Datos necesarios para dimensionar un sistema

Tensión nominal del sistema
    Se refiere a la tensión típica con que operan las cargas a conectar. Se deberá, además , distinguir si dicha tensión es alterna o continua.

Potencia requerida por la carga

    La potencia que cada carga demanda es un dato esencial.
Los equipos de comunicaciones requieren potencias importantes cuando funcionan en transmisión y esto, muchas veces ocurre solo durante algunos minutos por día.
    Durante el resto del tiempo requieren una pequeña potencia de mantenimiento . Esta diferenciación debe ser tenida en cuenta en el diseño del sistema.

Horas de utilización de las cargas

    Conjuntamente con la potencia requerida por la carga deberá deberá especificarse las horas diarias de utilización de dicha potencia.
Multiplicando potencia por horas de utilización, se obtendrán los watts hora requeridos por la carga al cabo de un día.

Localización geográfica del sistema (Latitud , Longitud y la altura sobre el nivel del mar del sitio de la instalación)

    Estos datos son necesarios para determinar el ángulo de inclinación adecuado para el modulo fotovoltaico y el nivel de radiación (promedio mensual) del lugar.


Autonomía prevista

    Esto se refiere a los días en que se prevé que disminuirá o no habrá generación y que deberán ser tenidos en cuenta en el dimensionamiento de las baterías. Para sistemas rurales domésticos se toman entre 3 y 5 días y para sistemas de comunicaciones remotos entre 7 y 10 días de autonomía.


    Se indica a continuación una planilla de calculo con ayuda de la cual se determinaran los Watts/hora diarios (Wh/día) de todas las cargas de corriente continua y alterna que se pretendan alimentar.

a) Cargas en corriente continua

b) Cargas en corriente alterna

1) Identificar cada carga de corriente continua, su consumo en Watts y la cantidad de horas por día que opera. En el ejemplo se han considerado lámparas de bajo consumo de 7 y 9 W. que con su balasto consumen 8,5 y 10 W. respectivamente. También un equipo de transmisión tipo banda ciudadana donde se ha identificado su consumo en transmisión y en escucha.

2) Multiplicar la columna (A) por la (B) para obtener los Watts hora / día de consumo de cada aparato (columna [A xB]).

3) Sumar los Watts hora/día de cada aparato para obtener los Watts hora/día totales de las cargas en corriente continua (Subtotal 1).

4) Proceder de igual forma con las cargas en corriente alterna con el agregado de un 15% de energía adicional para tener en cuenta el rendimiento del inversor (Subtotal 2 ).
Para poder elegir el inversor adecuado, se deberá tener en claro cuales son los niveles de tensión que se manejaran tanto del lado de corriente alterna como de continua. por ejemplo, si en una vivienda rural se instala un generador solar en 12 Vcc. y se desea alimentar un televisor color que funciona en 220 Vca y que consume 60W, el inversor será de 12 Vcc a 220 Vca y manejara como mínimo 60 W. Si existieran otras cargas de corriente alterna se deberán sumar todas aquellas que se deseen alimentar en forma simultanea. El resultado de dicha suma, mas un margen de seguridad de un 10%, aproximadamente, determinara la potencia del inversor.

5) Obtener la demanda total de energía. Subtotal 1 + Subtotal 2.


Calculo del numero de módulos necesarios

Método Simplificado

Es necesaria la utilización de una tabla con los datos meteorológicos de la localidad donde será
instalado el equipamiento esto es necesario para el dimensionamiento del mismo. se deben saber 
los niveles de radiación solar típicos de la región . Como ya se ha visto , la capacidad de 
generación de los módulos varia con la radiación.


Para realizar un calculo aproximado de la cantidad de módulos necesarios para una instalación 
se puede proceder de la siguiente forma:

1)Calcular en base a la planilla de dimensionamiento la demanda total de energía de la 
instalación (Subtotal1 + Subtotal 2)

2)Determinar en que zona se realizara la instalación.

3)Los valores de radiación deben calcularse para que en invierno abastezcan adecuadamente el 
consumo para ello deberán restarse a los valores promedios de radiación el porcentaje que se 
indica en la tabla 1.
Para mostrarlo con un ejemplo se supone que la demanda total es la que surge del ejemplo 
anterior, es decir 231,5 Wh/día y que el lugar de instalaciones es el sur de la provincia de 
Córdoba (Zona D).


 

 


EL FRENTE DE LOS MÓDULOS DEL GENERADOR DEBE MIRAR AL NORTE GEOGRÁFICO (POSICIÓN DEL SOL AL 
MEDIODÍA).
EL PLANO DE LOS MÓDULOS DEBE INSTALARSE INCLINADO, FORMANDO CON EL PLANO HORIZONTAL, EL ANGULO 
INDICADO EN LA TABLA. 

Cálculo del banco de baterías

La capacidad del banco de baterías se obtiene utilizando la siguiente fórmula:

Cap.= 1,66 x Dtot x Aut.

Donde:

1,66: factor de corrección de batería que tiene en cuenta la profundidad de descarga admitida, el envejecimiento y un factor de temperatura.

Dtot: Demanda total de energía de la instalación en Ah/día.
Esto se obtiene dividiendo los Wh/día totales que surgen de la planilla de dimensionamiento por la tensión del sistema.

Aut: Días de autonomía según lo visto en el ítem Autonomía prevista.

Para el ejemplo que hemos tomado será :

Cap. Bat. =1,66 x (( 231,5 Wh/día / 12 Volts ) x 5 días) = 160 Ah

Se tomara el valor normalizado inmediatamente superior al que resulte de este calculo y se armaran las combinaciones serie-paralelo que resulten adecuadas para cada caso.