Presentación de PowerPoint - Cables de energía y ...
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Agenda 2030:
Objetivos de Desarrollo Sostenible
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CAPACIDAD GLOBAL2008 - 2018
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SUBASTA DE ENERGÍA
Fuente: MEM y Osinergmin. Elaboración: GPAE-Osinergmin
4 subastas 1.34 GW 71 proyectos
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SUBASTA DE ENERGÍA
Fuente y elaboración: MEM.
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https://perspectivasperu.ey.com/2018/04/02/energias-renovables-oportunidades-tienen-peru/
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Planta Solar Rubí Moquegua
Enel Green Perú
180 MWp – 560 880 Paneles
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AUTOGENERACIÓN A PEQUEÑA ESCALA RESOLUCIÓN CREG 030/18
http://multiprocesos.com/enel_codensa_creg030/
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COSTO DE LA ENERGÍA
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DIAGRAMA SISTEMA FOTOVOLTAICO
CONECTADO A RED
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Fuente: Presentación CREG “Autogeneración a pequeña escala y generación distribuida en el SIN (Barranquilla, abril de 2018)
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Autogenerador de Pequeña Escala
Usuarios residenciales, pequeñas industrias y comercios, capacidad
menor o igual a 1.000 kW
Generador Distribuido
Corresponde a una empresa de generación con una planta pequeña
conectada a las redes de distribución y con una capacidad
menor o igual a 100 kW
≤ 100 kW
100 kW a 1 MW
Fuente: Presentación CREG “Autogeneración a pequeña escala y generación distribuida en el SIN (Barranquilla, abril de 2018)
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AUTOGENERACIÓN A PEQUEÑA ESCALA RESOLUCIÓN CREG 030/18
𝐻𝑒𝑓 =𝐼𝑛𝑑𝑖𝑐𝑒 𝑟𝑎𝑑𝑖𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑠𝑜𝑙𝑎𝑟
𝐶𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙
𝐻𝑒𝑓 =𝑘𝑊ℎ/𝑚2
𝑊/𝑚2
También denominado Horas Sol Pico (HSP)
El promedio en Perú es de
4,1 horas efectivas de sol
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0 4 8 12 16 20
Consumo Red
Consumo mensual: 270 kWhConsumo diario: 9 kWh
124 kWh43 kWh 103 kWh
270
0
70
140
210
Exportación Importación
Me
did
or
kWh
Factura normal: 270 kWh*CU*(sub/cont)
Fuente: Presentación CREG “Autogeneración a pequeña escala y generación distribuida en el SIN (Barranquilla, abril de 2018)
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270 kWh
146 kWh
Consumo mensual: 270 kWhConsumo diario: 9 kWhHoras efectivas zona: 4 h-díaPotencia necesaria: 2,25 kWp
0 4 8 12 16 20
Consumo Red
103 kWh43 kWh 124 kWh
146 146
0
70
140
210
Exportación Importación
Me
did
or
kWh
Fuente: Presentación CREG “Autogeneración a pequeña escala y generación distribuida en el SIN (Barranquilla, abril de 2018)
Intercambio: (10%CU)*146 kWhVs
Factura normal: 270 kWh*CU*(sub/cont)
G. Consumida G. Intercambio
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270 kWh
146 kWh
0 4 8 12 16 20
Consumo Red
103 kWh43 kWh 124 kWh
Fuente: Presentación CREG “Autogeneración a pequeña escala y generación distribuida en el SIN (Barranquilla, abril de 2018)
G. Consumida G. Intercambio
Consumo mensual: 270 kWhConsumo diario: 9 kWhHoras efectivas: 4 h-díaPotencia instalada: 3,0 kWpGeneración: 360 kWh
146 146
90
0
70
140
210
Exportación Importación
Me
did
or
kWh
Intercambio: (10% CU)*144 kWh-Venta: (40% CU)*90 kWh
Factura normal: 270 kWh*CU*(sub/cont)
90kWh
G. Venta
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DIAGRAMA SISTEMA FOTOVOLTAICO CONECTADO A RED
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DIAGRAMA SISTEMA FOTOVOLTAICO CONECTADO A RED
NEC 2017FIGURA 690.1 (b). IDENTIFICACIONES DE LOS COMPONENTES DEL SISTEMA FV ENCONFIGURACIONES COMUNES.
SISTEMA INTERACTIVO
INVERSORINTERACTIVO
FUENTEFV
CIRCUITO DE SALIDADEL INVERSOR
SISTEMA DE DESCONEXIÓNFV
PRODUCCIÓN DE ENERGÍA Y RED DE
DISTRIBUCIÓN
MÓDULO DEL SISTEMA AC
PRODUCCIÓN DE ENERGÍA Y RED DE
DISTRIBUCIÓN
SISTEMA DE DESCONEXIÓN FV
MÓDULOS AC(INCLUYE INVERSOR)
ARREGLO(MÓDULOS AC)
CIRCUITO DE SALIDADEL INVERSOR
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DIAGRAMA SISTEMA FOTOVOLTAICO CONECTADO A RED
SISTEMA DE DESCONEXIÓNINTERACTIVO
PRODUCCIÓN DE ENERGÍA Y RED DE DISTRIBUCIÓN
CIRCUITOS DE SALIDADEL INVERSOR
SISTEMA DE CONSUMO AUTÓNOMO
SISTEMA DE DESCONEXIÓN DE
ALMACENAMIENTOSISTEMA DE ALMACENAMIENTO
SISTEMA DE DESCONEXIÓN
FV
GENERACIÓNFV INVERSOR
MULTIMODO
CARGADC
SISTEMA MULTIMODO
ACOPLADO DC
SISTEMA MULTIMODO
ACOPLADO AC
SISTEMA DE DESCONEXIÓNINTERACTIVO
PRODUCCIÓN DE ENERGÍA Y RED DE DISTRIBUCIÓN
SISTEMA DE DESCONEXIÓN FV
CIRCUITO DE SALIDADEL INVERSOR
INVERSORINTERACTIVO
GENERACIÓNFV
SISTEMA DE ALMACENAMIENTO
SISTEMA DE DESCONEXIÓN DE
ALMACENAMIENTO
INVERSOR MULTIMODO
NEC 2017FIGURA 690.1 (b). IDENTIFICACIONES DE LOS COMPONENTES DEL SISTEMA FV ENCONFIGURACIONES COMUNES.
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PANELES SOLARES
Un panel fotovoltaico (solar) sería una combinación de dos o más módulosconectados en serie.
Normalmente a esta combinación se le conoce como un "string".
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PANELES SOLARES
Los paneles solares requieren demantenimiento y su tiempo de vida es de20 a 30 años en promedio.
Cuentan con una gran resistencia a laintemperie (aire, lluvia, granizo) gracias ala capa de vidrio templado en la partesuperior de las celdas y una capa deplástico en la parte inferior.
TECNOLOGÍASUPERFICIE
(m2)EFICIENCIA
(%)
SILICIO MONOCRISTALINO 7 – 9 18 - 22
SILICIO POLICRISTALINO 8 – 11 14 - 17
SILICIO AMORFO 14 – 20 8 - 12
SUPERFICIE REQUERIDA POR CADA kWp
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PANELES SOLARES
Actualmente el encapsulante más empleado es el Etil Vinilo Acetato (EVA)
Fuente: Curso Energía Solar Fotovoltaica - UAO
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Fuente: Curso Energía Solar Fotovoltaica - UAO
PÉRDIDAS ENERGÉTICAS PANELES SOLARES
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https://review.solar/latest-tier-1-solar-panels-list-2020/
PANELES SOLARES
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PANELES SOLARES
Fuente: Curso Energía Solar Fotovoltaica - UAO
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PANELES SOLARES
Fuente: Curso Energía Solar Fotovoltaica - UAO
Corriente de cortocircuito (Isc)Al cortocircuitar los bornes – 10 a 40 mA/cm2
Potencia Máxima o Pico (PMáx.)
Tensión de circuito abierto (Voc)Sin consumo ni intensidad – 0,6 a 1 V
Factor de Forma (FF)Relación entre la potencia pico y los valores extremos de la celda. Indicador de calidad.
FF=𝑃𝑐𝑒𝑙
𝐼𝑠𝑐∗𝑉𝑜𝑐> 0,7
STC (Standard Test Conditions)
Irradiancia 1000 W/m2
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PANELES SOLARES
Fuente: https://ecolibriumsolar.com/ecofoot2plus/
BASES
PERFIL ABRAZADERA
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PANELES SOLARES
Fuente: https://ecolibriumsolar.com/ecofoot2plus/
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INVERSOR
Potencia nominal (PNom)Seleccionar con factor de seguridad entre el 5 y 10 %.
Limites de tensión MPP (VMPP)Rangos de tensión de operación.
Máxima Tensión DC (VMáx-DC)Máxima tensión admisible.
Intensidad Nominal (INom-DC)Máxima corriente admisible.
https://fronius.solarconfigurator.de/solar.configurator/quick
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INVERSOR
Fuente: SOLARMAX
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MEDIDOR
Se emplea un medidor horario bidireccional
Aplican las reglas del código de medida para fronteras degeneración, salvo:
• Medidor de respaldo
• Verificación inicial por parte de un tercero
• Reporte de las lecturas cuando se vende laenergía al comercializador integrado con eloperador de red
Fuente: Presentación CREG “Autogeneración a pequeña escala y generación distribuida en el SIN (Barranquilla, abril de 2018)
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CONDUCTORES
El ambiente en el que se instalan los cables fotovoltaicos y sobretodo en el área de paneles solares, esun ambiente agresivo.
• ALTAS TEMPERATURAS
• RAYOS SOLARES
• AMBIENTE SECO, HÚMEDO Y MOJADO
• MALTRATO EN LA INSTALACIÓN
• TORMENTAS, GRANIZO
• VOLTAJE DC
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TIPO AMERICANOPV XLPE Cu 90°C 2 kV SR RoHS
Conductor de cobre suave flexible.
Tensión nominal de 2000 V (2 kV).
Aislamiento termoestable de polietileno reticulado (XLPE).
Temperatura máxima de operación de 90°C.
UL 4703 PHOTOVOLTAIC WIRE.
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TIPO EUROPEOH1Z2Z2-K CuSn 90°C 1 kV HF FR RoHS
Conductor flexible de cobre estañado (CuSn).
Tensión nominal de 1000 Vac (1500 Vdc).
Aislamiento y cubierta flexible termoestable libre de halógenos (Z2Z2).
Temperatura máxima de operación de 90°C (se permite 120°C sin superar 20 000 horas).
UNE EN-50618CABLES ELÉCTRICOS PARA SISTEMAS FOTOVOLTAICOS
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TIPO EUROPEOH1Z2Z2-K CuSn 90°C 1 kV HF FR RoHS
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CONDUCTORES
CubiertaRelleno
Fleje aplicado helicoidal,
entrecruzado (Interlocked)
Cable FV
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CONECTORES
Cable / Panel / Inversor
Referencia: TE Connectivity
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CONECTORES
Cable / Panel / Inversor
Referencia: TE Connectivity
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TIPO CONVENCIONAL VS TRONCAL
Referencia: TE Connectivity
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CABLEADO
Tipo Convencional
Referencia: TE Connectivity
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CABLEADO
Tipo Convencional
Referencia: TE Connectivity
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CABLEADO
Tipo Convencional
Referencia: TE Connectivity
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CONECTORES
Tipo Troncal
Referencia: TE Connectivity
Rangos
Principal Secundario8 - 2 AWG 12 - 8 AWG350 - 500 kcmil 10 - 2 AWG
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CABLEADO
Tipo Troncal
Referencia: TE Connectivity
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Referencia: TE Connectivity
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CABLEADO
Sistema de Suspensión
Referencia: TE Connectivity
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PROTECCIONES
Referencia: TE Connectivity
DC
• Fusible.• Descargador.• Interruptor.
AC
• Fusible.• Interruptor de sobre corriente.• Diferencial.• DPS.• Sistema de puesta a tierra.• Tablero (IP 65-66).• Sistema contra descargas.
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RECURSO SOLAR
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RECURSO SOLAR
Referencia: Curso Energía Solar Fotovoltaica - UAO
Irradiancia y Constante SolarLa potencia de la radiación solar que se recibe en un instante dado sobre un metrocuadrado de superficie se conoce como irradiancia (IS) y se expresa en W/m2. Elvalor determinado por la NASA indica que la constante solar es de 1353 (±1.6%)W/m2.
𝑰𝒔 =𝑃
4𝜋𝑑2≈ 1,35 𝑘𝑊/𝑚2
Donde:P = 4 x 1026 J (Energía del sol)d2 = 149,5 millones de km
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RECURSO SOLAR
Referencia: Curso Energía Solar Fotovoltaica - UAO
Efecto Atmosférico
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RECURSO SOLAR
Referencia: Curso Energía Solar Fotovoltaica - UAO
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RECURSO SOLAR
Referencia: Curso Energía Solar Fotovoltaica - UAO
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RECURSO SOLAR
Referencia: Curso Energía Solar Fotovoltaica - UAO
Azimut (α).Es el ángulo comprendido entre la direcciónsur y la dirección de la proyección del Solsobre el plano horizontal. El origen deángulos, se sitúa en la dirección sur y seconsideran positivos los medidos hacia eloeste y negativos los medidos hacia el este.
Altitud (β). Es el ángulo comprendido entre la posición delSol y su proyección sobre el plano horizontal.El origen está en el horizonte y se consideranpositivos los medidos en sentido ascendente.
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RECURSO SOLAR
Referencia: Curso Energía Solar Fotovoltaica - UAO
https://drajmarsh.bitbucket.io/sunpath3d.html
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RECURSO SOLAR
Piranómetro Pirheliómetro
https://www.sunearthtools.com/
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RECURSO SOLAR
Global Solar AtlasSurface Meteorology and Solar Energy Data
Set SSE –NASA
SWERA(Solar and Wind Energy Resource Assessment)
https://globalsolaratlas.info/map?c=11.523088,8.173828,3
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DIMENSIONAMIENTO
1. UBICACIÓN Y POTENCIA
La energía producida por el proyecto se entregará completamente a la redeléctrica. Potencia requerida 60 kWp.
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DIMENSIONAMIENTO
2. SELECCIÓN DEL MÓDULO SOLAR FV
FF=𝑃𝑐𝑒𝑙
𝐼𝑠𝑐∗𝑉𝑜𝑐
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DIMENSIONAMIENTO
2. SELECCIÓN DEL MÓDULO SOLAR FV
FF=𝑃𝑐𝑒𝑙
𝐼𝑠𝑐∗𝑉𝑜𝑐=
335𝑊
9,54 𝐴 ∗45,8 𝑉
FF = 0,767
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DIMENSIONAMIENTO
2. SELECCIÓN DEL MÓDULO SOLAR FV
FF=𝑃𝑐𝑒𝑙
𝐼𝑠𝑐∗𝑉𝑜𝑐=
335𝑊
9,18 𝐴 ∗47,2 𝑉
FF = 0,773
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DIMENSIONAMIENTO
3. ESTIMACIÓN CANTIDAD PROVISIONAL INICIAL DE MÓDULOS
𝑀𝑃𝑟𝑜𝑣 =𝑃𝑝𝑙𝑎𝑛𝑡𝑎(𝑊𝑝)
𝑃𝑃𝑎𝑛𝑒𝑙(𝑊𝑝)
𝑀𝑃𝑟𝑜𝑣 =60000 𝑊𝑝
335 𝑊𝑝= 179,10
𝑀𝑃𝑟𝑜𝑣 ≈ 180
𝑃𝑃𝑟𝑜𝑣 = 60, 3 𝑘𝑊𝑝
𝑃𝑃𝑟𝑜𝑣 = 𝑃𝑃𝑎𝑛𝑒𝑙 ×𝑀𝑃𝑟𝑜𝑣
𝑀𝑃𝑟𝑜𝑣 = 𝑀𝑜𝑑𝑢𝑙𝑜𝑠 𝑝𝑟𝑜𝑣𝑖𝑠𝑖𝑜𝑛𝑎𝑙𝑒𝑠
𝑃𝑃𝑟𝑜𝑣 = 335𝑊𝑝 × 180
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DIMENSIONAMIENTO
4. ÁREA NECESARIA PARA MÓDULOS
Á𝑟𝑒𝑎 𝑀ó𝑑𝑢𝑙𝑜𝑠 = 𝐶𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑 × Á𝑟𝑒𝑎 𝑃𝑎𝑛𝑒𝑙
Á𝑟𝑒𝑎 𝑃𝑎𝑛𝑒𝑙𝑒𝑠 = 349,26 𝑚2
Á𝑟𝑒𝑎 𝑀ó𝑑𝑢𝑙𝑜𝑠 = 180 × (1,956 𝑚 × 0,992 𝑚)
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DIMENSIONAMIENTO
5. SELECCIÓN DE INVERSOR
𝑁𝑖𝑛𝑣𝑒𝑟 =𝑃𝑛𝑜𝑚(𝑊𝑝)
𝑃𝑖𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠𝑜𝑟(𝑊𝑝)
𝑁𝑖𝑛𝑣𝑒𝑟 =60, 3 𝑘𝑊𝑝
7,5 𝑘𝑊𝑝= 8,04
𝑁𝑖𝑛𝑣𝑒𝑟 ≈ 9
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DIMENSIONAMIENTO
6. CANTIDAD DE MÓDULOS POR INVERSOR
𝑇𝑚ó𝑑−𝐼𝑛𝑣 =𝑃𝐼𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠𝑜𝑟𝑃𝑃𝑎𝑛𝑒𝑙
𝑇𝑚ó𝑑−𝐼𝑛𝑣 =7500𝑊𝑝
335 𝑊𝑝
𝑇𝑚ó𝑑−𝑖𝑛𝑣 = 22,39
𝑇𝑚ó𝑑−𝑖𝑛𝑣 ≈ 22
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DIMENSIONAMIENTO
7. CANTIDAD TOTAL DE MÓDULOS Y POTENCIA
Se utilizarán 22 módulos por inversor𝑇𝑃𝑎𝑛𝑒𝑙 = 𝑇𝑃𝑎𝑛𝑒𝑙−𝑖𝑛𝑣 × 𝑁𝑖𝑛𝑣𝑒𝑟
𝑃𝑇 = 66, 33 𝑘𝑊𝑝
𝑇𝑃𝑎𝑛𝑒𝑙𝑒𝑠 = 198
𝑇𝑃𝑎𝑛𝑒𝑙𝑒𝑠 = 22 × 9
𝑃𝑇 = 𝑇𝑃𝑎𝑛𝑒𝑙𝑒𝑠 × 𝑃𝑃𝑎𝑛𝑒𝑙𝑒𝑠
𝑃𝑇 = 198 × 335𝑊
𝑁𝑖𝑛𝑣𝑒𝑟 ≈ 9
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DIMENSIONAMIENTO
8. COMPROBACIÓN LIMITES DE TENSIÓN
𝑃𝑎𝑛𝑒𝑙𝑒𝑠𝑚á𝑥 =𝑉𝑃𝑃−𝐼𝑉𝑚𝑝−𝑀
𝑃𝑎𝑛𝑒𝑙𝑒𝑠𝑚á𝑥 =480 𝑉
38,0 𝑉≈ 12
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DIMENSIONAMIENTO
8. COMPROBACIÓN LIMITES DE TENSIÓN
𝑃𝑎𝑛𝑒𝑙𝑒𝑠𝑚í𝑛 =𝑉𝑀𝑃−𝐼
𝑉𝑚𝑝−𝑀
𝑃𝑎𝑛𝑒𝑙𝑒𝑠𝑚í𝑛 =250 𝑉
38,0 𝑉≈ 7
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DIMENSIONAMIENTO
8. COMPROBACIÓN LIMITES DE TENSIÓN
El rango para conexión en serie es entre 7 y 12 paneles. Cualquier valor por fuera del rango establecido inhabilita la operación del inversor.Se utilizarán 22 paneles por inversor.
𝑉𝑂𝐶−𝑚á𝑥 = 𝑁𝑚ó𝑑 × 𝑉𝑂𝐶−𝑀ó𝑑
𝑉𝑂𝐶−𝑚á𝑥 = 11 × 47,2 𝑉 = 519,2 𝑉
En nuestro caso dejaremos 2 cadenas con 11 módulos en serie.
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DIMENSIONAMIENTO
8. COMPROBACIÓN LIMITES DE TENSIÓN
𝑉𝑂𝐶−𝑚á𝑥 = 519,2 𝑉
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DIMENSIONAMIENTO
9. COMPROBACIÓN LIMITES DE CORRIENTE
𝐼𝑆𝐶−𝑚á𝑥 = 𝑁𝑐𝑎𝑑𝑒𝑛𝑎 × 𝐼𝑆𝐶
𝐼𝑆𝐶−𝑚á𝑥 = 2 × 9,18 𝐴 = 18,36 𝐴
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