C/Batalla del Salado, 2 28045, Madrid Tlf. y Fax: 915392700, 915306743 Avda. Real de Pinto, 146 28021, Madrid Tlf. 915050062. Fax. 915050079

15/02/2002

INSTRUCCIONES DE MONTAJE

DE UNA INSTALACIÓN SOLAR

FOTOVOLTAICA

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ÍNDICE: Montaje de la estructura de soporte:

- A. Construcción y materiales empleados.......................................................3 - B. Cimentación y anclaje..................................................................................3

- C. Montaje de los paneles en la estructura....................................................4

Situación y orientación del kit solar (panel y estructura)...............................................5 Conexionado de los paneles............................................................................................6 Montaje de la batería de acumuladores:

- A. Ubicación de la batería................................................................................6 - B. Conexionado de la batería..........................................................................7

- C. Conexión de la batería al regulador...........................................................8

Montaje del equipo de regulación..................................................................................9 Conexionado del regulador..............................................................................................9 Conexionado del inversor................................................................................................11 Cableado general de la instalación. Esquema eléctrico...........................................13

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MONTAJE DE LA ESTRUCTURA DE SOPORTE

A. CONSTRUCCIÓN Y MATERIALES EMPLEADOS La estructura que servirá de base y apoyo para los paneles, se construye utilizando perfiles normalizados de acero, en L o en U, sometidos a un tratamiento de galvanizado en caliente para proteger de la intemperie y la corrosión.

Sobre los perfiles van realizados unos orificios que sirven para fijar los paneles a la estructura mediante tornillos (los taladros y las posibles soldaduras que sean precisas, se efectúan siempre antes del galvanizado). En la figura 1 se muestran los componentes de un bastidor estándar para 1 ó 2 paneles solares, y el detalle de la unión de los componentes entre sí.

Fig.1: Bastidor estándar para 1-2 paneles (SOLENERSA).

B. CIMENTACIÓN Y ANCLAJE La cimentación de la estructura debe efectuarse para que ofrezca la resistencia suficiente para soportar el empuje del viento sin volcarse (aproximadamente 250 Kg/m2). En el caso de estructuras que van directamente sobre el terreno, normalmente se fijan con una cimentación de hormigón, formada por una losa, bloques o dados de hormigón individuales en cada amarre. No es muy conveniente, salvo en casos de extrema necesidad, fijar la estructura a la cimentación con tacos recibidos directamente al hormigón, ya que la acción del viento hace que la estructura esté constantemente moviéndose y el taco se pueda desgajar. Es

TORNILLO HEXAGONAL

MÉTRICA 10x150

ANGULAR L30x30 DEACERO GALVANIZADO

TUERCA HEXAGONAL10x150

ANGULAR L 30x30

TORNILLO HEXAGONAL 10x150SOLDADO AL ANGULAR

TUERCA HEXAGONALMÉTRICA 10x150

Detalle A

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preferible utilizar espárragos despernados, o mejor aún, espárragos roscados, con resinas EPOXI, recibidos en el hormigón (tacos químicos).

C. MONTAJE DE LOS PANELES EN LA ESTRUCTURA

Los paneles foto-voltaicos se fijan a la estructura utilizando los taladros del marco del panel, mediante tornillos de acero inoxidable o acero cincado. Hay que sujetar los perfiles angulares del bastidor al panel mediante tuercas de acero hexagonales, y utilizando los taladros del marco del panel (ver fig. 2 y 3).

Fig.2: Detalle del montaje de los paneles en la estructura (SOLENERSA). A continuación, sujetando firmemente las patas del bastidor, colocar el panel (unido a los angulares), de tal forma que tenga una inclinación determinada respecto a la horizontal (aproximadamente a 10º más la latitud del lugar, p.ej. en Madrid, a 42º+10º=52º), y apretar las tuercas de sujeción hasta que quede fijo e inalterable, aunque se puede variar la inclinación estacionalmente (ver fig. 4).

Fig.3: Detalle de la conexión entre el panel y la estructura (SOLENERSA).

Detalle A

ANGULAR L 30x30

TORNILLO MÉTRICA 6/100

TALADRO DEL ANGULAR

ARANDELA

TUERCA MÉTRICA 6/100TALADRO DEL MARCO DEL PANEL

MARCO DEL PANEL SOLAR

TORNILLO MÉTRICA 6/100

ANGULAR L 30x30

ARANDELA

TUERCA MÉTRICA 6/100

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SITUACIÓN Y ORIENTACIÓN DEL KIT SOLAR (PANEL Y ESTRUCTURA)

Debe buscarse un emplazamiento adecuado para la instalación de la estructura del panel, que puede ser el tejado de una casa, o en sus proximidades, o en el suelo, pero siempre en un lugar en el que los árboles o edificaciones próximas no produzcan sombras sobre el panel en ningún momento del día, y procurando buscar el mayor efecto albedo (reflejo de los elementos circundantes). La estructura debe orientarse lo más aproximadamente hacia el SUR (o hacia el norte si estamos en el hemisferio sur), como se indica en la figura 5. Fig.4: Kit solar de dos paneles (SOLENERSA).

Fig. 5: Colocación y orientación del kit solar (SOLENERSA).

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CONEXIONADO DE LOS PANELES Los cables utilizados para la conexión de los paneles deben ser de alta calidad, con una última capa de material aislante (aislamiento de 1000V), resistente a la intemperie y a la humedad. Para las conexiones eléctricas entre los paneles y el regulador se emplearán siempre terminales (fig. 6) En la figura 7 se muestran las posibilidades de conexión entre paneles, según se trate de una instalación a 12 ó a 24 V (sólo para paneles de 36 células en serie -12V-, ya que también existen paneles de 72 células en serie -24V-). Fig.6: Terminales de conexión.

Fig.7: Conexión de los paneles a 12 y 24 V (SOLENERSA).

MONTAJE DE LA BATERÍA DE ACUMULADORES

A. UBICACIÓN DE LA BATERÍA Los acumuladores deben instalarse en un local protegido de la intemperie, ya que su rendimiento depende sustancialmente de la temperatura ambiente. Al disminuir ésta, la capacidad del acumulador se reduce notablemente, y al subir la temperatura disminuye su vida útil.

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El local ideal para situar la batería debe cumplir las siguientes condiciones:

- Lugar seco y ventilado para evitar la acumulación de gases (hidrógeno y oxígeno) que se desprenden en el proceso de carga de la batería. Al ser el hidrógeno más ligero que el aire, tiende a subir, por lo que es aconsejable colocar aberturas en la parte superior del local.

- Situación de los acumuladores lo más cercana posible a los paneles, para minimizar las pérdidas por caída de tensión y el costo del cable de conexión. - Local aislado térmicamente que evite en lo posible variaciones bruscas de temperatura entre verano e invierno. - Facilidad de acceso para el montaje y mantenimiento.

Fig.8: Bancada para los acumuladores (SOLENERSA). Opcional. En el local, la batería puede instalarse sobre una bancada de madera que la aísle eléctricamente del suelo (ver figura 8).

B. CONEXIONADO DE LA BATERÍA El acumulador se compone de una serie de elementos o vasos, que se unen entre sí mediante pletinas. Cada vaso proporciona una tensión nominal de 2V (en la mayoría de los casos), por lo que para conseguir una tensión nominal de 12V habrá que unir 6 elementos en serie, como se indica en el esquema de la figura 18. Para conseguir una batería de 24V de tensión nominal, deberemos unir 2 acumuladores de 12V en serie, para lo cual conectaremos el terminal positivo de uno de ellos con el negativo del otro, como se muestra en el esquema de la figura 19. Si conectáramos dos baterías de 12V en paralelo, la tensión nominal del conjunto sería igualmente 12V, pero su capacidad sería el doble. Las conexiones entre vasos deben efectuarse fuertemente y poniendo cuidado en que todos los elementos (bornes, pletinas) estén limpios antes de conectarlos.

Fig.9: Detalle de la unión de los vasos de la batería. (SOLENERSA).

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C. CONEXIÓN DE LA BATERÍA AL REGULADOR EL ORDEN DE CONEXIÓN DE LOS DISTINTOS ELEMENTOS DEL SISTEMA AL REGULADOR ES MUY IMPORTANTE: PRIMERO SE CONECTAN LAS BATERÍAS, DESPUÉS LOS PANELES, Y POR ÚLTIMO LA UTILIZACIÓN. LA DESCONEXIÓN SE DEBE REALIZAR EN ORDEN INVERSO. Tal como muestra la figura 13, se debe conectar la salida negativa (-) señalada como 'batería' del regulador al borne negativo (-) de la batería con el cable negro (o azul). Conectar a continuación la salida positiva (+) marcada como 'batería' del regulador al borne positivo (+) de la batería, con cable rojo (o marrón). La figura 10 muestra un esquema de la conexión entre el regulador y las baterías. Las figuras 11 y 12 muestran la forma de conectar los terminales a las baterías monoblock y a los acumuladores estacionarios.

Fig.10: Esquema de conexión regulador-acumulador (SOLENERSA).

SOLENER

RESET

BAT. CARGADA

FASE DE CARGA

SOBREINTENSIDAD

ALARMA

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Fig.11: Conexión de terminales en una batería Fig.12: Conexión de terminales en un acumulador Monoblock (SOLENERSA) estacionario (SOLENERSA).

MONTAJE DEL EQUIPO DE REGULACIÓN El sistema de regulación es obligatorio y necesario. Sirve para controlar el funcionamiento de las baterías en instalaciones fotovoltaicas. Además, proporciona información acerca del estado del sistema (voltaje, carga de las baterías, temperatura,...) Durante el montaje de este equipo es necesario tener en cuenta los siguientes condicionantes:

- Los equipos de regulación se situarán lo más próximo posible a los acumuladores, y preferiblemente en el mismo local que éstos. La sonda de temperatura que lleva el regulador hay que mantenerla alejada de fuentes de calor.

- En la instalación eléctrica se incluirá un interruptor automático magnetotérmico

o un fusible a la salida de la batería, para evitar accidentes por cortocircuito fortuito.

- Es aconsejable que los equipos electrónicos tengan una adecuada

refrigeración; a ser posible, situarlos de forma tal que se permita la circulación del aire de manera natural.

- En el caso de integrar los equipos electrónicos dentro de un cuadro de control,

hay que prever que éste tenga unas ranuras de ventilación y suficiente superficie de disipación.

CONEXIONADO DEL REGULADOR Tras haber conectado el regulador a las baterías, podemos proceder a conectar los paneles al regulador. NUNCA DEJAR EL REGULADOR CONECTADO SÓLO A LOS PANELES, YA QUE LA TENSIÓN EN VACÍO DEL PANEL PUEDE ESTROPEAR LA ELECTRÓNICA DEL REGULADOR.

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Tomar el doble cable que sale del panel, y tenderlo hasta el interior de la vivienda o caseta, donde deberán estar el regulador y la batería. Conectar el terminal negativo (-) del panel, correspondiente al cable negro (o azul) a la toma negativa (-) señalada como 'paneles' del regulador. Conectar igualmente el terminal positivo (+) del panel, correspondiente al cable rojo (o marrón), a la toma positiva (+) para los paneles del regulador; tal y como se indica en la figura 13.

Fig.13: Conexionado del regulador de carga (SOLENERSA).

Fig.14: Explicación de la conexión de los cables en el panel y en el regulador (SOLENERSA).

CABLE AZUL O NEGRO

CABLE ROJO O MARRÓN

AL

POSI

TIV

O D

E LO

S PA

NEL

ES

AL

NEG

ATI

VO

DE

LOS

PAN

ELES

AL POSITIVO DE LA BATERÍA (CABLE ROJO O MARRÓN)

AL NEGATIVO DE LA BATERÍA (CABLE AZUL O NEGRO)

SOLENER

RESET

BAT. CARGADA

FASE DE CARGA

SOBREINTENSIDAD

ALARMA

SONDA DE TEMPERATURA

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Fig.15: Esquema de conexión del panel con el regulador (SOLENERSA).

CONEXIONADO DEL INVERSOR El inversor (o convertidor) de corriente continua en corriente alterna debe colocarse lo más próximo posible a las baterías, ya que en el cable de corriente continua circulará una intensidad mucho más alta que en el de alterna, y por tanto el tramo que va de la batería al inversor tendrá unas pérdidas de calor más elevadas (por ejemplo, las pérdidas en un inversor de 250W de 12Vcc/220Vca son 400 veces mayores, para igual sección y longitud de cable, en la zona de continua que en la de alterna). Los últimos modelos de inversores son de onda senoidal pura, de muy alto rendimiento y buenas prestaciones, ya que imitan a la perfección la forma de la onda de corriente alterna. En la figura 17 se muestra un ejemplo del conexionado de un inversor. Como se indica en el croquis lo más aconsejable es situar el inversor en posición vertical sobre una pared. En este tipo de inversores los cables de corriente continua van incluidos en el aparato, de tal forma que sólo hay que unir el cable rojo (positivo +) al borne positivo (+) del acumulador, y el negro (negativo -) al borne negativo (-). No se debe modificar nunca la longitud de los cables.

¡ATENCIÓN! AL CONECTAR LOS CABLES DE CORRIENTE CONTINUA AL ACUMULADOR, NO EQUIVOCARSE EN LA POLARIDAD. AUNQUE EL EQUIPO SOLENERSA ESTÁ PROTEGIDO CONTRA ESTA EQUIVOCACIÓN, NO CONVIENE FORZAR EL APARATO.

SOLENER

RESET

BAT. CARGADA

FASE DE CARGA

SOBREINTENSIDAD

ALARMA

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Fig.16: Conexiones del convertidor de onda senoidal (SOLENERSA).

Fig.17: Conexionado del convertidor senoidal (SOLENERSA).

ACUMULADOR ESTACIONARIO

POSITIVONEGATIVO

COMPATIBLE CON CARGAS REACTIVAS

SALIDA ESTABILIZADA

P R O T E G I D O C O N T R A :

INVERSIÓN DE POLARIDAD

SOBRECARGAS, CORTOCIRCUITO

BAJA Y ALTA TENSIÓN DE BATERÍA

SOBRETEMPERATURA

PRECAUCIÓN:

NEUTRO Y T IERRA CONECTADOS A CHASISN O A B R I R

FABRICADO EN ESPAÑAENCENDIDO APAGADO

W CONTINUOS

600 W500 W

TENSIÓN

24 V12 V

120 / 60230 / 50

SALIDA Vac/Hz

ONDA SENOIDAL PURA

CA

BLE

NEG

RO

CA

BLE

RO

JO

CONVERTIDORSENOIDAL

SALIDA DE CORRIENTEALTERNA 220V

AUTOMÁTICOMAGNETOTÉRMICO

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CABLEADO GENERAL DE LA INSTALACIÓN. ESQUEMA ELÉCTRICO

Para hacer la instalación eléctrica hay dos posibilidades: 1) Establecer dos líneas: una a baja tensión de corriente continua (12 ó 24V) para los

equipos de iluminación y aparatos que funcionen a dicha tensión, y otra línea a 220V (corriente alterna), para los electrodomésticos.

2) Establecer una única línea a 220V (corriente alterna), para lo cual es necesario

incorporar un convertidor senoidal de tensión . Esta instalación tiene la ventaja de una mayor simplicidad, se puede emplear cable de menor sección, y elementos de iluminación más variados (siempre que sean de alto rendimiento).

En las figuras 18 y 19 se muestran, respectivamente, los esquemas eléctricos de una instalación solar fotovoltaica a 12V, y otra a 24V, en los que se especifican la densidad de corriente para el cálculo de las secciones de los conductores. La figura 20 es un ejemplo del segundo caso: todos los elementos de la instalación son de 220V. En estos esquemas se han incluido todos los elementos posibles que puede tener la instalación: paneles solares, acumuladores, regulador de carga, inversor, apliques fluorescentes, lámparas de alto rendimiento y una bomba de agua.

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Fig.18: Esquema eléctrico de una instalación fotovoltaica a 12V (SOLENERSA).

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Fig.19: Esquema eléctrico de una instalación fotovoltaica a 24V (SOLENERSA).

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Fig.20: Esquema eléctrico de una instalación fotovoltaica a 220V, con acumulador de 24V.