REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

UNIVERSIDAD FERMIN TORO

FACULTAD DE INGENIERIA

CABUDARE ESTADO LARA

DISEÑO DEL SUMINISTRO ELECTRICO TRADICIONAL Y POR PANELES SOLARES

ALUMNO: HERNAN ALVAREZ

C.I:17306522

ING: MECANICA SAIA F

Relación

Hoy en día la energía eléctrica genera un alto costo tanto en lo económico como contaminación es por eso que se realizan estudios e inversiones para minimizar los costos y dar mejores usos a los recursos que nos provee el planeta como lo es el sol, pero hay que tener en cuenta que el costo unitario de la energía solar es mucho más elevado que el de otras energías, incluso con respecto a otras energías alternativas. la energía solar en totalmente limpia y mucho más beneficioso si esta energía va conservar un medio ambiente protegido en este informe tipo trabajo solo se hace referencia a la forma en que se trabaja estos dos sistemas

Transporte de la energía eléctrica

La energía eléctrica se produce en centrales de diversos tipos (térmica, nuclear, hidráulica, de energías alternativas, etc.). La electricidad se transporta a través de líneas de alta tensión desde estas centrales, que se encuentran lejos de los núcleos de población, hasta nuestras casas. De la gran instalación transformadora la electricidad se traslada a través de las líneas de media tensión a pequeñas subestaciones transformadoras que hay en cada barrio. En estas subestaciones la corriente se transforma nuevamente y pasa a ser corriente de baja tensión, que es la que tenemos en casa. En líneas de alta tensión el voltaje es de 40.000 a 150.000 voltios y en las de baja tensión es de 220 voltios

Instalación de enlace

La electricidad debe llegar de los postes de baja tensión al interior la vivienda, para ello se Configura la instalación de enlace. Dicha instalación consta de la acometida que es el punto en el que se conecta la red de distribución pública con el edificio y está aislada por la caja general de protección. Es la línea general de alimentación la que conecta con el edificio y pasa por los contadores que miden el consumo de energía eléctrica.

Finalmente, la electricidad llega a la vivienda a través del cable del derivación individual.

En una vivienda unifamiliar, no existe línea general de alimentación ni derivación individual.

Cuadro eléctrico

Es el cuadro de mando y protección, a partir de él se distribuyen los cables que van a los puntos de

luz y tomas de corriente (enchufes) de la casa. Consta de los siguientes elementos

El limitador de potencia: controla el consumo y salta cuando consumimos más potencia de la contratada. El interruptor general automático: desconecta todo el sistema eléctrico de la vivienda. Salta cuando hay un cortocircuito.

El interruptor diferencial: nos protege cuando detecta que la corriente que sale del cuadro no es la misma que regresa (fugas de corriente) Esto ocurre si hay algún cable que hace contacto y provoca una derivación de corriente. Los pequeños interruptores automáticos (PIA) cortan o

permiten el paso de la corriente por los diferentes circuitos que forman la instalación.

Cableado de la instalaciónLos cables que existen en una instalación

Eléctrica son tres:

La fase: puede ser de color negro, marrón o Gris. Lleva la corriente desde el cuadro a losDistintos puntos de luz y tomas de corriente De la instalación.

El neutro: de color azul. Trae la corriente de vuelta desde los puntos de luz y tomas deCorriente hasta el cuadro (azul).

La toma de tierra: es de color verde y amarillo. Sólo pasa corriente a través de esteEn caso de fugas o derivaciones de corriente, conduciendo la electricidad hacia el cuadroEléctrico y luego hasta los electrodos de tierra.

Diseño de la instalación

El Reglamento de Baja Tensión nos indica el número mínimo de puntos de luz y de

Tomas de corriente que debe haber en cada habitación para una vivienda de electrificación

Media.

Así pues en un salón de 21 m2 situaremos cuatro tomas de corriente y tres puntos de luz. En

Un pasillo de 7 m de largo, dos puntos de luz y dos tomas de corriente.

En una cocina instalaremos seis tomas de corriente, dos se conectan al circuito general de

Fuerza, otra al circuito especial para la cocina eléctrica y las otras tres para el circuito de

Lavadora y lavavajillas (dos para lavadora y lavavajillas y otra para un posible termo eléctrico).

En el baño, la toma de corriente no va al circuito general de fuerza sino a un circuito aparte.

Tipos de circuito de alumbrado

Generalmente los planos se dibujan en forma de esquema unifilar, es decir, de los tres cables

Dibujamos uno solo, el de fase.

Para representar el esquema unifilar, se dibuja el interruptor automático de la fase (es decir,

el PIA) y de él se “cuelgan” las ramas correspondientes a las distintas habitaciones.

Según las necesidades y uso de la habitación existen diferentes esquemas o circuitos que

Integran varios puntos de luz, distintos interruptores, usos de conmutadores... esto permite

Que el alumbrado sea más eficaz y accesible al adaptarlo a las características de cada espacio.

Existen cinco modalidades:

• Punto de luz simple

• Punto de luz conmutado

• Punto de luz de cruce

• Dos puntos de luz simultáneos

• Dos puntos de luz independientes

Plano de fuerza

Los toma de corriente es lo primero que se dibuja en el plano. Las tomas de corriente se

Dibujan perpendiculares a la pared y deben distribuirse con el suficiente espacio entre unas y

Otras. Una vez colocadas la toma, se conectan con el cuadro eléctrico dibujando el cable

Fase. En el plano deben destacarse la toma específica:

La toma del baño es un circuito aparte cuyo cable se ha pintado de amarillo para mayor

Claridad.

La toma de la cocina eléctrica tiene que ir también en un circuito aparte, por lo que el cable

Aparece en azul. En la cocina hay otras tres tomas, unidas por un cable verde, que también

Constituyen un circuito aparte.

Plano de alumbrado

Se dibuja un nuevo plano para el alumbrado. Se distribuyen los puntos de luz en relación a

Los metros cuadrados, repartiéndolos de forma equilibrada y centrada.

A continuación habrá que saber la modalidad de puntos de luz: puntos simples, de cruce,

Independientes... para representarlos inicialmente en un esquema unifilar del circuito de

Alumbrado y trasladarlos posteriormente al plano (situándolos en la habitación

Correspondiente)

Cómo hacer el cálculo de la sección de los cables en una instalación eléctrica?

Esto hace que si vamos a comprar unos cables para electricidad de consumo, nos ofrezcan cables de 1.5, 2.5, 4, 6, 10, mm2, ya que éstos son las secciones normalizadas. Tabla de conversión de sección (mm2) a diámetro (mm).

Consumo y factura de la luz

La electricidad que consumimos en casa se estima al poner en relación la potencia

(Kilovatios) de los aparatos con el tiempo (horas) de uso, se establece, por lo tanto, un calculo

En kilovatios hora (kWh).

A mayor potencia mayor consumo, por orden de gasto energético nos encontramos los

Aparatos de mayor potencia que son los que poseen resistencias eléctricas (cocinas,

Radiadores, la plancha...), les siguen los que tienen motores (lavadora, frigorífico,

Lavavajillas...), y por último los electrónicos (televisor, ordenador, video) que son los de menor

Potencia. Alrededor del 30% del consumo energético en los hogares es un gasto innecesario. El ahorro de electricidad nos favorece Económicamente y beneficia el medio ambiente

La energía solar una fuente inagotable ha venido ganando día con día más popularidad.

Su uso te permite tener un ahorro considerable de energía.

Una casa construida aprovechando la luz solar es una solución excelente y viable de energía renovable. Aunque usted puede obtener paneles solares instalados por un profesional, esto puede hacerlo usted mismo a una fracción del costo. Y lo mejor, no requiere conocimientos técnicos avanzados para lograrlo.

Entre todas las fuentes de energía renovables, la luz del sol es la más popular, por un simple hecho de que es masivamente abundante. Es una fuente muy confiable de energía y está normalmente disponible todo el año, incluso durante el invierno.

La energía solar puede utilizarse prácticamente por todos los usuarios para complementar las necesidades de energía doméstica, o incluso ir fuera de la red eléctrica completamente. Lo que necesita son algunas partes básicas y componentes, que pueden comprar e instalar a bajo costo.

Las diferentes opciones.

Existen dos sistemas de instalación para el aprovechamiento de la energía del sol:

Sistema autónomo, este funciona independiente de la red existente de energía eléctrica de su casa y se alimentará directamente de los paneles solares, así como de un banco de baterías recargables, donde se almacenará la energía obtenida.

Sistema complementario, su funcionamiento es similar al autónomo pero funciona únicamente en caso de fallas en el suministro de energía eléctrica por parte de la ciudad, o cómo un sistema auxiliar de suministro, ya que se integra a la red actual de energía eléctrica.

Los dos sistemas requieren de baterías, así como de un inversor de corriente, este es el que convertirá la energía obtenida del sol en energía eléctrica convencional que todos los aparatos de su casa utilizan.

Ventajas y Desventajas

Los dos sistemas ofrecen ventajas, excepto por el sistema autónomo que requiere de un número mayor de paneles solares para poder suministrar la totalidad de energía que su casa requiera. La mayor desventaja que los sistemas tienen es cuando no existe suficiente luminosidad solar, ya que ésta es la fuente de alimentación principal y en días nublados no le permitirá obtener suficiente energía para suministrar todos los aparatos que usted desee; otra desventaja es la apariencia debido a que no a todas las personas les agrada.

La ventaja principal de estos sistemas es el ahorro en el costo de la energía eléctrica y el aprovechamiento de las energías renovables no contaminantes al ambiente.

Arquitectura del sistema

Una instalación fotovoltaica para vivienda está destinada a satisfacer las necesidades de consumo propio de electricidad, y consta de un esquema de instalación cuyos componentes principales se muestran en la figura adjunta.

Componentes de una instalación fotovoltaica:

Paneles o módulos solares son los encargados de captar la radiación solar y transformarla en electricidad, generando una corriente continua (CC), también llamada directa (DC). El número de paneles quedará determinado por la potencia que se necesita suministrar, y su disposición y forma de conexionado (en serie o en paralelo), será en función de la tensión nominal de suministro y la intensidad de corriente que se desee generar.

Regulador o controlador de carga, encargado de controlar la carga de las baterías desde los módulos o paneles generadores, así como de su descarga hacia el circuito de alimentación interior de la vivienda, evitando además que se produzcan cargas o descargas excesivas del conjunto de baterías.

Acumuladores o baterías, permite el almacenamiento de la energía que se produce durante el día con la radiación solar para ser utilizada en la noche o durante periodos prolongados de mal tiempo o con poca radiación solar. Además el uso de baterías permite poder inyectar una intensidad de corriente superior a la que los propios paneles solares puedan entregar, si la instalación interior de la vivienda lo requiere.

Inversor o convertidor DC/AC, dispositivo que permite la conversión de la corriente continua (DC) generada en los paneles fotovoltaicos en corriente alterna (AC) para que pueda ser empleada por los receptores y electrodomésticos utilizados en la vivienda.

Módulos fotovoltaicos

Los módulos o paneles fotovoltaicos están formados por la interconexión de células solares dispuestas en serie y/o en paralelo de manera que la tensión y corriente que finalmente proporcione el panel se ajusta al valor requerido.

La conexión entre células puede ir en serie y/o en paralelo, para adaptar el panel a los niveles de tensión y corriente requeridos. Cada célula de las que compone un panel fotovoltaico es capaz de ofrecer una tensión del orden de 0,5 voltios y una potencia eléctrica alrededor de los 3 watios, aunque este valor dependerá de la superficie que mida la célula. De esta manera la potencia que pueda ofrecer un módulo dependerá del número de células que posea, estando diseñado para el suministro eléctrico en corriente continua (directa, DC), a un determinado voltaje (normalmente 12 ó 24 V).

La tensión e intensidad de corriente que es capaz de ofrecer un panel fotovoltaico dependerá del número de células que disponga y el tipo de conexión entre células. Como norma general, los paneles solares se fabrican disponiendo primero las células necesarias en serie hasta que se alcance la tensión que se desee a la salida del panel, y a continuación, estos ramales de células se asocian en paralelo hasta alcanzar el nivel de corriente deseado.

Por otro lado, al sistema completo formado por el conjunto de módulos o paneles fotovoltaicos dispuestos o conexionados en serie y/o en paralelo se le suele denominar generador fotovoltaico. Con el fin de poder ofrecer la potencia eléctrica deseada, así como de la tensión e intensidad de corriente a la salida del generador, los distintos módulos o paneles serán distribuidos en serie y/o en paralelo, según convenga.

Regulador de carga

Un regulador de carga, cuyo emplazamiento se indica con la letra B en la figura adjunta, es un equipo encargado de controlar y regular el paso de corriente eléctrica desde los módulos fotovoltaicos hacia las baterías. Regulador de carga Por lo tanto tanto, estos dispositivos funcionan como un cargador de baterías, evitando además que se produzcan sobrecargas y a la vez limitan la tensión de las baterías a unos valores adecuados para su funcionamiento. De este modo, un regulador de carga se encarga de controlar la forma de realizar la carga de las baterías cuando los paneles solares están recibiendo radiación solar evitando que se produzcan cargas excesivas. Y a la inversa, esto es, durante el proceso de descarga de las baterías destinado al consumo de electricidad en la vivienda, el regulador evita igualmente que se produzcan descargas excesivas que puedan dañar la vida de las baterías. De un modo sencillo, un regulador se puede entender como un interruptor colocado en serie entre paneles y baterías, que está cerrado y conectado para el proceso de carga de las baterías, y abierto cuando las baterías están totalmente cargadas.

Baterías y sistemas acumuladores solares

Las baterías, también llamado acumuladores solares o fotovoltaicos, se utilizan para almacenar la energía eléctrica generada por el sistema de generadores fotovoltaicos, con objeto de disponer de ella en periodos nocturnos o en aquellas horas del día que no luzca el sol.

Baterías y sistemas acumuladores solares No obstantes, también pueden desempeñar otras funciones, como elementos que sirven para estabilizar el voltaje y la corriente de suministro, o para inyectar picos de corriente en determinados momentos, tales como en el arranque de motores. Las baterías se componen básicamente de dos electrodos que se encuentran sumergidos en un medio electrolítico. Los tipos de baterías más recomendadas para uso en instalaciones fotovoltaicas son las de tipo estacionarias de plomo ácido y de placa tubular, compuestas de un conjunto de vasos electroquímicos interconectados de 2V cada uno, que se dispondrán en serie y/o paralelo para completar los 12, 24 ó 48 V de tensión de suministro y la capacidad de corriente en continua que sea adecuado en cada caso.

Inversor o Convertidor DC/AC

El convertidor de corriente DC/AC, también llamado inversor u ondulador, es un dispositivo electrónico de potencia encargado de convertir la corriente continua (DC) proveniente de los generadores fotovoltaicos en corriente alterna (AC) para su consumo en la vivienda. Además sincroniza la frecuencia de la corriente inyectada con la de la red, adaptándola a las condiciones requeridas según el tipo de carga, garantizando así la calidad de la energía vertida en la instalación eléctrica de la vivienda.

Cableado

Los sistemas fotovoltaicos, como toda instalación que queda permanente al aire libre, deben estar diseñadas para resistir las duras inclemencias meteorológicas (temperaturas ambientales extremas, radiación solar ultravioleta, humedad, resistencia a los impactos...) que condicionan la calidad de los materiales empleados.

Por otro lado, los cables conductores irán alojados por el interior de tubos o conductos rígidos de PVC para su protección. Dichos tubos irán instalados en montaje superficial sobre las paredes y techo de la vivienda.

Los tubos deberán tener un diámetro tal que permitan un fácil alojamiento y extracción de los cables alojados. Para la correcta elección del diámetro del tubo protector se utilizará la siguiente tabla. En ella se indican los diámetros exteriores mínimos de los tubos en función del número y la sección de los conductores que se alojan en su interior.