Instalaciones Solares Fotovoltaicas: Características y Calculadora solar para instalación aislada.

Contenido del artículo

• 1. Orientación e Inclinación de los Paneles.
• 2. Radiación, Irradiancia e Irradiación.
• 3. Distancia mínima entre filas de Paneles.
• 4. Temperatura óptima de funcionamiento de los Paneles
• 5. Tipos de Instalaciones.
• 6. Obligaciones del Promotor en materia de Prevención de Riesgos Laborales.
• 7. Cálculo de Instalaciones Solares Fotovoltaicas Aisladas.

"Cada acción de nuestras vidas toca alguna cuerda que vibrará en la eternidad."
── Edwin Hubbel Chapin (1814–1880).

Energía Solar Fotovoltaica : Orientación e Inclinación de los Generadores

En cada instalación solar fotovoltaica hay que estudiar como orientar los Generadores Fotovoltaicos y cual será su inclinación óptima para su montaje :

ORIENTACIÓN :

En España, al encontrarnos en el Hemisferio Norte, los Generadores o Placas Fotovoltaicas deberán orientarse hacia el Sur Geográfico. Por tanto el ángulo de acimut (α) debe ser de 0º, los valores positivos del acimut se orientan hacia el Oeste y los negativos se orientaran hacia el Este. Según algunos estudios, una desviación de ± 15º respecto a la orientación óptima disminuye muy poco la radiación solar captada.

Debido a que en España la Declinación Magnética, diferencia entre el sur geográfico y el sur magnético, varía entre 0,5º y el 3º podemos despreciarla a efectos de cálculos.

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:
👉 blog.dissenyproducte@gmail.com Gracias

Muchas cosas han ocurrido desde 1985 ...

Muchas cosas han ocurrido desde que en 1985 empecé mis estudios. Inicialmente formado como Graduado en Artes Aplicadas, especialidad Decoración ( Diseño de Interiores ) en la Escuela de Artes Aplicadas y Oficios Artísticos de Valencia ( Actualmente EASD, Escuela de Arte y Superior de Diseñó de Valencia ), pronto me interesé por el mundo de la industria.

A veces olvidamos que el tiempo no se detiene. Como dijo Aristóteles :
❝ Nunca serás demasiado viejo para ponerte un nuevo reto o soñar algo nuevo ❞.

En la vida tomamos buenas y malas decisiones, emprendemos caminos o tomamos atajos en función de nuestras propias circunstancias personales en cada momento. En ese proceso muchas veces dejamos de lado nuestros sueños o proyectos.

Seguramente lo que estudié hace más de 30 años esté obsoleto, por eso desde ese momento no he dejado de reciclarme, aprender, reaprender y obtener nuevas cualificaciones profesionales. Decía Abraham Lincoln ... ❝ Si dispusiera de 8 horas para cortar un árbol, emplearía 6 en afilar el hacha ❞.

El ❝ Lifelong Learning ❞ consiste en seguir aprendiendo durante toda la vida, ajustando los conocimientos y habilidades a las necesidades y demandas del mercado actual en cada momento.

Empecé a realizar mis primero dibujos técnicos con el tiralíneas, pasé a los Rotring's y posteriormente a los rotuladores calibrados. Las herramientas básicas eran la escuadra, el cartabón, las plantillas rígidas de curvas, el escalímetro y en ocasiones el paralex.

Aún recuerdo mis primeros proyectos en papel vegetal, y el olor a amoníaco que desprendían las copias en papel.

Energía Solar Fotovoltaica : Obligaciones del Promotor en materia de Prevención de Riesgos Laborales.

La primera normativa de aplicación a este tipo de trabajos es la Ley 31/1995 de Prevención de Riesgos Laborales, en base a esta Ley posteriormente el Real Decreto 1627/1997 estableció las disposiciones mínimas de seguridad y salud en las obras de Construcción.

Según el Real Decreto 1627/1997 en su artículo 2.1.a se define Obra de Construcción u Obra como : Cualquier obra, pública o privada, en la que se efectúen trabajos de Construcción o Ingeniería Civil cuya relación no exhaustiva figura en el Anexo I.

Esta es mi opinión personal la cual someto a cualquier otra mejor fundamentada …

El Instituto Nacional de Seguridad y Salud en el Trabajo (INSST) a través de su Guía para la Evaluación y Prevención de los Riesgos Relativos a las Obras de Construcción, de carácter no vinculante, tiene por objetivo facilitar la aplicación del Real Decreto 1627/97 proporcionando criterios e información técnica para la evaluación y prevención de los riesgos en el ámbito de las Obras de Construcción.

Pueden ampliar y contrastar la información de este Artículo consultando la Guía Técnica ... Enlace a la Guía

La primera normativa de aplicación a este tipo de trabajos es la Ley 31/1995 de Prevención de Riesgos Laborales, en base a esta Ley posteriormente el Real Decreto 1627/1997 estableció las disposiciones mínimas de seguridad y salud en las obras de Construcción.

Según el Real Decreto 1627/1997 en su artículo 2.1.a se define Obra de Construcción u Obra como : Cualquier obra, pública o privada, en la que se efectúen trabajos de Construcción o Ingeniería Civil cuya relación no exhaustiva figura en el Anexo I.

El Anexo I recoge como obras de Construcción o de Ingeniería Civil : El Montaje y desmontaje de elementos prefabricados, el acondicionamiento o instalaciones, el mantenimiento y los trabajos de pintura y de limpieza entre otras actividades.

Energía Solar Fotovoltaica : Tipos de Instalaciones

INSTALACIONES 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.

INSTALACIONES FOTOVOLTAICAS CONECTADAS A LA RED ELÉCTRICA :

Las instalaciones Solares Fotovoltaicas conectadas a la Red Eléctrica son aquellas en las que se vende toda la producción a las Compañías Eléctricas y se inyecta a la Red Eléctrica. La generación de Electricidad de estas instalaciones coincide con las horas de más demanda, ya que es durante el día cuando los Generadores Fotovoltaicos o Placas Solares reciben más Radiación Solar.

Los Inversores utilizados en este tipo de instalaciones deben garantizar que no se produzcan perturbaciones a la Red Eléctrica durante la Inyección de la Electridad generada.

Energía Solar Fotovoltaica : Temperatura óptima de funcionamiento de los Paneles Fotovoltaicos

☀🌡️ La temperatura óptima de funcionamiento de los paneles solares se encuentra entre los 20 y los 25 Grados Celsius. Si superamos las temperaturas antes mencionadas el rendimiento de las placas solares empieza a disminuir, esta disminución vendrá detallada en la ficha del Fabricante del Panel Solar.

💊 Los datos que facilitan los fabricantes están sacados de sus mediciones realizadas en condiciones de medición estándar (STC)

✔ 1000 W/m² de Irradiación

✔ 25º C de Temperatura de la Célula

✔ 1,5 AM de Distribución Espectral

✅ Para calcular las condiciones reales de operación debemos consultar en la ficha del fabricante las siguientes características técnicas.

✔ TONC. Temperatura de Operación de la Célula. Se trata de la temperatura real de las células solares una vez instaladas.

✔ Coeficiente de Temperatura de Potencia. Es el % de pérdida de potencia por cada grado que supere los 25º C. Normalmente suele estar entre -0,43 y -0,47 % ºC

✔ Coeficiente de Temperatura de Voc. Es el % de pérdida de tensión de circuito abierto por cada grado que supere los 25º C. Normalmente suele estar entre -0,33 y -0,34 % ºC

✔ Coeficiente de Temperatura de Vmp. Es el % de pérdida de tensión de máxima potencia por cada grado que supere los 25º C. Normalmente suele estar entre -0,36 y -0,39 % ºC

✅ La Temperatura de trabajo de la célula depende de la temperatura ambiente y de la irradiación, pudiéndose obtener con la siguiente fórmula :

☀🌡️ Tc = Ta + G. ( TONC -20 ) / 800

Tc = Temperatura de trabajo de la célula, en ºC

Ta = Temperatura ambiente, en ºC

G = Irradiancia, en W/m².

TONC = Temperatura de operación nominal de la célula, en ºC

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Energía Solar Fotovoltaica : Distancia mínima entre filas de Generadores

CALCULO DISTANCIA MÍNIMA

Los propios Generadores o Placas Solares pueden arrojar sombras sobre otros situados en otras filas o disposiciones. En esta aplicación web que he preparado podemos calcular la distancia mínima (d) o (d’) que debe existir entre dos filas, en función de los datos que tengamos disponibles para ello.

Las sombras sobre los Generadores o Paneles Solares tienen como resultado una disminución de la Intensidad de Corriente que generan, pudiendo llegar en algunos casos a anular su funcionamiento.

⚠️ Compruebe los resultados. Si observa algún error, le agradecería que me lo comunicara para poderlo subsanar : 👉 blog.dissenyproducte@gmail.com Gracias

Energía Solar Fotovoltaica : Radiación, Irradiancia e Irradiación

El sol es fuente de energía constante, gratuita y renovable. Parte de esta energía llega en forma de radiación electromagnética a la capa exterior de la atmósfera, y lo hace con una Irradiancia aproximada de 1367 W/m² ( Constante Solar ).

LA RADIACIÓN SOLAR :

Es la energía generada por el Sol, a través de reacciones nucleares de fusión, que alcanza la atmósfera terrestre en forma de radiación electromagnética. La Radiación Solar que recibe un Generador o Placa Solar es el resultado de la suma de las distintas Radiaciones existentes, pudiendo variar durante el día o la noche debido a las condiciones existentes en cada momento :

RADIACIÓN DIRECTA : Es la que incide directamente desde el Sol y puede disminuir debido a las nubes. Como veremos en próximos artículos puede producir sombras sobre Generadores o Placas Solares, deberemos estudiarlas para eleminarlas o en su defecto minimizar su aparición.

RADIACIÓN DIFUSA : Es la que se produce debido a la dispersión de los rayos cuando atraviesan la atmósfera. En días nublados puede llegar a valores superiores al 50 %

RADIACIÓN DE ALBEDO O REFLEJADA : Es la producida por la reflexión de la Radiación Solar en los diferentes objetos existentes en la corteza terrestre, su nivel dependerá de la capacidad de los objetos para reflejar la radiación.

Energía Solar Fotovoltaica : Orientación e Inclinación de los Generadores

En cada instalación solar fotovoltaica hay que estudiar como orientar los Generadores Fotovoltaicos y cual será su inclinación óptima para su montaje :

ORIENTACIÓN :

En España, al encontrarnos en el Hemisferio Norte, los Generadores o Placas Fotovoltaicas deberán orientarse hacia el Sur Geográfico. Por tanto el ángulo de acimut (α) debe ser de 0º, los valores positivos del acimut se orientan hacia el Oeste y los negativos se orientaran hacia el Este. Según algunos estudios, una desviación de ± 15º respecto a la orientación óptima disminuye muy poco la radiación solar captada.

Debido a que en España la Declinación Magnética, diferencia entre el sur geográfico y el sur magnético, varía entre 0,5º y el 3º podemos despreciarla a efectos de cálculos.

INCLINACIÓN :

La Radiación solar que reciben los Generadores o Placas Solares depende del ángulo que estos tengan respecto a la perpendicular de los rayos del Sol que inciden sobre ellos. Un dato muy importante a tener en cuenta para calcular la inclinación idónea es la Latitud (ɸ), esta mide el ángulo que existe entre un lugar del mundo y el Ecuador ( Medido sobre el Meridiano que pasa por el lugar ). Cuanto más al Norte de España nos encontremos, mayor será su latitud y por lo tanto los Generadores o Placas Solares deberán tener más inclinación.

Un dato importante a tener en cuenta también es que el ángulo de incidencia del Sol varía a lo largo del año. Llegado a este punto, debemos diferenciar entre Instalaciones Solares Fotovoltaicas conectadas a la Red e Instalaciones Solares Fotovoltaicas Aisladas.