Sistemas Solares Fotovoltaicos

Sistemas Solares Fotovoltaicos.

Master en Energía.

María Jose Torres.

TEMA 1. EJERCICIO 15.

        El Banco Interamericano de Desarrollo ha puesto en marcha una licitación internacional para el suministro de sistemas fotovoltaicos de electrificación rural en determinados municipios del Altiplano Boliviano, situados en una latitud 15ºS. Esta licitación incluye tres sistemas diferenciados:

 • Sistemas domiciliares: cuyo consumo consta de 2 lámparas fluorescentes de 15 W cada una y una radio de 50 W. Se estima que el uso de las lámparas es de 6 horas diarias, y el de la radio de 1 hora diaria. La tensión nominal del sistema es de 12 V

. • Sistemas comunales: cuyo consumo consta de 5 lámparas fluorescentes de 15 W cada una, una radio de 50 W y una televisión B-N (DC) de 300 W. La iluminación está activa durante 4 horas al día, y la radio y la televisión durante 2 h al día. La tensión nominal del sistema es de 24 V.

• Postas de salud: cuyo consumo consta de 6 lámparas de 15 W, y una nevera para vacunas con un consumo diario de 300 Wh. La iluminación se emplea durante 6 h al día. La tensión del sistema es de 24 V.

 Según el pliego, el generador fotovoltaico debe estar inclinado 15º. Elija los valores adecuados de CA y CS para cada tipología, y dimensione el generador fotovoltaico y sistema de acumulación, empleando el módulo KC65T y la gama Power Safe OPzS. Al dimensionar, especifique que configuración eléctrica de generador y sistema de acumulación es necesario utilizar en cada tipología. Para poder emplear los datos recogidos en la ficha técnica de la batería, puede suponer que la capacidad en 100 h es aproximadamente 1.35 veces la capacidad en 10 h. La máxima profundidad de descarga debe ser del 70%. Para ajustar el consumo, considere que la eficiencia del conversor es del 95%, de la batería del 85% y que las pérdidas del cableado son inferiores al 2%. Según los datos de la NASA-SSE recogidos en el pliego de licitación, las medias diarias en cómputo mensual de radiación global diaria incidente en un plano inclinado 15º son (en PSH):

[pic 1] 

Determinación de Consumos:

Sistemas domiciliares:

[pic 2]

La tensión del sistema es de 12 V.

Sistemas comunales:

[pic 3]

La tensión del sistema es de 24 V.

Postas de salud:

[pic 4]

La tensión del sistema es de 24 V.

Dimensionamiento del sistema

        Para dimensionar el sistema nos basaremos en los datos del mes donde tendremos menor producción, es decir, donde las horas solares pico son menores, el cual corresponde al mes de mayo con 4.65 PSH, además, como no nos indican, y por su ubicación geográfica cercana al ecuador, asumimos que estos consumos son constantes a lo largo del año, ya que a estas latitudes no se presentan cambios drásticos en las condiciones climáticas.

Ahora procederemos a calcular el numero de paneles y baterías necesarios para cada uno de los sistemas.

Sistemas domiciliares:

Elección del generador.

 Sabemos que

[pic 5]

Por tratarse de un escenario de consumo estándar emplearemos un [pic 6]

Dado a que las perdidas debido al conversor son del 95%, de la batería del 85% y que las pérdidas del cableado son inferiores al 2%, emplearemos un performance ratio del 0.75.

Así obtendremos

[pic 7]

Dado a que Emplearemos módulos del tipo KC65T los cuales presentan una potencia máxima de 65W, por tanto, será necesario instalar 2 paneles en paralelo.

Ahora procederemos al dimensionado del sistema de almacenamiento.

[pic 8]

Consideramos que 5 días de autonomía para el sistema son más que suficiente, además nos indican que la profundidad máxima de descarga de las baterías es del 70% y consideramos las perdidas por los diferentes componentes del circuito, así

[pic 9]

[pic 10]

Por tanto emplearemos 6 celdas del tipo 3OPzS150 Conectadas en serie  2v.[pic 11]

Sistemas comunales:

Elección del generador.

 Sabemos que

[pic 12]

Igual que en el caso anterior por tratarse de un escenario de consumo estándar emplearemos un [pic 13]

...