Instalación eléctrica

Electricidad. Energía fotoeléctrica. Electrificación básica. Circuitos. Planos. Paneles y módulos fotovoltaicos. Generadores solares. Baterías. Control de potencia. Alumbrado

  • Enviado por: José María Guijarro Valera
  • Idioma: castellano
  • País: España España
  • 30 páginas

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MEMORIA

· Objeto del proyecto:

El objeto del siguiente proyecto comprende la instalación eléctrica de una vivienda. Además de la instalación de paneles solares ( y elementos afines ); para la instalación eléctrica del alumbrado.

· Descripción:

- El piso es propiedad de: J. L.A.

- El suministro lo hará la compañía Iberdrola, S.A.

- Alimentación: se tomará la alimentación del piso por medio de su derivación individual, formada por tres conductores ( uno de fase, otro de neutro y el correspondiente conductor de protección); la tensión del servicio será de 230 V y 25 A al ser del grado de electrificación medio, la potencia máxima prevista que le corresponde ( por elementos), será de 5750 W. Además de hacer la instalación de un sistema generador de energía fotoeléctrica, para el circuito de alumbrado, c1 según normativa del año 2002.

- Instalación interior de la vivienda:

  • Se aplicará el capítulo número ITC-BT-25; del RBT del año 2002; suponiendo electrificación básica ( 5.75 Kw ), en lo cual se dispondran de cinco circuitos todos independientes entre sí. Estando ambos circuitos protegidos con un magnetotérmico, para la protección de sobreconsumos y cortocircuitos.

  • Se dispondrá el cuadros de entrada lo mas cerca posible de la entrada en la vivienda ( con los elementos privados de mando y protección), y la caja para alojar el interruptor de control de potencia (ICP). Estando también hay centralizado el cuadro de mando del generador fotovoltaico.

  • En el cuadro de distribución se instalara dos interruptor automático (IGA), dos interruptor diferencial (ID) de alta sensibilidad, y cinco pequeños interruptores automáticos (PIAS), el contactor, además de los elementos para el generador ( y elementos afines ) fotovoltaicos.

  • En la caja del ICP se dejarán preparados los conductores necesarios para que la compañía suministradora de energía instale el mismo y proceda al precintado de su caja.

  • Las conexiones entre conductores se realizaran siempre por medio de regletas de bornas; nunca por torcimientos; según aconseja el reglamento del año 2002; y el del año 1977.

  • Los tubos protectores a instalar serán curvables en frío y no propagadores de la llama.

  • Los conductores serán de cobre electrolítico, con un nivel de aislamiento de 750 V, instalándose para la fase el color negro, azul para el neutro y amarillo-verde para el conductor de protección. Todos ellos con la sección de calculo que les corresponda.

  • Para distinguir los hilos comunes entre conmutadores de dos direcciones y cruzamientos, lo haremos con el color gris, colocándole una etiqueta que indique que no es este color no es de fase.

  • Las rozas se harán siguiendo caminos horizontales y verticales, respetando las distancias reglamentarias.

  • La distancia al pavimento de las cajas de mecanismos estará comprendida entre 1'10 y 1'20 m. Y a unos 20 cm. Del extremo del tabique más cercano.

  • La distancia al techo de las cajas de derivación y del timbre será de unos 20 cm. Y de las cajas de base de enchufe al pavimento también de 20 cm.

  • El cuadro de distribución y la caja del ICP se situaran a una altura del suelo entre 1'80 y 2 m.

  • En el cuarto de baño se respetaran los volúmenes de prohibición y de protección establecidos en el REBT ICT-RBT-27 del año 2002; pudiendo también aplicar la antigua normativa del RBT del año 1977.

- Constitución de los circuitos: Se constituyen 5 circuitos independientes, cuya composición será la siguiente:

Circuito Nº1:

Será el circuito de alumbrado. Se aplicará la normativa sobre elementos mínimos necesarios del presente reglamento:

  • A la entrada de la vivienda se dispone de un pulsador y su correspondiente timbre, que estará conectado en el interior de la vivienda; de potencia igual a 30 watios.

  • En el vestíbulo se dispondrá además de un punto de luz, accionado mediante dos conmutadores. El punto de luz se supone que son de potencia de 20 watios.

  • En el comedor se instalará dos puntos de luz accionado por dos interruptores. Dicho punto de luz se colocará de potencia de 35 watios

  • En los dos dormitorios se instalarán un punto de luz conmutado desde tres puntos ( con cruzamiento ). Potencia del punto de luz será igual a 40 watios.

  • En la cocina se instalará un equipo de 2 fluorescentes de 18 W con sus correspondientes cebadores y reactancias.

  • En el pasillo se instalará un punto de luz simple accionado por un conmutador. Potencia se puede suponer que será igual a 18 watios.

Circuito Nº2:

Será el circuito de tomas de 16 A. de usos generales. Se aplicará la normativa sobre elementos mínimos necesarios del presente reglamento:

  • En el vestíbulo se dispondrá además de una toma de 16 A.

  • En el comedor se instalará seis tomas de 16 A.

  • En los dos dormitorios se instalarán 6 tomas de 16A.

  • En la cocina se instalarán cuatro tomas de 16 A.

  • En el pasillo se instalará una toma de 16 A.

Circuito Nº3:

Será el circuito de tomas de la cocina y horno. Se aplicará la normativa sobre elementos mínimos necesarios del presente reglamento:

  • En la cocina se instalará una toma de 25 A.

Circuito Nº4:

Será el circuito de tomas de la lavadora, microondas, lavavajillas. Se aplicará la normativa sobre elementos mínimos necesarios del presente reglamento:

  • En la cocina se instalarán tres tomas de 16 A. para cada elemento.

Circuito Nº5:

Será el circuito de tomas de 16 A. para baño y cocina. Se aplicará la normativa sobre elementos mínimos necesarios del presente reglamento; aplicando también la normativa vigente e cuanto a los conocidos “ volumentes de protección “...

  • En la cocina se instalarán cuatro tomas de 16 A.

  • En el cuarto de baño se instalará una toma de 16 A.

· Calculo matemático de los elementos:

Circuito Nº1:

Se aplicará ante todo la normativa vigente. Las líneas se distribuyen tal y como se puede ver en el plano adjunto. Teniendo las siguientes características:

- Potencia por toma: 200 w.

- Factor de simultaneidad ( ver norma RBT ICB-BT 25 del año 2002 ): 0.75

- Coeficiente de utilización ( Idem que lo anterior ): 0.5.

- Automático tipo: 10 A. curva B.

- Número máximo de tomas: 30; que en nuestro caso vale 9

- Sección del conductor: 1.5 mm2. Por lo tanto según norma se necesitarán dos conductores de sección 1.5 mm2; más el de tierra que será de la misma sección.

- Diámetro de tubo o macarrón: 16 mm.

Además:

I' = Potencia por toma * número de tomas* Fs* Cu / 230

Donde Fs es el factor de simultaneidad y Cu es el coeficiente de utilización.

I' = ( 200 * 9 * 0.75 * 0.5 ) / 230 =2.93 A.

Siendo ese valor un valor promedio. A continuación tendremos que ver si se supera; el valor de máximo peligro de caída de tensión en puntos alejados. Es decir, según el plano, el punto de mayor peligro o alejado del cuadro es el indicado, el decir que estará a una distancia máxima de 20 metros. Por lo tanto, según la siguiente ecuación:

ecu. 1

Donde S, es la sección del conductor, en nuestro caso 1.5 mm2; Lmax, será la máxima longitud, en nuestro caso, 20 metros e I' es el valor de la corriente promedio, en nuestro caso 2.93 A. Se lleva esos valores a la ecuación ( 1 ); saliendo un valor aproximado de 1.40 voltios que es menor al máximo permitido por las normas, que será de un 3% de 230 v.

Circuito Nº2:

Se aplicará ante todo la normativa vigente. Las líneas se distribuyen tal y como se puede ver en el plano adjunto. Teniendo las siguientes características:

- Potencia por toma: 3450 w.

- Factor de simultaneidad ( ver norma RBT ICB-BT 25 del año 2002 ): 0.20

- Coeficiente de utilización ( Idem que lo anterior ): 0.25

- Automático tipo: 16 A. curva B.

- Número máximo de tomas: 20; que en nuestro caso vale 20

- Sección del conductor: 2.5 mm2. Por lo tanto según norma se necesitarán dos conductores de sección 2.5 mm2; más el de tierra que será de la misma sección.

- Diámetro de tubo o macarrón: 20 mm.

Además:

I' = Potencia por toma * número de tomas* Fs* Cu / 230

Donde Fs es el factor de simultaneidad y Cu es el coeficiente de utilización.

I' = ( 3450 * 20 * 0.20 * 0.25 ) / 230 = 15 A.

Siendo ese valor un valor promedio. A continuación tendremos que ver si se supera; el valor de máximo peligro de caída de tensión en puntos alejados. Es decir, según el plano, el punto de mayor peligro o alejado del cuadro es el indicado, el decir que estará a una distancia máxima de 24 metros. Por lo tanto, se aplicará la ecuación número 1; donde S, es la sección del conductor, en nuestro caso 2.5 mm2; Lmax, será la máxima longitud, en nuestro caso, 24 metros e I' es el valor de la corriente, que podemos suponer, que en nuestro caso 16 A. Se lleva esos valores a la ecuación ( 1 ); saliendo un valor aproximado de 5.48 voltios que es menor al máximo permitido por las normas, que será de un 3% de 230 v.

Circuito Nº3:

Se aplicará ante todo la normativa vigente. Las líneas se distribuyen tal y como se puede ver en el plano adjunto. Teniendo las siguientes características:

- Potencia por toma: 5400 w.

- Factor de simultaneidad ( ver norma RBT ICB-BT 25 del año 2002 ): 0.5

- Coeficiente de utilización ( Idem que lo anterior ): 0.75

- Automático tipo: 25 A. curva B.

- Número máximo de tomas: 2; que en nuestro caso vale 1

- Sección del conductor: 6 mm2. Por lo tanto según norma se necesitarán dos conductores de sección 6 mm2; más el de tierra que será de la misma sección.

- Diámetro de tubo o macarrón: 25 mm.

Además:

I' = Potencia por toma * número de tomas* Fs* Cu / 230

Donde Fs es el factor de simultaneidad y Cu es el coeficiente de utilización.

I' = ( 5400 * 1 * 0.5 * 0.75 ) / 230 = 23.5 A.

Siendo ese valor un valor promedio. A continuación tendremos que ver si se supera; el valor de máximo peligro de caída de tensión en puntos alejados. Es decir, según el plano, el punto de mayor peligro o alejado del cuadro es el indicado, el decir que estará a una distancia máxima de 6.8 metros. Por lo tanto, se aplicará la ecuación número 1; donde S, es la sección del conductor, en nuestro caso 6 mm2; Lmax, será la máxima longitud, en nuestro caso, 6.8 metros e I' es el valor de la corriente, que podemos suponer, que en nuestro caso 25 A. Se lleva esos valores a la ecuación ( 1 ); saliendo un valor aproximado de 1.01 voltios que es menor al máximo permitido por las normas, que será de un 3% de 230 v.

Circuito Nº4:

Se aplicará ante todo la normativa vigente. Las líneas se distribuyen tal y como se puede ver en el plano adjunto. Teniendo las siguientes características:

- Potencia por toma: 3450 w.

- Factor de simultaneidad ( ver norma RBT ICB-BT 25 del año 2002 ): 0.66

- Coeficiente de utilización ( Idem que lo anterior ): 0.75

- Automático tipo: 20 A. curva B.

- Número máximo de tomas: 3; que en nuestro caso vale 3

- Sección del conductor: 4 mm2. Por lo tanto según norma se necesitarán dos conductores de sección 4 mm2; más el de tierra que será de la misma sección.

- Diámetro de tubo o macarrón: 20 mm.

Además:

I' = Potencia por toma * número de tomas* Fs* Cu / 230

Donde Fs es el factor de simultaneidad y Cu es el coeficiente de utilización.

I' = ( 3450 * 0.66 * 0.75 * 3 ) / 230 = 8 A.

Siendo ese valor un valor promedio. A continuación tendremos que ver si se supera; el valor de máximo peligro de caída de tensión en puntos alejados. Es decir, según el plano, el punto de mayor peligro o alejado del cuadro es el indicado, el decir que estará a una distancia máxima de 6.8 metros. Por lo tanto, se aplicará la ecuación número 1; donde S, es la sección del conductor, en nuestro caso 4 mm2; Lmax, será la máxima longitud, en nuestro caso, 6.8 metros e I' es el valor de la corriente, que podemos suponer, que en nuestro caso 16 A. Se lleva esos valores a la ecuación ( 1 ); saliendo un valor aproximado de 0.97 voltios que es menor al máximo permitido por las normas, que será de un 3% de 230 v.

Circuito Nº5:

Se aplicará ante todo la normativa vigente. Las líneas se distribuyen tal y como se puede ver en el plano adjunto. Teniendo las siguientes características:

- Potencia por toma: 3450 w.

- Factor de simultaneidad ( ver norma RBT ICB-BT 25 del año 2002 ): 0.4

- Coeficiente de utilización ( Idem que lo anterior ): 0.50

- Automático tipo: 16 A. curva B.

- Número máximo de tomas: 6; que en nuestro caso vale 5

- Sección del conductor: 2.5 mm2. Por lo tanto según norma se necesitarán dos conductores de sección 2.5 mm2; más el de tierra que será de la misma sección.

- Diámetro de tubo o macarrón: 20 mm.

Además:

I' = Potencia por toma * número de tomas* Fs* Cu / 230

Donde Fs es el factor de simultaneidad y Cu es el coeficiente de utilización.

I' = ( 3450 * 5 * 0.4 * 0.5 ) / 230 = 3 A.

Siendo ese valor un valor promedio. A continuación tendremos que ver si se supera; el valor de máximo peligro de caída de tensión en puntos alejados. Es decir, según el plano, el punto de mayor peligro o alejado del cuadro es el indicado, el decir que estará a una distancia máxima de 10 metros. Por lo tanto, se aplicará la ecuación número 1; donde S, es la sección del conductor, en nuestro caso 2.5 mm2; Lmax, será la máxima longitud, en nuestro caso, 10 metros e I' es el valor de la corriente, que podemos suponer, que en nuestro caso 16 A. Se lleva esos valores a la ecuación ( 1 ); saliendo un valor aproximado de 2.30 voltios que es menor al máximo permitido por las normas, que será de un 3% de 230 v.

Todo esto se puede comprobar mediante la siguiente tabla resumen; ver anejos 1.

· Contactor a utilizar:

Normalmente a la hora de buscar qué contactor es necesario en este caso; tenemos que utilizar numerosos catálogos.

U = 230 v.

Corriente máxima que pasa por los reles NA y NC. Se calcula suponiendo el valor máximo de alumbrado, es decir con potencia máxima.

Pot máxima =30+20+35+35+20+18+18+40+40+20=276 w

Dando un valor de corriente máxima de I = 276 / 230 = 1.20 A. Por lo tanto, habrá que coger un contactor que aguante como máximo esa corriente; y esa tensión. Por ejemplo, el contactor de la casa Legrand, módelo 16 A, NA+NC, 230 v., 1 módulo lexic, nos puede valer para este caso, ya que su tensión máxima de funcionamiento es de 230 v ( bobina ) y la corriente supera mucho a la máximo valor que nos puede dar. Precio es de unos 45.16 € la pieza.

PLANOS

· PLANOS:

A continuación se dispone de los siguientes planos.

Plano Nº 1. Planta de la vivienda.

Será una representación en planta de la vivienda, donde reflejaremos la situación del mobiliario y de las habitaciones.

Plano Nº 2. Esquema de canalizaciones.

En él representaremos, sobre la planta de la vivienda, las cajas y canalizaciones (tubos) de cada circuito, así como las tomas de corriente, los puntos de luz, mecanismos de accionamiento y cuadro general de mando y protección, o cuadro de distribución.

Plano Nº 3. Esquema eléctrico unifilar y multifilar

Aunque se puede hacer una representación conjunta con el plano de canalizaciones (marcando en él el número de los conductores), vamos a representar de forma separada un esquema unifilar que parte del cuadro de distribución, con las tomas de corriente y puntos de luz repartidos por estancias de vivienda.

'Instalación eléctrica'

Esquema de alumbrado. No están todos los elementos.

Plano Nº 8. Esquema eléctrico unifilar.

En dicho esquema se muestra el resumen total, mediante un esquema unifilar. Hay que darse cuenta, de los diferentes elementos; ICP, IGP, diferentciales. El circuito funcionaría de las siguiente forma: por un lado se alimenta a los circuitos c2, c3, c4 y c5; mediante la compañía suministradora; estando todos los elementos protegidos, según la normativa vigente. Por otro lado, tenemos el circuito de alumbrado c1, que es alimentado normalmente mediante nuestras placas fotovoltaicas. El contactor abajo señalado funcionaría de tal forma que mide si hay tensión entre fase y neutro de las líneas que vienen de la central fotovoltaica; si hay tensión se excita, cerrando el rele normalmente abierto y abriendo el normalmente cerrado; permitiendo así el paso de corriente. Si ocurre en la central fotovoltaica algún fallo; el contactor se quedaría sin tensión quedando en NA a NA y el NC en NC; permitiendo así que se alimente el circuito c1; mediante la compañía suministradora.

'Instalación eléctrica'

Esquema unifilar.

Plano Nº 9. Esquema eléctrico de conexión de la bobina y sus relés.

Se puede observar la forma de conexión, por un lado el magnetotérmico actua como un pulsador de marcha; de tal forma que si hay tensión la bobina; manda la orden de cerrar un relé y abrir el otro; en caso de que la tensión falle, se quedaría todo en reposo.

'Instalación eléctrica'

· Calculo de la instalación fotovoltaica:

Hay diferentes métodos de iniciar el calculo el más común será sobredimensionar la instalación, suponiendo que todo el circuito de iluminación funciona a la vez. También supondremos unos valores de utilización por día. Debiendo primero completar esta tabla para ver las cargas y consumos que se tienen, y en función de esos valores ir determinando elementos afines.

1.- Calculo de los consumos en corriente alterna.

Descripción

Potencia

(W)

Potencia Total (W)

Ciclo diario (h/día)

Voltaje nominal del sistema

Consumo

(A-h/día)

Vestibulo

1

20

20

3

12

5

Timbre

1

18

18

2

12

3

Salón

2

35

70

8

12

46.7

Dormitorio 1

1

40

40

6

12

20

Dormitorio 2

1

40

40

6

12

20

Baño

1

20

20

4

12

6.7

Pasillo

1

20

20

3

12

5

Cocina

2

18

36

8

12

24

Por lo tanto se sumara la potencia total y los consumos totales dando:

POTENCIA TOTAL AC ( W ) = 264 W

CONSUMOS TOTALES ( A-h/ día ) = 130.4 A-h/día

2.- Cálculo de la corriente de pico

Potencia total AC = 264 W

Tensión nominal del sistema = 12 Vcc

Corriente de pico = = 22 A

Esa será el valor de corriente nominal, suponiendo que todos los elementos funcionan a la vez; cosa algo rara.

3.- Corrección del consumo

Consumo total = 130.4 A-h/día

Factor rendimiento del cableado = 0,98

Consumo diario corregido = 130.4/0,98 = 133.06 A-h/día

A la cantidad que nos sale le sobredimensiono un 30%, por si hay algún sobreconsumo extra.

Sobreconsumo diario = 133.06 * 1.30 = 173 A-h/ día

4.- Corriente de diseño e inclinación de paneles

Para ello se debe tener en cuenta que las horas pico de sol no serán las mismas durante cada uno de los días del año, por lo que se tiene que realizar una cálculo para determinar el ángulo adecuado de inclinación de los paneles, a partir de los valores medios de irradiación durante los diferentes meses del año en la provincia de Cuenca. Se determinará en cada mes el consumo corregido y las horas pico para tres posibles ángulos de inclinación de los paneles y se elegirá en función del que suministre mayor energía en el peor mes del año promedio, lo que corresponderá al ángulo de inclinación idóneo para los paneles.

ÁNGULO DE INCLINACIÓN 30º

Mes

Consumo corregido

(A-h/día)

Horas sol pico

(horas/día)

Corriente de diseño (A)

Enero

173

2,69

64.31

Febrero

173

4,11

42.10

Marzo

173

4,05

43.72

Abril

173

5,03

34.40

Mayo

173

5,33

32.46

Junio

173

5,74

30.14

Julio

173

6,58

26.29

Agosto

173

6,37

27.16

Septiembre

173

5,15

33.60

Octubre

173

4,01

43.14

Noviembre

173

2,55

67.84

Diciembre

173

1,88

92.02

ÁNGULO DE INCLINACIÓN 40º

Mes

Consumo corregido

(A-h/día)

Horas sol pico

(horas/día)

Corriente de diseño (A)

Enero

173

2,88

60.07

Febrero

173

4,31

40.14

Marzo

173

4,08

35.40

Abril

173

4,91

35.23

Mayo

173

5,06

34.20

Junio

173

5,38

32.16

Julio

173

6,19

27.95

Agosto

173

6,15

28.13

Septiembre

173

5,14

33.66

Octubre

173

4,15

41.69

Noviembre

173

2,7

64.07

Diciembre

173

2,01

86.07

ÁNGULO DE INCLINACIÓN 50º

Mes

Consumo corregido

(A-h/día)

Horas sol pico

(horas/día)

Corriente de diseño (A)

Enero

173

2,99

57.86

Febrero

173

4,4

39.32

Marzo

173

4,02

43.03

Abril

173

4,67

37.04

Mayo

173

4,69

36.89

Junio

173

4,92

35.16

Julio

173

5,67

30.51

Agosto

173

5,08

34.05

Septiembre

173

5,02

34.46

Octubre

173

4,18

41.39

Noviembre

173

2,78

62.23

Diciembre

173

2,09

82.77

Seleccionamos para el cálculo los meses con las horas sol pico mayores.

Mes

Horas sol pico

(horas/día)

Corriente de diseño (A)

ÁNGULO DE INCLINACIÓN 30º

Julio

6,58

26.29

ÁNGULO DE INCLINACIÓN 40º

Julio

6,19

27.95

ÁNGULO DE INCLINACIÓN 50º

Julio

5,67

30.51

De los tres posibles valores tomamos la inclinación que nos da la menor corriente de diseño.

Horas sol pico (horas/día)

Corriente de diseño (A)

ÁNGULO DE INCLINACIÓN 30º

6,58

26.29

El ángulo de inclinación de los paneles será de 30º y la corriente de diseño de la instalación fotovoltaica 26.29 A

5.- Calculo de las baterías a colocar.

Teniendo en cuenta que la capacidad de las baterías se rige por la siguiente expresión:

CB=Cd×nº_de_días_de_autonomía/Pf

Siendo Pf profundidad de la batería en tanto por uno generalmente es igual a 0,6, y días de autonomía el nº de días nublados, normalmente se consideran de 5-10 días, previniendo posibles contratiempos climatológicos supondremos 10. Recordemos que Cd=173 (Ah).

CB=173×10÷0,6= 2883.33Ah.

Procederemos al cálculo del nº de baterías a colocar y en base al nº y el precio elegiremos el modelo de batería adecuado, teniendo en cuenta que las capacidades nos vienen dadas:

Nº=CB/Capacidad.

Teniendo en cuenta esto y haciendo los cálculos pertinentes tendremos:

MODELO

CB

Nº NECESITADO

PRECIO TOTAL

7 OPzS

490

5.88!6

1261200 pts

6 OPzS

600

4.80!5

1220000 pts

8 OPzS

800

3.60!4

1134400 pts

En base a esto es obvio que el modelo a elegir será el 8 OpzS. Sus características son:

Modelo

Capacidad

(Ah)

Ancho (mm)

Largo (mm)

Alto (mm)

Tensión nominal

Pesetas

Euros

8 OpzS

800

193

212

791

12

1134400

6817.88

6.- Dimensionado del generador fotovoltaico

Con el correcto dimensionado del generador fotovoltaico, tenemos que suministrar el consumo medio diario. El calculo se realizará de dos formas, uno será a través de la capacidad útil de la bateria sacando más adelante los valores de cc máximo.

Método 1

Capacidad útil de la batería (A)

Horas de sol pico máximo (horas/día)

Días consecutivos estacionales sol mínimos

Reducción estacional de la corriente (A)

800*4=3200

6.58

48

-10.13

Corriente de diseño (A)

Reducción estacional de la corriente (A)

Corriente corregida (A)

26.29

-10.13

16.16

  • CARACTERÍSTICAS DEL MODÚLO FOTOVOLTAICO

  • Marca y Modelo: BP -250

  • Número de celdas: 1 x 36

  • Factor de corrección (FF) = 0,70 ( se supone a falta de datos )

  • Voltaje a STC: 17 V

  • Corriente a STC: 2.94 A

  • Voltaje Voc: 21.20 V

  • Corriente Isc: 3.22 A

STC: Condiciones estándar 25ºC y 1000 W/m2 de irradiancia.

Corriente corregida (A)

Factor de corrección (FF)

Corriente diseño corregida (A)

Corriente nominal del módulo STC (A)

Nº módulos en paralelo

16.16

0,70

23.09

3.22

2

Tensión nominal del sistema (V)

Tensión nominal del módulo STC (V)

Nº módulos en serie

Nº módulos en paralelo

Nº Total de módulos necesarios

12

21

2

2

4

Corriente nominal del módulo STC (A)

Nº de módulos en paralelo

Corriente nominal del generador STC (A)

Isc módulo (A)

Nº de módulos en paralelo

Isc del generador (A)

2.94

2

5.88

3.22

2

6.44

Tensión

nominal del módulo STC (V)

Nº de módulos en serie

Tensión

nominal del generador STC (V)

Voc módulo (V)

Nº de módulos en serie

Voc del generador (V)

17

2

34

21.20

2

42.40

Es decir, según este primer método se necesitarán cuatro módulos de generadores solares, colocados como una matriz 2x2.

Método 2:

Se supone que los módulos tal y como hemos visto están colocados tanto en serie como en paralelo:

Ns = Vtr/Vm, siendo Vm la tensión nominal del módulo.

Si elegimos un modelo intermedio como puede ser el BP - 250 (36 células, 50 w, 825×530×43.5mm, 2.94 A 17 v <ipM VpM>) de módulos fotovoltaicos:

Ns = 12/12=1;es el valor más común para las viviendas pequeñas.

NOTA: el valor nominal de la tensión es igual a 12v ya que es para baterías de 12 v, para atajar las caídas de tensión el módulo proporciona entre 15 y 20 v.

Para calcular el nº de módulos que necesito, necesito saber el HSP en Cuenca, y lo calcularemos en el mes de menos sol que es el mes de Enero:

Suponemos una inclinación de los paneles =latitud de Cuenca=40,42º»40º.

HSP= 2,93

NOTA: HSP es un concepto teórico que indica el número de horas de sol estadísticamente hablando en que la intensidad de radiación es de 1000 w/m2. Se calcula el HSP a partir de los datos estadísticos de Intensidad de radiación ó de irradiancia para una zona geográfica dada sobre un panel inclinado un ángulo ð

Np=Cd/ipM×HSP. !Np=173/2.94×2,93= 20.93!21 módulos en paralelo.

Como se puede observar el nº de módulos es excesivo por lo que es de suponer que no se ha elegido el modelo adecuado.

Para que el nº de módulos en paralelo nos salga menor, ya que el nº de módulos en serie por los datos anteriormente dados siempre va a ser uno, deberemos buscar un modelo tal que la ipM sea mayor; por tanto lo modelos anteriores quedarían excluidos. Por tanto a mayor ipM menor nº de módulos.

Modelo

IpM (A)

Nº necesitado

Precio (pts)

BP-255

2.94

20.08 !21

BP-275

4.45

13.278 !14

BP-585

4.72

12.5 !13

I-159

9,15

6.45 !7

1444030

Para la elección del modelo se tendrá que tener en cuenta tanto el espacio de la casa como el precio a pagar. No se dispone de catálogos de BP; pero se sabe que los BP, son muchísimos más baratos que el módelo I-159

Por tanto atendiendo a la nota de la práctica se intentará que el nº de módulos sea el menor sin fijarnos en el precio; por tanto el modelo elegido será El módelo BP 585. El diseño esquemáticamente sería así:

'Instalación eléctrica'

Si se quiere calcular la energía diaria que pueden captar el campo de paneles fotovoltaicos:

EG = VpM×Ns×IpM×Np×HSP=18×1×5×13×2,93=3428.10 wh.

6.- Regulador de carga

Tras haber realizado el dimensionado del generador fotovoltaico y de las baterías, tenemos que realizar la elección del regulador de carga a conectar paralelo a las baterías y protegerlas contra posibles sobrecargas y descargas excesivas.

Como factor de seguridad en caso de una corriente excesiva por un aumento de irradiancia, se sobredimensiona en un 25 % la corriente de cortocircuito del generador fotovoltaico (Isc).

Características del regulador de carga.

  • Marca: Morningstar

  • Modelo: SunLight-20-24V

  • Tipo: Up transistorizado con presentación de datos en LCD

  • Voltaje nominal : 24 V

  • Corriente nominal: 20 A

  • Compensación por temperatura

  • Voltaje corte sobrecarga/sobredescarga

  • Voltaje rearme carga/sobredescarga

  • Consumo máximo de 9 mA

Luego se necesitará por el método 1, un único regulador. Con el método dos;

Necesitando también un único regulador.

7.- Inversor

Como nuestra instalación está diseñada para cargas en AC de 220 V, tenemos que dimensionar el inversor que vamos a utilizar. Para ello la potencia nominal del inversor debe ser algo superior al potencia total calculada de consumo simultaneo en AC.

Características del inversor

  • Marca: Solener

  • Modelo: 3000/24

  • Potencia nominal 3 kW

  • Tensión nominal entrada: 24 V

  • Rango tensión entrada: 20 - 32V

  • Tensión nominal de salida: 220 / 110 V

  • Variación de la tensión de salida: ± 5%

  • Frecuencia nominal: 50 / 60 Hz

  • Rendimiento con carga entre 85 y 97 %

  • Distorsión armónica con carga resistiva: 3%

  • Sobrecarga admisible: 20% durante 6 minutos, 50% durante 50 segundos, 80% durante 3 segundos.

  • Consumo < 100 mA

  • Funcionamiento en Stand-by regulable hasta 60 W

  • Sistema de gestión de alarmas: alta y baja tensión de la batería, sobrecargas, inversión de polaridad y cortocircuito.

  • Pantalla LCD alfanumérica para la presentación de datos del sistema

Finalmente el esquema de colocación sería de la siguiente forma.

'Instalación eléctrica'

cosð ð ð

Caida máx de tensión 3%

Por toma

Previsto por circuito

C I R C U I TO

U

P

I

Puntos

REBT

I cir

S (P)

Ic

Interruptor

Tubo

S (T)

P max

Log max

U

(V)

(W)

(A)

Fs

Fu

tomas

máx.

(A)

(mm2)

(A)

aut (A)

(mm)

(mm2)

(W)

(m)

(v)

C1

230

200

0,87

0,75

0,5

9

30

3

1,5

10

10

16

1,5

2300

20

1.40

C2

230

3.450

15

0,2

0,25

20

20

15

2,5

16

16

20

2,5

3.680

24

5.14

C3

230

5.400

23

0,5

0,75

1

2

9

6

25

25

25

6

5.750

6.8

1.01

C4

230

3.450

15

0,66

0,75

3

3

8

4

20

20

20

4

4.600

6.8

0.97

C5

230

3.450

15

0,4

0,5

6

6

15

2,5

16

16

20

2,5

3.680

10

2.30