DIMENSIONADO DE UNA INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA AISLADA (MÉTODO DEL MES MAS DESFAVORABLE)By Alex Moreno Bellostes On 12 noviembre 2013 In Autoconsumo

Cuando nos decidimos que la fuente de energía en nuestra casa será una

instalación fotovoltaica aislada, nos preguntamos ¿cuantos paneles tendré que

instalar?  ¿Tendré suficiente con estas baterías? … Hoy os explicare los pasos

para hacer el dimensionado de una instalación fotovoltaica aislada.

Para el cálculo y dimensionado de las instalaciones fotovoltaicas existen

diferentes métodos, yo os voy a explicar el método del peor mes o el mes

más desfavorable, obtienes unos resultados suficientemente precisos y una

metodología intuitiva. Consigues con este método el dimensionar el sistema

para el mes más desfavorable. Utilizare datos reales de mi instalación, una

instalación solar a 12V.En 24 o 48V se seguirían los mismos pasos que se

muestran a continuación.

El primer paso es la determinación de la energía eléctrica diaria que necesitara

la instalación receptora. Dado que pueden haber instalaciones que coexistirán

receptores alimentados por CC (corriente continua) o CA (corriente alterna),

deberán contabilizar las necesidades de ambos por separado.

Una vez conocidos los consumos en corriente alterna i en corriente continua se

aplica un factor de seguridad  para tener en cuenta posibles pérdidas en las

conexiones, aumentos imprevistos de consumo, etc. En la mayoría de

instalaciones suele adoptarse un margen de seguridad del 15%. Y en el caso de

los consumos de Corriente Alterna, se tendrá en cuenta la eficiencia del

inversor  ya que los inversores tienen unas perdidas. En ausencia de

información del inversor se puede  adoptarse un valor  η_inv=85%.

Aplicando factores de corrección:

Estas cantidades deben calcularse para cada uno de los meses del año (Habrá

en total, 12 valores de E_elec)

El siguiente paso consiste en estimar para cada mes H_s   que es el promedio

de energía de la irradiación solar que incide en un metro cuadrado de una

superficie situada en el lugar de la instalación de los paneles fotovoltaicos y con

la misma orientación e inclinación que estos. Estos valores los podemos extraer

del programa on-line  PVgis.

H(45): Radiación en el plano de: 45deg. (Wh/m2·dia)

 

El siguiente paso será determinar el peor mes, se calcula el cociente entre el

consumo medio total de energía diario E_elec (Wh/dia) y el promedio de la

radiación diaria disponible  H_s (kwh⁄(m^2•dia)   el valor mas alto de los

cocientes de cada mes será el mes mas desfavorable.

Este cociente expresado en m^2  representa la superficie necesaria para que la

energía media diaria de la radiación solar incidente sobre esta se igual a la

energía consumida por los receptores.

Cuando ya sabemos el mes más desfavorable (en mi caso diciembre) , para

saber los módulos necesarios y baterías utilizaremos los datos de este mes.

Elección del tipo y número de paneles fotovoltaicos, llegado a este punto

se hace imprescindible tener realizada la elección del tipo de panel o al menos

la potencia pico del panel  expresada en Wp, Watios-pico.  Mis módulos son

unos paneles fotovoltaicos con una tensión nominal de 12V i una potencia pico

de 135 W.

Para calcular la energía total producida por un panel en un día:

 

Numero de paneles necesarios:

En este casa instalaríamos cuatro módulos fotovoltaicos de 135W , el

coeficiente 1,1, es un factor de seguridad para hacer frente a imprevistos y la

depreciación de las prestaciones de los diferentes componentes del sistema

fotovoltaico.

 

Dimensionado del sistema de acumulación (baterías)

Para realizar el dimensionado de las baterías primero antes debemos fijarnos en

los siguientes parámetros:

Pdmax: Profundidad máxima de descarga expresada en tanto por uno en las

baterías de plomo acido suele estar entre 0,6 y 0,8 i en las de NI/Cd es igual a la

unidad.

La energía que debería almacenar en las baterías   E_acu  tras añadir un factor

de corrección es:

 

Donde la capacidad necesaria es:

 

Para dimensionar el regulador tendremos en cuenta el voltaje nominal (12V)

de la instalación y la intensidad de corriente que es capaz de suministrar el

campo fotovoltaico. Debe preverse los aumentos de intensidades i tensiones

suministradas por el modulo por esto aplicamos un coeficiente de corrección:

 

 

El dimensionado del inversor  se hace  para satisfacer la demanda de

potencia en servicio continuo  máxima de los receptores, que es igual a la suma

de las potencias de todos los receptores que pueden funcionar

simultáneamente. Aun así es recomendable un cierto sobredimensionamiento

del inversor de un 25%.

 

Cuando escogemos el inversor tendremos en cuenta la potencia pico, que es la

capaz de suministrar los picos de potencia cuando conectamos algún tipo de

receptor. Especialmente en los motores eléctricos, que pueden oscilar entre 5 y

8 veces la potencia nominal del motor.

En resumen para que mi instalación pueda funcionar con 3 días de autonomía

en invierno, tendré que instalar 4 módulos fotovoltaicos de 135 W de potencia ,

una batería de 1000 Ah, un regulador de 40A i un inversor de unos 1000W (el

inversor ya que lo compras vale la pena comprarlo mas grande para posibles

potencias de electrodomésticos mas elevados).

Si os surge cualquier duda de los cálculos realizados, no duden en comentar.