 6.26 10 0.63

Modelo CA10-2.1 1

Voltaje normal (V) 12

Máx. corriente del módulo (A) 10

Máx. corriente del consumo (A) 10

Autoconsumo eléctrico (mA) 4

DIMENSIONADO DE CONDUCTORES

-- -· - -- .

~tllil ¹ Calda de

Tensión del Máxima

~ ^~ ' Sección calculada ~(l(o!ut:f(jiJ3() ~ tensión real

Tendido de Conductores Intensidad

sistema (V)

(A) ^{(bl1} ~;} mm2 ~ 1 según sección

~) comerc:lal (%)

Generador a Regulador 12 6.26 2 1.5 2.48 3.3 1.13

Baterfa a Inversor 12 25 1 1.5 4.94 5.25 1.41

Regulador a baterla 12 6.012 2 1.5 2.38 3.3 1.08

. @Iiíi!Jitíí'tillli:IID üjll

~~ @•Iilig!J:tf!)l) lmax admitida calibre

~:liD (q}~ (Vi.1) (íl.ID~ ~-úifi¡j¡¡¡¡) corregida (A) AWG

rori'!ílfur¡fi¡;

20 1 1' 20 12

' 30 1 1 30 10

20 1

- - - - ------·--·---'--- 1 20 12'

Fuente: Elaboración propia

~ l~--- _;

1

l

Panel solar Fotovoltaico.

• Marca; Solarland 85

• Monocristalino.

• Potencia = 85 Wp.

• Vmp= 17.4 V

• lmp= 4.6A

• Voc = 21.7 V

• lsc = 5.01 A ... Controlador de carga.

• Marca; Phocos CE.

• Voltaje normal

M

^{= 12 V.}

• Máx. corriente del módulo (A)= 10⁸•

Acumulador de carga (Batería)

• Marca; Ritar

• Tensión nominal; 12 V.

• Capacidad; 60 Ah.

Conductores eléctricos

• Conductor mellizo calibre 12

• Conductor Vulcanizado 2x1, calibre 10

Estructura, soporte del panel.

• Estructura metálica de perfiles, con inclinación de 30° y 45°

Fig. 4. 7 Componentes dimensionados del sistema.

Fuente: Elaboración propia 4.1.2 Resultados de la experimentación.

Las experimentaciones se realizaron en las localidades de Yanacancha y San José de Quero, específicamente en la comunidad de Achipampa y el barrio centro de Quero. En estas localidades se instalaron los módulos

dimensionados en el ítem anterior y posteriormente se realizaron las mediciones correspondientes tal como se muestran en las tablas siguientes:

Tabla 4.7; Resultado de los ocho tratamientos de generación de energía eléctrica en la localidad de Yanacancha.

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU

FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA

UNIDAD POSGRADO

MATRIZ PARA TOMA DE DATOS DE LA GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA Y TEMPERATURA DEL SISTEMA SOLAR FOTOVOL TAlCO

DATOS GENERALES

*LUGAR: ACHIPAMPA, DISTRITO YANACANCHA, PROVINCIA CHUPACA

* INSTRUMENTOS UTILIZADOS EN EL PROCESO:

Goniómetro llave dado 14 mm Termómetro

Escuadra de 30• y 45• Flexómetro

Nivel Pinza amperimétrica

*CONDICIÓN DEL TIEMPO: Despejado

* FECHA: agosto 2014

TRATAMIENTO E1 A1 P1 REPLICA

1

s·

30° l.OOm 1

N" HORA TEMPERATURA MEDICIÓN EN EL CONTROLADOR ENERGÍA OBSERVACIÓN

(·q AMPERAJE VOLTAJE POTENCIA ELECTRICA

1 07:00 7.60 0.16 12.86 2.06

2 08:00 15.85 2.34 13.50 31.59 16.82

3 09:00 16.20 2.64 13.20 34.85 33.22

4 10:00 22.20 2.03 13.03 26.45 30.65

S 11:00 23.50 4.05 13.08 52.97 39.71

6 12:00 27.20 4.02 13.70 55.07 54.02

7 13:00 30.20 3.84 13.28 51.00 53.03

8 14:00 28.70 3.70 15.71 58.13 54.56

9 15:00 27.50 3.55 13.30 47.22 52.67

10 16:00 19.80 2.63 13.10 34.45 40.83

11 17:00 13.10 0.17 12.89 2.19 18.32

12 18:00 9.30 0.07 12.20 0.85 1.52 47.44

35.94

TRATAMIENTO E1 A1 P1 REPLICA

1 5. 30° l.OOm 11

No HORA TEMPERATURA MEDICIÓN EN EL CONTROLADOR ENERGÍA OBSERVACIÓN (•q AMPERAJE VOLTAJE POTENCIA ELECTRICA

1 07:00 7.90 0.18 12.68 2.28

2 08:00 16.10 2.36 13.22 31.20 16.74

3 09:00 16.80 2.53 13.45 34.03 32.61

4 10:00 21.80 3.45 13.99 48.27 41.15

5 11:00 26.90 3.88 13.80 53.54 50.90

6 12:00 22.70 3.95 13.40 52.93 53.24

7 13:00 24.20 3.62 13.50 48.87 50.90

8 14:00 29.70 3.15 17.92 56.45 52.66

9 15:00 27.50 2.30 13.48 31.00 43.73

10 16:00 18.50 1.78 15.81 28.14 29.57

11 17:00 13.35 0.11 13.24 1.46 14.80

12 18:00 9.74 0.25 3.60 0.90 1.18 48.76

35 23

TRATAMIENTO E2 A1 P1 REPLICA

2 355° 30° l.OOm 1

No HORA TEMPERATURA MEDICIÓN EN EL CONTROLADOR ENERGÍA

OBSERVACIÓN

rq

AMPERAJE VOLTAJE POTENCIA ELECTRICA

1 07:00 5.10 0.42 12.22 5.13

2 08:00 9.20 1.74 12.32 21.44 13.28

3 09:00 9.60 2.40 12.84 30.82 26.13

4 10:00 14.00 2.78 13.60 37.81 34.31

5 11:00 15.00 2.80 13.60 38.08 37.94

6 12:00 15.50 3.80 13.15 49.97 44.03

7 13:00 17.70 3.20 13.45 43.04 46.51

8 14:00 16.10 4.24 13.50 57.24 50.14

9 15:00 13.00 4.15 13.31 55.24 56.24

10 16:00 16.00 3.20 13.02 41.66 48.45

11 17:00 10.00 1.85 12.50 23.13 32.39

12 18:00 6.20 0.50 1.78 0.89 12.01 44.86

36.49

TRATAMIENTO E2 A1 P1 REPLICA

2 355° 30° 1.00 m 11

No HORA TEMPERATURA MEDICIÓN EN EL CONTROLADOR ENERGÍA OBSERVACIÓN (OC) AMPERAJE VOLTAJE POTENCIA ELECTRICA

1 07:00 5.30 0.31 12.11 3.75

2 08:00 9.00 1.70 12.57 21.37 12.56

3 09:00 9.00 2.12 12.45 26.39 23.88

4 10:00 14.20 2.60 13.18 34.27 30.33

5 11:00 12.50 3.85 13.33 51.32 42.79

6 12:00 16.20 3.80 13.15 49.97 50.65

7 13:00 17.20 3.30 13.65 45.05 47.51

8 14:00 16.75 4.10 13.65 55.97 50.51

9 15:00 13.40 3.18 13.28 42.23 49.10

10 16:00 15.00 3.34 13.22 44.15 43.19

11 17:00 10.75 1.65 12.48 20.59 32.37

12 18:00 6.80 0.65 2.74 1.78 11.19 45.15

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