Uso de la energía solar fotovoltaica

Introducción

Se entiende por energía solar fotovoltaica, aquella que aprovecha
la radiación producida por los rayos del Sol para la generación
de energía eléctrica.

Para ello se usan una serie de elementos ópticos y otra serie de aparatos electrónicos que adecuan este tipo de energía para que pueda ser utilizada por aparatos normales.

Se trata de una energía renovable y "limpia". El principal inconveniente de este tipo de energía surge a la hora de captar la luz solar, ya que este factor no es algo que se presente de manera constante, y que varía cuantiosamente dependiendo de la hora del día, la época del año y de la situación geográfica de la instalación.

Instalación solar fotovoltaica: se entiende por instalación solar fotovoltaica, a aquella que mediante una serie de equipos de carácter eléctrico, es capaz de generar energía eléctrica a través de la radiación de la luz solar.

¿Por qué se dice que no es una energía 100% limpia?: esto no viene dado en consecuencia del proceso de producción de energía eléctrica, si no por el proceso de fabricación de los elementos de captación de luz solar, para cuya producción se utilizan unos hornos cuyo funcionamiento supone una agresión directa del medio ambiente.

Capítulo 2:

Historia de la energía solar antes del siglo XX

La energía solar en las antiguas civilizaciones: de alguna manera se podría decir que fueron las antiguas civilizaciones griega y romana las que empezaron a usar el Sol como fuente de energía aunque de una manera un tanto distinta, durante esta época se sentarían los inicios de lo que hoy conocemos como construcción bioclimática, y que buscaba el fin de disponer de hogares "frescos en verano y cálidos en invierno", sin necesidad de medios auxiliares que produjeran de forma antinatural calor o frío. De esta manera, se construían casas cuya situación de las distintas dependencias venía condicionada por la posición relativa del Sol en cada momento.

Además de estos avances, las civilizaciones romanas, griega y china; usaban espejos curvados con el fin de concentrar toda la energía solar posible en un único punto. De esta manera conseguían la combustión de algunos objetos sin la necesidad de emplear herramientas ni artilugios.

Otra manera de aprovechar al máximo el calor producido por los medios naturales era el emplear vidrios en la construcción de los invernaderos. De esta manera se consiguió aumentar el número de cosechas al año, y de cultivar especies vegetales exóticas venidas de otros puntos del Planeta.

La energía solar durante la Revolución industrial: fue durante la llamada Revolución industrial cuando se volvió a mirar al Sol como fuente de energía. Esto fue debido al desmesurado consumo de carbón y madera que se produjo en los países industrializados durante este periodo histórico, y al acertadamente auspiciado por el sueco Svante Arrhenius calentamiento global

A mediados del siglo XIX los niveles de combustibles fósiles empezaron a ser escasos y preocupantes, se consumía demasiada madera y carbón. Esta razón impulsó al francés Augustine Mouchot a empezar a trabajar en aparatos capaces de aprovechar este tipo de energías.

De esta manera aparecieron cocinas, hornos y los primeros prototipos de motores solares, los más conocidos fueron los del citado Mouchot y Ericsson, sin embargo no pasaron de ser prototipos y nunca se llegaron a usar a nivel industrial. No fue hasta principios del siglo XX cuando se construyó el primer motor solar verdaderamente útil, y que de verdad podía suponer una solución a la escasez de combustibles fósiles. El mérito de este invento se le debe al norteamericano Frank Schuman, que dio este paso en torno al año 1911.

Capítulo 3:

Historia de la energía solar a partir de los 70

La progresión experimentada por la energía solar a finales del siglo XIX se detuvo, debido en gran parte a la aparición del petróleo como principal fuente de energía en el Mundo industrializado. Esta materia suponía un rendimiento netamente superior al ofrecido por la energía solar.

La crisis del petróleo (1973 y 1979): comenzó cuando la organización de países exportadores de petróleo (OPEP), decidió no vender más petróleo a aquellos países que apoyaron a Israel en la Guerra de Yom Kippur, esta medida afectaba a Estados Unidos y sus aliados en Europa.

Esto provocó un fuerte efecto inflacionista en los países industrializados, debido a la gran dependencia de éstos al petróleo de la OPEP, lo cual obligó a tomar ciertas medidas que redujeran esa dependencia.

Esto derivó en la necesidad de encontrar elementos alternativos al petróleo, para abastecer de energía eléctrica a la población.

Los ochenta y la preocupación medio ambiental: fue a partir de los ochenta, cuando este tipo de energías limpias sufrió un verdadero impulso.

Esto fue debido sin duda, a la creciente preocupación medioambiental surgida en la sociedad. Durante esta década, se crearon una gran cantidad de asociaciones en pros de la defensa del medioambiente, y las que ya existían, como Greenpeace o Adena, pasaron a ser asociaciones de segunda casi desconocidas, a ser tomadas en cuenta muy seriamente a la hora de elaborar planes gubernamentales que pudieran afectar, directa o indirectamente, al ecosistema natural.

Durante ésta década apareció también una figura hasta entonces inexistente, los llamados partidos verdes, los surgidos en esta época fueron los pioneros en introducirse en la política, siendo la defensa del medioambiente su principal bandera.

Estos hechos ayudaron sin duda, a que la energía solar, entro otras energías renovables, fueran tomando protagonismo en el panorama energético mundial.

La energía solar a partir de los 90: fue por todos estos motivos, unidos a la escasez del petróleo, que empezó a ser preocupante en los 90, lo que ha provocado la necesidad de incentivar de alguna manera el uso de este tipo de energías.

Es por esto que en 1997 se creó en España la nueva Ley del Sector Eléctrico. En ella se busca incentivar de diversas maneras la producción por parte de las grandes Compañías de energías renovables, frente a aquellas que no lo son.

En el futuro se espera que la energía solar ocupe un lugar preferencial en el panorama energético español. Esto se deberá a la situación geográfica en la que se encuentra la Península y el clima que en ella se disfruta, que la convierten posiblemente en el país mejor predispuesto para el aprovechamiento de la radiación solar.

Capítulo 4:

Instalaciones solares fotovoltaicas a nivel de usuario

Una de las principales ventajas que la energía solar presenta respecto al resto de energías renovables, es la posibilidad que dan al usuario de, mediante pequeñas instalaciones, autoabastecerse de energía eléctrica gracias a la luz solar. Esto ha permitido ha muchos usuarios el instalar en diversas fincas, un cantidad de colectores solares que les permitan disfrutar de energía solar las 24 horas del día. En cuanto al tema económico se debe decir que estas instalaciones resultan caras para el rendimiento que dan, pero son una solución muy válida cuando las situaciones del terreno impiden "alimentarse" de otra manera.

Atendiendo a su uso principal se pueden distinguir tres tipos de pequeñas instalaciones solares fotovoltaicas:

• De consumo propio: destinadas única y exclusivamente al abastecimiento eléctrico de un usuario determinado. Su instalación consta de cinco partes:

• Captación: paneles solares.

• Acumulación: baterías.

• Control: regulador.

• Adecuación: convertidor onda-tensión.

• Consumo: receptores.

• De venta a red: este tipo de instalaciones son cada vez más utilizadas. Permiten al usuario convertirse en productor de energía en busca de un beneficio económico. Esto se consigue "enganchado" tu instalación a la red local. Evidentemente esto implica cumplir una serie de requisitos eléctricos por parte del productor.

• Mixtas: cumplen ambas funciones. Son muy útiles cuando
  no se consuma toda la energía captada, o cuando la instalación
  eléctrica solo se va a usar en periodos de tiempo cortos y concretos,
  dando la posibilidad de vender esos excedentes de energía y lograr
  así un reporte económico en algunos casos muy beneficiosos.

Instalación solar térmica: se denomina así a la instalación que usa la energía solar con un fin térmico y no eléctrico. Normalmente este fin térmico no es otro que el de calentar agua, esto se consigue posicionando los paneles solares térmicos encima de un ciclo de tuberías. Estos paneles tienen la característica de ser capaces de acumular toda la energía calorífica de los rayos del Sol, lo que les convierte en un elemento muy útil para este tipo de instalaciones.

Capítulo 5:

Paneles o módulos o fotovoltaicos

Los paneles fotovoltaicos, son unos equipos construidos con materiales ópticos, y cuyos materiales son dispuestos de tal forma que retienen la energía solar para transformarla en energía eléctrica.

Los paneles fotovoltaicos se pueden clasificar en dos grandes grupos:

• Monocristalinos: sus células están formadas por un único cristal, reconocibles por su forma circular o hexagonal. Debido a su simplicidad estructural son más económicos y ligeros.

• Policristalinos: sus células están formadas por pequeñas partículas cristalizadas. La efectividad del conjunto aumenta cuanto mayor es la sección de estas partículas. Lógicamente son más costosos que los monocristalinos pero de un rendimiento mucho mayor.

Funcionamiento de un módulo fotovoltaico.

Los módulos o paneles fotovoltaicos basan su funcionamiento en un principio fotoeléctrico parecido al que usan las plantas en el proceso de la fotosíntesis. Las plantas son capaces de generar sustancias orgánicas a partir de la luz solar que incide sobre ellas, de la misma manera funcionan los módulo fotovoltaicos, solo que en vez de producir sustancias orgánicas estos generan electricidad, por eso este proceso es conocido como proceso fotoeléctrico.

El ciclo de funcionamiento de un panel solar es el siguiente:

• 1. Cada célula o cristal fotovoltaico está formado por dos láminas de silicio que hacen las veces de polo positivo y negativo, y una capa intermedia de un material semiconductor.

• 2. Los fotones chocan contra la lámina positiva y liberan una cantidad de electrones, procedentes de las partículas de silicio.

• 3. Estos electrones al estar en movimiento pasan automáticamente a la capa semiconductora.

• 4. Esta capa tiene la característica de que solo deja pasar el flujo de electrones en una única dirección, por lo que, al no poder volver a la capa de silicio positiva, pasan directamente a la negativa.

• 5. Al no tener la misma cantidad de electrones las dos capas, entre ambas aparece lo que se conoce como diferencia de potencial o tensión. Esto significa que, al existir tensión, tendremos la posibilidad de cerrar el circuito y adquirir una intensidad eléctrica.

Estructura de un módulo fotovoltaico.

La estructura constructiva de un módulo fotovoltaico es del tipo sándwich, esto es que los materiales se apilan unos encima de otros sin dejar espacio entre ellos. Los materiales que componen esa estructura son los siguientes:

• Una capa de cristal.

• Una capa de acetato de vinilo.

• Las células fotovoltaicas compuestas de dos capas de silicio y otra de un material semiconductor.

• Varias capas de vidrio.

Capítulo 6:

Características eléctricas de los paneles fotovoltaicos

Los paneles fotovoltaicos se definen por una serie de características eléctricas:

• Intensidad de cortocircuito: es la máxima intensidad que un dispositivo fotovoltaico puede entregar sin que tenga conectado a él ningún receptor.

• Tensión a circuito abierto: es el máximo valor de tensión que se obtiene en los extremos del panel fotovoltaico, cuando a él no hay conectado ningún receptor.

• Potencia máxima: corresponde al máximo valor de potencia eléctrica que puede generar el dispositivo sin que se deteriore.

• Intensidad a máxima potencia: este valor es utilizado como el valor de intensidad nominal del aparato. Corresponde a la intensidad que entrega el dispositivo cuando trabaja a potencia máxima.

• Tensión a máxima potencia: este valor es utilizado como el valor de tensión nominal del aparato. Corresponde a la tensión que aparece entre los extremos del dispositivo cuando este trabaja a máxima potencia.

• Tensión máxima del sistema: corresponde al máximo valor de tensión que pueden soportar las células fotovoltaicas que componen el panel.

Todos estos valores vienen representados gráficamente en una curva característica de tensión intensidad. De esta manera se representa normalmente eléctricamente cualquier aparato fotovoltaico.

Efecto de la temperatura en la instalación fotovoltaica: el aumento de la temperatura ambiente provoca en el sistema una reducción n los valores de la tensión, provocando un aumento de la intensidad. Esto no es algo positivo para el sistema, ya que pude provocar calentamientos innecesarios en algunos equipos, algunos de los cuales albergan en su interior componentes electrónicos muy sensibles a las altas temperaturas las cuales podrían provocar su deterioro.

Capítulo 7:

Sistema de acumulación (baterías)

El sistema de acumulación es el encargado de almacenar la energía
eléctrica generada por los paneles solares, para que pueda usarse en
cualquier momento. El sistema de acumulación de una instalación
solar fotovoltaica está compuesto por una cantidad de baterías
tipo vaso de dos voltios cada una, el número de baterías depende
de la tensión de servicio y de la cantidad de energía que queramos
acumular.

Composición de una batería eléctrica.

Las baterías eléctricas están compuestas por dos láminas metálicas normalmente de plomo o bióxido de plomo, que hacen la función de polo negativo y polo positivo. Estas láminas metálicas se introducen en unos recipientes llamados vasos que contienen un líquido, normalmente ácido.

Principio de funcionamiento de una batería.

El funcionamiento de una batería consta de dos ciclos:

• Carga: el panel genera una corriente eléctrica, la batería en este caso se comporta como un receptor y cierra el circuito. De esta manera circula por el interior de la batería un corriente, que si no es consumida, queda almacenada en su interior en forma de tensión que se forma entre los dos polos.

• Descarga: como cualquier generador eléctrico, la energía que almacena se manifiesta en forma de tensión entre sus extremos, esto es tan simple que si cerramos el circuito aparecerá una intensidad.

Características eléctricas de las baterías.

• Resistencia interna: es la resistencia eléctrica de sus componentes internos, así como una resistencia virtual que dependerá del receptor que conectemos a la batería, y que es lo que provoca la auto-descarga de la batería. Este factor aumenta durante el proceso de descarga, el envejecimiento de la batería y las bajas temperaturas.

• Rendimiento: es la relación que existe entre la energía que suministra durante un ciclo de descarga determinado, y la cantidad de energía necesaria para volver a llenar por completo la batería después de esa descarga. Este valor viene expresado en tanto por ciento, y evidentemente nunca es del 100%, ya que siempre se producen pérdidas de energía debidas a la resistencia interna de la propia batería. Se podría decir entonces que este valor es inversamente proporcional a la resistencia interna.

• Vida útil: la vida útil de una batería no se mide en años, si no en la cantidad de ciclos de carga-descarga que es capaz de realizar hasta que deja de ser útil. Este factor disminuye con la temperatura de trabajo. Dicho esto se entiende que es algo positivo que la batería trabaje a bajas temperaturas, cosa que es cierta hasta cierto punto, ya que una temperatura demasiado baja podría provocar la congelación del electrolito (ácido). Lo mejor para solucionar ambas cosas es mantener la batería en un nivel de carga lo más alto posible, de esta manera la podremos situar en un entorno de un temperatura media, sin preocuparnos de su nivel interno de temperatura que se mantendrá en unos niveles más o menos óptimos.

• Capacidad: es la cantidad de energía que es capaz de entregar cuando se descarga. Este valor viene dado en amperios-hora, esto es así debido a que la capacidad de una batería varía según la rapidez con la que se produzca el ciclo de descarga.

• Auto-descarga: debido a su resistencia interna, la batería se comporta como un receptor consumiendo pequeñas cantidades de energía. Por eso si tenemos una batería inutilizada durante un largo periodo de tiempo, es posible que al intentar volver a utilizarla nos la encontremos completamente descargada. Este factor también depende de la temperatura, aumentando con ésta.

• Velocidad de carga y descarga: las corrientes de carga y descarga se especifican con unos términos que indican la descarga completa en un período continuo de 1h. Estos términos son C y sus múltiplos y submúltiplos nos indican diferentes velocidades de carga y descarga, pej: C/10, descarga en 10h, C/100 descarga en 100h…

Capítulo 8:

Regulación y adecuación de la corriente

Etapa de regulación.

Esta es la etapa más importante de la instalación. Consiste en interconectar paneles, baterías y receptores para que puedan funcionar en sintonía sin perjudicar el funcionamiento de ninguno de ellos. Esta labor la realiza el regulador. Este aparato desarrolla tres tareas fundamentales:

• Evitar sobrecargas en las baterías que puedan producir daños. Esto lo consigue controlando la cantidad de intensidad que le puede llegar al sistema de acumulación. Esta cantidad de corriente depende de los tipos de baterías usados y del número de baterías del que se dispongan.

• Impide la descarga de las baterías, en periodos de luz solar escasa. Esto lo consigue actuando como un interruptor, seccionando la instalación cuando los paneles empiezan a consumir energía eléctrica, esto ocurre cuando la luz que incide sobre ellos no es suficiente para producir.

• Asegura el funcionamiento del sistema en el punto de máxima
  eficacia.

Las características eléctricas de los reguladores son las siguientes:

• Tensión de funcionamiento: es la tensión a la que debe estar conectado el sistema generador (paneles), normalmente 12 o 24V.

• Intensidad de carga: se corresponde con la máxima intensidad que puede entregar el sistema generador en servicio permanente.

• Intensidad de descarga: es la máxima intensidad que puede
  entregar el regulador de manera permanente. Este valor debe corresponderse
  con la capacidad máxima del sistema de acumulación, de esta
  manera se evitarán sobrecargas en las mismas.

Etapa de adecuación

La corriente producida por los paneles fotovoltaicos, es de carácter continuo, y oscila entre los 12 o 24 voltios. Los receptores que se conectan al sistema solar NO SIEMPRE utilizan este tipo de corriente eléctrica, por lo que se hace necesario adecuarlo a las necesidades reales de la instalación. De esta labor se encargan los convertidores de onda-tensión. La principal función de estos equipos es la de recibir una corriente continua a 12 o 24 voltios y devolverla a 230 voltios en corriente alterna. Hay un posibilidad de evitar tener que usar este aparato, esto supone la utilización de receptores adaptados al tipo de corriente que se genera en los paneles solares, algo que no es muy común ya que este tipo de receptores son muy específicos.

Existen tres tipos de convertidores atendiendo al tipo de onda que devuelven a su salida:

• De onda cuadrada: son los más baratos pero los menos eficaces. La onda que obtenemos a su salida está muy poco elaborada, pudiendo provocar el mal funcionamiento de algunos receptores.

• De onda senoidal modificada: sin llegar a ser una onda senoidal pura, consiguen aproximarse bastante a ella. Son más caros que los anteriores.

• De onda senoidal pura: son los más caros. Incorporan una electrónica muy compleja. Consiguen una onda senoidal pura, lográndose así un correcto funcionamiento de la instalación, dando la posibilidad de conectar cualquier tipo de receptor de funcionamiento alterno.

Capítulo 9:

Protecciones eléctricas

Como cualquier instalación eléctrica, una instalación solar fotovoltaica debe estar correctamente protegida frente a cualquier peligro que entrañe el uso de energía eléctrica, en cualquiera de sus manifestaciones. Normalmente a continuación del convertidor se sitúa un cuadro de protecciones idéntico al de las viviendas. Estos son los elementos de protección eléctrica utilizados en las instalaciones fotovoltaicas:

• Interruptores magneto-térmicos: este tipo de dispositivos protegen la instalación contra sobrecargas y cortocircuitos. Funcionan abriendo el circuito cuando a través de ellos circula una intensidad superior a la nominal del dispositivo.

• Fusibles: al igual que los interruptores magneto-térmicos protegen contra sobrecargas y cortocircuitos. Se basan en un hilo de muy pequeña sección que se funde si por él circula una intensidad superior a la nominal del aparato, dejando abriendo el circuito cuando esto ocurre.

• Varistores o descargadores: protegen de sobretensiones atmosféricas perjudiciales para el sistema, derivando ésta al circuito de tierra. Se colocan generalmente en todos y cada uno de los circuitos de la instalación fotovoltaica, a las salidas de cada una de las filas de módulos fotovoltaicos y aguas arriba de cada elemento de protección y desconexión correspondiente.

• Interruptores diferenciales: se trata del único dispositivo ideado para la protección de las personas, protege contra contactos indirectos. Debe estar asociado a una correcta toma de tierra para que proteja correctamente. Su funcionamiento se basa en la detección de una intensidad de defecto derivada a tierra, la cual si es detectada provocará el disparo del interruptor. Esta intensidad de defecto aparece cuando un elemento de la instalación, que normalmente no debería estar en tensión lo está.

• Toma de tierra: se trata de una red paralela a la de consumo a la cual se derivan todas las corrientes de defecto que surjan en la instalación, evitando asía que puedan provocar accidentes. Se instalará una toma de tierra independiente a la del neutro de la Compañía eléctrica, con una distancia mínima entre ambas de 15m, a esta toma de tierra se conectarán las estructuras de los paneles, carcasas metálicas, y en definitiva, cualquier elemento metálico susceptible de ponerse en tensión. Este elemento de protección debe llevar asociado un interruptor diferencial adecuado para aumentar su eficacia.

Capítulo 10:

Otros elementos

Función de los diodos en una instalación fotovoltaica.

Los diodos son dispositivos electrónicos que solon permiten el paso de corriente eléctrica a través de ellos en una sola dirección. Están formados por materiales semiconductores al igual que las células fotovoltaicas. En las instalaciones fotovoltaicas se emplean de dos maneras:

• Diodos de bloqueo: impiden que las baterías se descarguen a través de los paneles solares, cuando no hay luz suficiente para que se produzca energía eléctrica. Cuando se instalan para realizar esta función, complementan una de las funciones del regulador. Este tipo de montajes también sirve para evitar que se invierta el flujo de corriente cuando en los paneles se produce alguna sombra parcial.

• Diodos de by-pass: protegen individualmente a cada de panel de posibles daños ocasionados por sombras parciales, las cuales provocarían que ese panel se comportara como receptor originando un sobre-esfuerzo en los demás paneles. Deben ser utilizados, en instalaciones en las que los paneles se dispongan en conexión serie.

Arriba: disposición en bloqueo.

Abajo: disposición en by-pass.

Shunts y monitorización.

Un shunt es una pequeña resistencia de precisión, que genera pequeñas caídas de tensión muy precisas al paso de la corriente eléctrica a través de ella. Esta caída de tensión se utiliza por los aparatos de monitorización para medir la corriente en el circuito de la batería. Su función es muy parecida a la de los transformadores de intensidad, ya que reducen la intensidad para poder ser medida por equipos muy sensibles.

Capítulo 11:

Dimensionar una instalación fotovoltaica de consumo propio

1er paso: deberemos identificar todos los receptores que conectaremos a la instalación, así como una serie de valores característicos de los mismos:

Potencia o intensidad consumida.Horas que estará conectado.

Consejo: existen en el mercado receptores fabricados especialmente para este tipo de instalaciones, funcionan a 12 o 24V, y consumen mucho menos, nos ahorraremos a corto plazo mucho dinero en consumo eléctrico, otro consejo, evita a toda costa las bombillas, utiliza halógenos y fluorescentes para sacarle mayor rendimiento a tu instalación.

Otra opción: si no vas a usar la instalación durante todo el año, estudia la posibilidad de vender energía a red, el Kw/h introducido por estas instalaciones se paga bastante bien, y es una opción que podría ser rentable para muchos casos.

Una vez hecho esto hagamos la siguiente tabla, te la muestro completa con los receptores del ejemplo (es algo irreal pero nos sirve):

Se han considerado todos los receptores monofásicos a 12V, por lo tanto para obtener intensidad dividiremos potencia entre 12, y para obtener potencia, multiplicaremos intensidad por 12.

Para obtener los dos últimos valores, basta con multiplicar potencia e intensidad por las horas de consumo al día.

2º paso: Obtener los siguientes valores:

• Total vatios: 231.

• Total amperios: 19,25

• Total amperios día: 40,03 (para cálculo consideraremos 40A).

El usuario tiene una necesidad de 40 A al día.

Se le aplicará un 20% de margen de seguridad, por lo tanto tenemos una necesidad de 48 A al día.

3er paso: Calcular la energía del panel:

Para seguir con el cálculo es necesario conocer las horas pico solar (HPS) al cabo del día, varían según la zona y te los puede proporcionar cualquier página de materiales del sector. En Extremadura, situación del ejemplo, es de 5,22.

Una vez conocemos este valor, necesitaremos saber la intensidad máxima que puede suministrar, para este ejemplo tomaremos 4,9A (viene en las características del producto). Tras esto será necesario calcular la energía pico (Ep):

Ep=Ip*HPS=4,9*5,22=25,57Ahd

4º paso: cálculo del número de paneles.

Este paso es tan simple como dividir el consumo total del día con el que puede dar un panel:

Nº=Consumo/Ep=48A/25,57Ahd=1,87 ( 2paneles

Necesitaremos dos paneles como mínimo para cubrir la demanda. Dependiendo de la tensión que entreguen, habrá que disponerlos en paralelo o serie, nosotros necesitamos 12V, y cada panel da 12V, por lo tanto dispondremos los dos paneles en paralelo para evitar que se sumen sus tensiones y se estropeen los aparatos.

5º paso: capacidad del sistema de acumulación:

El acumulador se dimensionará pensando en la autonomía de la instalación, pero si se producen periodos de días seguidos poca radiación escasa, aparecerá un factor conocido como días de autonomía, que se define como la cantidad de días que es capaz el sistema de cubrir la demanda máxima. Este valor lo especifica el propio usuario, y dependerá de la zona y la época del año en la que se prevé funcione la instalación.

Por otro lado hay que conseguir que la profundidad de descarga no supere el máximo tolerable, para el tipo de acumulador elegido, esto debe venir especificado en las características técnicas del producto. Para el ejemplo supondremos un profundidad de  descarga del 50% (0,5).

Sabiendo esto tenemos:

C=Consumo*días de autonomía/Profundidad de descarga= 48*4/0,5= 384Ah a 12V

Si cada vaso da 2V, habrá que disponer 6V en conexión serie para obtener los 12V, si con estos 6 cubrimos los 384 A, será suficiente.

5º paso: comprobar la descarga diaria sobre la batería:

El peor de los casos sería tener todos los receptores conectados, cosa poco probable, y en todo caso a evitar, en esas condiciones y como se ve en los posteriores resultados no se supera el límite aconsejado de descarga diaria ni de profundidad de descarga máxima al cabo de los 4 días de autonomía:

Descarga diaria= Consumo/Capacidad*100= 48/34*100=12,5%

Profundidad de descarga=Consumo*días de autonomía/Capacidad=48*4/384=50%

Con esto quedaría perfectamente dimensionada la instalación, a expensas de elegir el resto de elementos como convertidor CC/CA (en este caso no haría falta que convirtiera la tensión ya que los 12V que nos da el panel sirven para los receptores instalados) protecciones y regulador, que bastará con que funcionen a 12V, y aguanten perfectamente los 48A de consumo.

Enviado por:

Ing.+Lic. Yunior Andrés Castillo S.

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