Aplicación Web : Cálculo de Instalaciones Solares Fotovoltaicas Aisladas

Cálculo Básico de Instalaciones Solares
Fotovoltaicas Aisladas

Las instalaciones Solares Fotovoltaicas Aisladas son aquellas que pueden generar Electricidad sin la necesidad de estar conectadas a la Red Eléctrica. Son de gran utilidad en lugares donde no se tiene acceso a la Red Eléctrica. Para asegurar el suministro cuando los Generadores Fotovoltaicos o Placas Solares no se encuentren generando electricidad, o esta disminuya debido a la Metereología adversa, deberemos instalar baterías de acumulación. Las baterías de acumulación nos garantizarán, durante el periodo de autonomía calculado, el suministro de Electricidad. La principal función de las baterías de acumulación es almacenar la energía sobrante, que no consumimos durante el periodo en que los Generadores Fotovoltaicos o Placas Solares reciben Radiación Solar y generan electricidad.

Las baterías de acumulación almacenan y suministran Electricidad debido a las diferentes reacciones químicas que tiene lugar en el interior de las mismas.

En los Sistemas Híbridos se introduce la posibilidad de incluir también la conexión de un Generador Diésel o Eólico, para que en caso de agotar las batería durante el periodo de autonomía calculado, podamos disponer de Electricidad. Los Generadores Diésel o Eólicos también se pueden utilizar en caso de puntas de consumo, o en caso que los Generadores Fotovoltaicos no reciban la suficiente Radiación Solar.

Las instalaciones Solares Fotovoltaicas para Autoconsumo son aquellas en las que se consume la Electricidad generada a través de los Generadores Fotovoltaicos o Placas Solares, y se utiliza la Red Eléctrica para inyectar los excedentes o para consumir Electricidad en caso de que la Generación propia no sea suficiente.

También podemos optar por no inyectar Electricidad a la Red y almacenar los excedentes de la Instalación Fotovoltaica en nuestras propias Baterías de Acumulación, en este caso solo utilizaríamos la Red Eléctrica para momentos puntuales o puntas de consumo. Otra opción sería inyectar a la Red Eléctrica solo cuando nuestros consumos estén garantizados y contemos con las baterías de acumulación 100% cargadas.

⚠️ Esta Aplicación se encuentra en continuo desarrollo, compruebe los resultados. Si observa algún error, le agradecería que me lo comunicara para poderlo subsanar:
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Pérdidas

Factor pérdidas Baterías Regulador

Factor de pérdidas del Inversor

Factor de pérdidas Varias

Coef. autodescarga baterías

Número de días de Autonomía

Prof. descarga Baterías ( P_d )

Consumos diarios

Consumo C.C.

Wh/día

Consumo diario de C.C.

Para calcular el Consumo de los Electrodomésticos o Dispositivos de Corriente Contínua aplicaremos la siguiente fórmula, y luego sumaremos todos los resultados :
C_d = P . t
C_dt = C_d1 + C_d2 + ...

C_d = Consumo Diario del dispositivo ( Wh/dia )
P = Potencia ( W )
t = Tiempo de Uso ( h/dia)

C_dt = Consumo Diario de todos los dispositivo ( Wh/dia )

Consumo C.A.

Wh/día

Consumo diario de C.A.

Para calcular el Consumo de los Electrodomésticos o Dispositivos de Corriente Contínua aplicaremos la siguiente fórmula, y luego sumaremos todos los resultados :
C_d = P . t
C_dt = C_d1 + C_d2 + ...

C_d = Consumo Diario del dispositivo ( Wh/dia )
P = Potencia ( W )
t = Tiempo de Uso ( h/dia)

C_dt = Consumo Diario de todos los dispositivo ( Wh/dia )

Cons. sin pérdidas

Wh/día

Rendimiento Global ( R )

Cons. con pérdidas

Wh/día

Paneles Solares, día

Latitud ( ɸ )

Grados

Latitud de la Instalación ( ɸ )

La Latitud es un dato imprescindible para calcular la inclinación óptima y la Irradiación que reciben los Paneles Solares.

Inclinación ( ß )

Grados

Inclinación Óptima de los Paneles Solares ( ß )

INSTALACIONES AISLADAS : En este tipo de Instalaciones se persigue garantizar el suministro teniendo en cuenta las condiciones de uso y los consumos. A nivel orientativo, estas podrían ser las inclinaciones para las diferentes instalaciones aisladas :

Instalación en Vivienda, solamente en Verano :
ß = ɸ – 15º
En Verano la altura del sol es mayor, por ello necesitaremos una menor inclinación.

Instalación en Vivienda, solamente en Invierno :
ß = ɸ + 15º
En Invierno la altura del sol es menor, por ello necesitaremos una mayor inclinación.

Instalación en Vivienda, durante todo el año :
ß = ɸ + 10º
Debemos tener en cuenta la época de menor radiación, en invierno, para garantizar el suministro.

PVGIS

Irradiación ( G _{ß )}

Wh/m².día

Irradiación Solar media Diaria

Es la Energía Solar que recibe una unidad de superficie en un tiempo determinado, y se mide en W.h/m² . Se utiliza la letra G con uno o con dos subíndices. El primer subíndice nos indica el periodo de tiempo que se ha tenido en cuenta : horario (h), diario (d), mensual (m) o anual (a). El segundo subíndice expresa el valor medio mensual (m) o anual (a)

G (ß) : Esta hace referencia a la Irradiación Solar media diaria, en Wh/m². dia , para un ángulo de inclinación ß óptimo.

G_dm (-5, 30) : (G_dm ) Este hace referencia al valor medio mensual de Irradiación global diaria. Correspondiente a un Acimut Este de 5º y una inclinación de paneles de 30º

G_a (5) : Este hace referencia a la Irradiación global anual, Acimut 0º e inclinación de paneles de 5º

Nota: La Irradiación también la podemos encontrar expresada en Julios, en este caso deberemos tener en cuenta que :
3600 kJ = 1 kW.h

H. Solares Pico ( HSP_ß )

HSP_ß

Horas Solares Pico ( HSP_ß )

Se trata de establecer, de forma hipotética, cuantas horas a razón de 1000 W/m² recibirían los Paneles Solares durante el periodo de un día.

Potencia Pico Panel ( P_{P )}

W

Rend. del Panel ( ɳ_{m )}

0 a 1

Rendimiento del Panel

Este valor esta comprendido entre 0 y 1, y tiene en cuenta las pérdidas por falta de limpieza de su superficie, reflexión, tolerancias, etc.

ENERGIA MEDIA ( E_G )

Wh/día

ENERGIA MEDIA POR DIA ( E_G )

Energía media que proporcionarán los Paneles Solares

PANELES NECESARIOS( N_{T )}

Uds.

NÚMERO PANELES NECESARIOS( N_{T )}

Número de Paneles Solares necesarios.

POTENCIA PICO ( P_{PT )}

W

Cálculo de Baterías

Cons. con pérdidas ( E )

Wh/día

Días de Autonomía ( N )

Días

Ah Batería elegida

Ah

V Baterías ( V_CC )

Seleccione Tensión Nominal Batería 12 V (P ≤ 1000 W) 24 V (1000 < P < 2500 W) 48 V (2500 < P < 5000 W) 120 V (P ≥ 500 W)

V

CAP. BATERIAS ( C_Sist )

Ah

Capacidad del sistema de Baterías

Capacidad que deberá tener el conjunto de baterías.

BATERIAS NECESARIAS

Baterías

VOLTAJE BATERÍA

V

Datos de la Instalación

PANEL

V_OC

V

PANEL

I_SC

A

Número de Paneles ( N_T )

Paneles

Nº Paneles SERIE

Paneles

Nº Strings PARALELO

Paneles

POTENCIA PICO INSTALADA

W

INSTALACION

V_OC

V

INSTALACION

I_SC

A

Regulador / Inversor

Sobredimensionamiento

%

P _{CC máx}

W

Potencia máx demandada en CC

Se debe calcular la suma de las Potencias de los dispositivos que tenemos que suministrar en CC, si se considera oportuno se aplicaran Coeficientes de Simultaneidad si se considera que no todos los dispositivos se encontraran conectados a la misma vez.

P _Inv

W

Potencia máx demandada en CA

Se debe calcular la suma de las Potencias de los dispositivos que tenemos que suministrar en CA, si se considera oportuno se aplicaran Coeficientes de Simultaneidad si se considera que no todos los dispositivos se encontraran conectados a la misma vez.

Rend. Inversor ( ɳ _Inv )

%

Intensidad I_SC

A

Intensidad de Cortocircuito

Intensidad máxima de Cortocircuito de la Instalación, incluyendo el sobredimensionamiento.

Intensidad Máx.

A

Intensidad máxima

Intensidad máxima que puede enviar el Regulador hacia los consumos, incluyendo el sobredimensionamiento.

Potencia Inversor

W

Resumen

Dato	Valor	Unidad
Latitud		Grados
Inclinación		Grados
Potencia Pico Panel		W
Capacidad Baterías		Ah
Nº Baterías		Ud.
Voltaje Baterías		V
Paneles Serie		Ud.
Paneles Paralelo		Ud.
Potencia Pico Inst.		W
Intensidad ISC		A
Intensidad Máx.		A
Potencia Inversor		W

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Autor : Jose Ribas CONTACTAR

Decorador Graduado Diseñador, 3D Generalista, Desarrollador Web, Soldador, Instalador de Baja Tensión y Solar Fotovoltaica, Técnico en Prevención de Riesgos Laborales y Formador

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