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SISTEMA SOLAR FOTOVOLTAICO Y SU TAMAÑO : ¿ Que sistema necesita ?

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En este artículo trataremos de explicar cómo calcular el TAMAÑO DE UN SISTEMA FOTOVOLTAICO.

¿Está pensando en comprar un panel solar para su techo?

Entendamos lo que significa “Central eléctrica fotovoltaica en el techo, o sistema fotovoltaico en el techoa”, es un sistema fotovoltaico que tiene sus paneles solares generadores de electricidad instalados en el techo de un edificio o estructura residencial o comercial. 
Uno de los primeros pasos cruciales a considerar es el dimensionamiento solar.

TAMAÑO DE UN SISTEMA FOTOVOLTAICO

Hacer un dimensionamiento adecuado para saber el tamaño de un  sistema fotovoltaico  le ayudará a responder preguntas como:

  • ¿Cuál debería ser la capacidad del sistema PV solar?
  • ¿Qué tamaño de panel solar comprar?
  • ¿Cuánto debe ser el tamaño del Inversor / Batería?

No hacer un dimensionamiento Solar PV adecuado puede dar como resultado que no se instale el tipo correcto de sistema Solar PV.

En este artículo, observamos todos los elementos críticos al dimensionar un sistema Solar PV.

¿Interesado en saber más?

Vamos a sumergirnos

¿Cuáles son los Componentes del sistema solar fotovoltaico?

Para dimensionar el sistema solar fotovoltaico, debemos entender los diferentes componentes de un sistema solar fotovoltaico.

Los diferentes componentes del sistema Solar PV son:

  • PanelesPV solar
  • Inversores solares
  • Carga
  • Controladores de carga
  • Baterías

Módulo FV Solar (Paneles Solares):

Los paneles solares contienen células solares que convierten la luz solar incidente en corriente continua (CC).

Para lograr el voltaje y la corriente requeridos, agrupe los paneles en un sistema más grande (matriz FV). Conecte los módulos fotovoltaicos en serie o en paralelo para proporcionar el voltaje o corriente deseados.

Controlador de carga solar:

Controla el voltaje de salida y la corriente de los paneles solares a la batería. Ayuda a prevenir la sobrecarga y la descarga de corriente.

Inversor solar:

Convierte la salida de CC de los paneles solares a CA utilizable (corriente alterna).

Baterías:

TAMAÑO DE UN SISTEMA FOTOVOLTAICO:baterias

Estos almacenan la energía generada por el Solar que está en forma de corriente continua (DC).

Carga :

Estos son los dispositivos que utilizan la energía generada a partir de la energía solar fotovoltaica o cuadrícula.

Eficiencia energética

Antes de realizar el dimensionamiento solar, considere formas de incorporar eficiencia en el sistema. Aporte eficiencia aplicando medidas de eficiencia energética. Esto reduce la salida de energía solar del sistema Solar PV.

Algunas de las medidas para implementar más eficiencia en los sistemas son:

  • Usa dispositivos / dispositivos eficientes
  • Busque maneras de usar los recursos naturales como la luz solar, el viento, etc. Esto reduce la dependencia de los 
    combustibles fósiles . También reduce los costos de energía.

Dimensionamiento del sistema solar fotovoltaico

TAMAÑO DE UN SISTEMA FOTOVOLTAICO

1) Tamaño de carga del panel solar

Determine las demandas de consumo de energía

Calcule el total de vatios horas por día :





Esto se calcula midiendo el promedio de vatios-hora consumidos por diferentes aparatos por día.A continuación, calcule el total de vatios hora por día que generarán los módulos solares  :Multiplique las horas de vatios totales por día por 1.3 (la energía perdida en el sistema). Esto le da la potencia total que necesita ser suministrada por los paneles solares.

2) dimensionamiento de la matriz solar fotovoltaica

Diferentes tamaños de módulos fotovoltaicos producirán diferentes cantidades de potencia.

El tamaño de un panel solar fotovoltaico

En el paso anterior, calculamos las horas totales de vatios que generarán los módulos solares por día. 

Ahora calcule el promedio diario de horas pico de sol en su ubicación. Divida la producción total que entregará el sistema Solar PV por las horas pico de sol diarias. 

Esto le da un tamaño de matriz aproximado en KWh. Divida este valor por el factor de eficiencia de los paneles solares para obtener la potencia de salida de los paneles solares.

Para calcular la cantidad de paneles necesarios : divida las horas de vatios totales que generará la potencia nominal de los módulos fotovoltaicos. Esto proporciona la cantidad de módulos fotovoltaicos necesarios.

3) Tamaño del inversor solar

Solar Inverter convierte la salida de CC de los paneles solares en energía ac utilizable. Por lo tanto, dimensionar el Inversor Solar es importante para que la conversión ocurra correctamente.

El inversor está clasificado en vatios. La clasificación del vatio del inversor debe ser igual o superior a la clasificación de watts de los sistemas solares fotovoltaicos.

En el caso de dispositivos como motores, el tamaño del inversor debe ser un mínimo de 3 veces la capacidad de esos dispositivos. Esto es para manejar la corriente de sobretensión durante el arranque de ese tipo de aparatos.

Para el sistema vinculado a la red, la clasificación de entrada debe ser igual a la clasificación de la matriz PV para permitir una operación segura y eficiente.

4) Tamaño del controlador de carga solar

El controlador de carga solar está calificado con capacidades de amperios y voltios.

Elija un controlador de carga solar para que coincida con el voltaje de la matriz PV y las baterías. Asegúrese de que el controlador de carga solar tenga la capacidad de manejar la corriente suministrada por el sistema Solar PV.

5) Tamaño de la batería

No se necesita una batería en el caso del sistema Solar On-grid . Es necesario en el caso de un sistema Solar aislado o un sistema híbrido solar (una combinación de Solar On-grid o Solar Off-grid).

Elija una batería con una capacidad igual o superior a la de los paneles solares.

La capacidad de la batería se mide en amperios por hora. Descubra las horas de vatios al multiplicar las horas amperios y el voltaje de la batería.

Ej: Para una batería de 40AH, 10V, la cifra de Watt Hours es 40 (X) x 10 (Y) = 400 WH (Z)

Esto significa que la batería debe suministrar 400 vatios por 1 hora o 200 vatios por 2 horas, es decir, mientras más energía 
consuma más rápido la batería se descargará.

Sin embargo, uno no puede quitar toda la potencia de la batería. Esto se debe a que una vez que la tensión cae por debajo de la del equipo que suministra, no podrá alimentarlo.

Vamos a ver un ejemplo práctico 

Si bien su presupuesto puede determinar qué tan grande será su sistema  fotovoltaico, es probable que tenga un objetivo de producción de kWh que le gustaría cumplir. 

¿Que conviene aislado o conectado al sistema ?

La mayoría de la gente quiere tener un sistema fotovoltaico conectado a la red diseñado para compensar la mayor parte o la totalidad de su consumo anual de electricidad. 

¿Debo reducir el consumo de electricidad ?

El primer paso para la cambiarse a la energía solar no es dimensionar el sistema fotovoltaico, sino reducir su consumo de electricidad a través de medidas de conservación y eficiencia. 

Una vez que se hayan implementado estas medidas, estará listo para dimensionar un sistema fotovoltaico para compensar el uso de energía restante.

¿Cómo determino el tamaño del sistema fotovoltaico?

 Para determinar el tamaño  de un sistema fotovoltaico  que necesita, deberá conocer el promedio diario de horas pico de sol para su ubicación. 

Una vez que haya determinado su objetivo anual de producción de kWh y el valor máximo de la hora del sol, utilice un factor de eficiencia general del sistema para calcular el tamaño de la matriz PV requerida.

Digamos que tenemos un hogar que después de implementar estrategias de eficiencia energética, esta casa consume un promedio de 300 kWh por mes. 

Sin embargo, también nos gustaría utilizar un automóvil eléctrico, que utilizará un estimado de 250 kWh por mes para la carga. 

Ahora tenemos un estimado anual de consumo de energía de 6.600 kWh por año.

 Utilizando datos solares para esta ciudad, suministrados por el Laboratorio Nacional de Energía Renovable), encontrará el promedio de horas pico de sol por día para una serie orientada al sur, montada con una inclinación igual a la latitud (en este caso , 40 °) es 5.5. 

Usemos un factor de eficiencia del sistema promedio general del 72% (ver a continuación).

Para calcular el tamaño del sistema fotovoltaico  necesaria para cumplir con nuestro consumo anual de energía previsto, divida el consumo anual de kWh por 365.

Esto proporciona un consumo diario promedio en kWh. Divida esta cantidad por el promedio diario de horas pico de sol para obtener el tamaño aproximado de la matriz en kW. Ese valor luego se divide por el factor de eficiencia del sistema:

6,600 kWh / año. ÷ 365 días / año. = 18.1 kWh / día

18.1 kWh / día ÷ 5.5 horas-solar / día = 3.3 kW

3.3 kW ÷ 0.72 factor de eficiencia = 4.6 kW sistema

Para compensar el 100% del consumo de electricidad del hogar (y EV) en el transcurso de un año, se necesita un sistema de 4,6 kW. 

El factor de eficiencia 0.72 se basa en las siguientes suposiciones: acceso solar promedio del 95% (factor de reducción del sombreado);





 módulos con tolerancia de producción positiva solamente; eficiencia del inversor del 96%; factor de reducción de la temperatura del módulo de 0,88; Derate de cableado de CC y CA de 0.98 y 0.99; modificador de suciedad del módulo = 0,95; desajuste del módulo derate = 0.98; disponibilidad del sistema derate = 0.99:0.95 × 0.96 × 0.88 × 0.98 × 0.99 × 0.95 × 0.98 × 0.99 = 0.72 

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