Ejercicio 4: Cálculo completo de una instalación fotovoltaica
Se desea calcular y dibujar el esquema de una instalación situada en una vivienda rural de Albacete, de uso anual. La inclinación de los paneles es de 45° y tomaremos el valor de irradiación para el peor mes, que es en Diciembre, de 3.680 Wh/m2. Se escogen 7 días de autonomía para prever una semana de días nublados. La instalación de CC funciona a 12 V. Los receptores, de 230 V, son los siguientes:
– Frigorífico de 80 W, durante 3 horas, en la cocina
– Lavadora de 400 W, durante 1 hora y media en la cocina
– Televisor de 70 W, durante 3 horas, en el salón
– 4 lámparas de 10 W durante 4 horas, en el salón
– 1 lámpara de 15 W durante 2 horas, en la cocina
– 3 lámpara de 15 W durante 1 hora, para el exterior
– 6 lámparas de 13 W durante 1 hora, en los dormitorios
– 5 lámparas de 15 W durante media hora, para el pasillo y cuarto de baño
– Otros equipos de unos 450 W durante 1 hora
Los reguladores son sin conexión de carga. Las baterías de tipo monoblock. Para la instalación se elegirá, según el criterio más económico, entre los siguientes equipos:
| Panel | VM | PM | Isc | η | Precio |
|---|---|---|---|---|---|
| Panel1 | 16 V | 90 W | 5,72 A | 90% | 584 € |
| Panel2 | 16 V | 120 W | 8,57 A | 90% | 765 € |
| Inversor | Tensión | Potencia | η | Precio (€) |
|---|---|---|---|---|
| Inversor1 | 12 VCC/230 VCA | 1.000 W | 85% | 725,35 |
| Inversor2 | 24 VCC/230 VCA | 1.500 W | 85% | 1.348,59 |
| Batería | C100 (Ah) | Precio (€) |
|---|---|---|
| Batería1 | 550 | 345,80 |
| Batería2 | 650 | 386,20 |
| Regulador | Tensión máx | Corriente máx | Precio (€) |
|---|---|---|---|
| Regulador1 | 12/24V | 75 A | 1.730,60 |
| Regulador2 | 12/24V | 150 A | 2.345,80 |
CONSUMO
Obtendremos la energía máxima diaria Emáxdiaria en Ahd a la que aplicaremos el coeficiente de pérdidas KT de la instalación para obtener la energía máxima diaria Emáx.
La energía consumida en 1 día en la instalación será:
El coeficiente de pérdidas KT por defecto en una instalación con inversor es:
La energía máxima diaria Emáx, teniendo en cuenta las posibles pérdidas es:
PANELES
La irradiación G (45) para Diciembre es 3.680 Wh/m2. Le corresponde HPS = 3,68 horas.
Para los 2 paneles calculamos la corriente máxima IM, la energía de un único panel EPANEL y el número de paneles necesarios a conectar en paralelo:
Se necesitarán 14 paneles en paralelo del modelo panel2 por ser más económicos.
Y el número de paneles a conectar en serie será:
Se instalarán 14 paneles en paralelo del modelo panel2.
REGULADORES
La corriente de cortocircuito Isc del modelo panel 2 es de 8,57 A. Entonces, la corriente que debe soportar el regulador o los reguladores (IREGULADORES) será:
Ahora hay que calcular el número de reguladores para cada modelo:
Se instalará 1 regulador del modelo regulador2.
BATERÍAS
La capacidad del banco de baterías de la instalación deberá cumplir:
(Por defecto Pd = 0,6)
Ahora hay que calcular el número de baterías en paralelo para cada modelo:
Se necesitarán 7 baterías en paralelo del modelo batería2 por ser más económicas.
Y el número de baterías a conectar en serie será:
El banco de baterías constará de 7 baterías del modelo batería2 en paralelo.
INVERSOR
La potencia nominal del inversor siempre deberá ser mayor o igual a la potencia de la instalación receptora:
Se instalará el inversor del modelo inversor2 de potencia 1.500 W.
ESQUEMA
