Equipo de Energía Solar Fotovoltaica EESFB

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1 Equipo de Energía Solar Fotovoltaica EESFB Equipamiento Didáctico Técnico Productos Gama de productos Equipos 5.-Energía Consola electrónica DIAGRAMA DEL PROCESO Y DISPOSICIÓN DE LOS ELEMENTOS DEL EQUIPO Worlddidac Member ISO 9000: Gestión de Calidad (para Diseño, Fabricación, Comercialización y Servicio postventa) Certificado Unión Europea (seguridad total) Página 1 Certificados ISO y Esquema de Ecogestión y Ecoauditoría (gestión medioambiental) Certificado Worlddidac Quality Charter (Miembro de Worlddidac)

2 INTRODUCCIÓN El sol nos proporciona un amplio espectro de energía solar. A excepción de la luz solar que vemos a diario, el resto de la energía solar es invisible. Otras partes del espectro consisten en haces cósmicos, rayos gamma, rayos X, rayos ultravioleta, rayos infrarrojos, ondas de radio y calor. La radiación solar es una forma de energía que puede transformarse en otros tipos de energía útil: eléctrica, calorífica, etc. Los sistemas que se encargan de esta transformación pertenecen al grupo de nuevas tecnologías limpias, que no dañan el medio ambiente. La conversión directa de la energía solar en energía eléctrica se conoce como efecto fotovoltaico. DESCRIPCIÓN GENERAL El Equipo de Energía Solar Fotovoltaica (EESFB) incluye el equipamiento que utiliza la ley de la foto-conversión, que convierte directamente la radiación solar en electricidad. La energía absorbida se proporciona mediante radiación solar simulada, que en nuestro caso es suministrada mediante un panel con una fuente de luz muy potente (lámparas solares). Este equipo está compuesto por: - Paneles solares fotovoltaicos. - Simulador solar compuesto de lámparas solares. - Sistema de ventilación. - Regulador para cargas CC y batería. - Cargador auxiliar de batería. - Batería. - Módulo de cargas de CC. - Sensores (temperatura, radiación solar, corriente CC y voltaje CC). - Consola electrónica. Opcional (NO incluido en el suministro estándar): - EE-KIT. Kit de Conversión y Simulación de Consumo (CA): Inversor monofásico. Módulo de Cargas de CA: 3 Lámparas, 1 ventilador axial compacto con guardamanos y selector de cuatro posiciones. Sensores de voltaje y corriente CA. - EE-KIT2. Kit de Inversor para la Conexión a la Red Eléctrica: Inversor para la Conexión a la Red Eléctrica. Simulador de Red Eléctrica (ESR). Panel solar fotovoltaico Panel solar fotovoltaico Regulador para cargas CC y batería Módulo de Cargas de CC Cargador auxiliar de batería Módulo de Cargas de CA (EE-KIT opcional) Inversor monofásico (EE-KIT opcional) Página 2

3 ESPECIFICACIONES El EESFB es un equipo para el estudio de la conversión de la energía solar en energía eléctrica. Estructura de aluminio anodizado y paneles en acero pintado. Diagrama en el panel frontal con distribución similar a la de los elementos en el equipo real. El equipo incorpora ruedas para su movilidad. El equipo incluye: 2 Paneles solares fotovoltaicos (policristalinos): Módulos de cristal templado con alto nivel de transmisividad. Material de encapsulamiento: Etil-vinil-acetato modificado. Potencial nominal de salida: 66W. 2 Área del panel: 0,51 m. Corriente máxima: 3,76 A. Tensión máxima: 17,53 V. 36 células, de 156 x156 mm cada una. Simulador solar compuesto por: Estructura de aluminio. 8 Lámparas halógenas de 400W cada una, distribuidas en dos circuitos independientes regulables en tensión. Seguro eléctricamente. Sistema de ventilación que permite analizar el efecto de la temperatura sobre la operación del equipo, formado por: 4 Ventiladores axiales compactos con guardamanos de plástico. Regulador para cargas CC y batería: Regula cómo la electricidad generada en los paneles solares fotovoltaicos es distribuida hacia y desde la batería y hacia la carga. Un display informa sobre el estado de carga, parámetros de operación y mensajes de fallo. Las funciones de protección electrónica son: Desconexión por alta tensión, protección contra cortocircuito de la carga y el módulo, protección contra sobretensión en la entrada del módulo, protección contra sobretemperatura y sobrecarga y desconexión por sobretensión en la batería. Cargador auxiliar de batería: Evalúa la batería cuidadosamente y entonces distribuye la carga óptima requerida. Batería: Tensión nominal: 12V. Capacidad (20 horas): 24A/H. Módulo de Cargas de CC: Caja metálica con diagrama en el panel frontal. 2 Lámparas de 24V. Un motor de CC: tensión: 36V, potencia: 5W. Reóstato de 500W. Conexión independiente de cada carga con ayuda del selector de 4 posiciones: Los paneles solares funcionan en circuito abierto. El reóstato y las lámparas se conectan directamente a los paneles solares. Estas cargas se pueden conectar independientemente o en paralelo con la ayuda de interruptores manuales. El motor CC se conecta directamente a los paneles solares. La carga CC se desconecta y los paneles solares se conectan directamente al regulador de carga. Sensores: Sensor de radiación solar para estudiar el comportamiento de los paneles solares fotovoltaicos. 3 Sensores de temperatura de tipo J para medir la temperatura ambiental, la temperatura en el panel solar nº. 1, y la temperatura en el panel solar nº. 2. Sensor de corriente CC y sensor de voltaje CC. El equipo incluye cuatro persianas para reducir el contacto visual y directo con las lámparas halógenas y para reducir el contacto directo con los paneles solares fotovoltaicos cuando el equipo está en funcionamiento. Consola electrónica: Caja metálica. Conector para el sensor de radiación solar. Display digital para el sensor de radiación solar. Conectores de los sensores de temperatura. Display digital para los sensores de temperatura. Selector para los sensores de temperatura. Conectores para el sensor de corriente y voltaje CC. Display digital de corriente (CC) y display digital de voltaje (CC). 2 Interruptores para las lámparas de los dos circuitos independientes. 2 Reguladores para la intensidad de luz de las lámparas de los dos circuitos independientes. Interruptor para el sistema de ventilación. Interruptor para conectar los paneles solares en paralelo o en serie. Cables y Accesorios, para un funcionamiento normal. Manuales: Este equipo se suministra con los siguientes manuales: Servicios requeridos, Montaje e Instalación, Puesta en marcha, Seguridad, Mantenimiento y Manual de Prácticas. Opcional (NO incluido en el suministro estándar). Ver sección Opcional en la página 4. -EE-KIT. Kit de Conversión y Simulación de Consumo (CA). -EE-KIT2. Kit de Inversor para la Conexión a la Red Eléctrica. Página 3

4 Opcional EE-KIT. Kit de Conversión y Simulación de Consumo (CA): Inversor monof ásico: Monofásico. Tecnología de cambio de modo de 25 khz. Potencia de arranque de un 200%. Protección de cortocircuito. Protección de sobretemperatura. Protección de sobrecarga. Indicador LED del estado de operación. Interruptor trasero de conexión/desconexión. Inversor monofásico Módulo de Cargas de CA: Caja metálica. Diagrama en el panel frontal. Ventilador axial compacto de 230V con guardamanos de plástico. 3 Lámparas de 220V - 240V., 11W. Conexión independiente de cada carga con ayuda del selector de 4 posiciones: - El inversor funciona sin carga. - Conexión del motor del ventilador. - Conexión de una lámpara de CA. - Conexión de dos lámparas de CA en paralelo. Ventilador Módulo de Cargas de CA Lámparas de CA Sensores de Voltaje y Corriente CA. Selector de 4 posiciones EE-KIT2. Kit de Inversor para la Conexión a la Red Eléctrica: Inversor usado para la conversión e inyección a la red eléctrica de la potencia generada a través de una fuente de energía renovable simulada. La fuente simulada se trata de un simulador para la generación de energía para obtener una potencia variable para la inyección a la red. El modo de operación se muestra mediante un LED indicador en el frontal del equipo. Está equipado con una serie de medidas de seguridad que garantizan que se apagará tan pronto como el enchufe de CA sea desconectado de la pared o de la red pública en una operación errónea. El inversor puede ser conectado al computador (PC) mediante comunicación RS232 para visualizar parámetros tales como tensión y corriente de entrada, voltaje y frecuencia principales, potencia máxima CA, Kwh, etc. Inversor para la Conexión a la Red Eléctrica: Entrada (CC): Potencia 25ºC: 150 W. Potencia 25ºC: 220 W. Voltaje MPP : V CC. Voltaje máximo: 155V CC. Corriente nominal: 3 A. Salida (CA): Voltaje: 230V ( V). Corriente máxima, fusible: 2,25 A. Frecuencia: 50 Hz (49,8 ~ 50,2 Hz). Este equipo es suministrado con el Simulador de Red Eléctrica (ESR), que simula una red de baja potencia para inyectar la potencia generada por el inversor. Simulador de Red Eléctrica (ESR): El ESR está diseñado para crear una red aislada de baja potencia. El equipo emplea una batería como fuente de tensión y genera una señal senoidal de 220V/50Hz. Las principales características del ESR son: Fuente de tensión de entrada: batería de 12Vcc. Salida: 220V/50Hz. Transformador de aislamiento. Cargador de batería incluido. Fusibles de protección. El usuario puede trabajar de forma segura con este módulo. Los dispositivos incluidos en el EE-KIT2 pueden ser empleados en todo el mundo. Página 4

5 EJERCICIOS Y POSIBILIDADES PRÁCTICAS 1.- Identificación y familiarización con todos los componentes del equipo y cómo se relacionan con su operación. 2.- Determinación de los parámetros característicos del panel solar. 3.- Estudio de los materiales que constituyen la célula solar. 4.- Estudio del lado p y n de una célula solar. 5.- Estudio de las curvas I-V y P-V. 6.- Estudio de la corriente inversa o de saturación. 7.- Estudio de V, I y W en función de diferentes cargas. 8.- Medición de la tensión en circuito abierto y la corriente en cortocircuito para un panel solar con carga. 9.- Medición de la potencia máxima del panel solar con carga Estudio de la relación entre la potencia generada y la potencia de radiación solar Estudio de la potencia máxima del panel solar Estudio de la influencia de la temperatura sobre la tensión de circuito abierto de los paneles solares Determinación de la eficiencia de la foto-conversión Estudio de la eficiencia de los paneles solares conectados en paralelo Estudio de la eficiencia de los paneles solares conectados en serie Estudio de la eficiencia, dependiendo de la temperatura, del sistema fotovoltaico conectado en paralelo Estudio de la operación del sistema de generación fotovoltaico suministrando potencia a diferentes cargas CC sin una batería auxiliar Estudio de la operación del sistema de generación de potencia fotovoltaica con una batería auxiliar y suministrando potencia a diferentes cargas CC/CA Estudio de la operación del sistema fotovoltaico en serie/ paralelo con conexión de diferentes cargas y sin el apoyo de la batería Estudio de la operación del sistema fotovoltaico en serie/ paralelo con conexión de diferentes cargas CC y con el apoyo de la batería. SERVICIOS REQUERIDOS - Suministro eléctrico: trifásico, 380V/50Hz, 220V/60Hz, y potencia mínima 5 kva. Posibilidades prácticas adicionales: 21.- Estudio del perfil de iluminación de las lámparas Determinación de la resistencia de una célula solar conectada en serie y en paralelo Estudio de los parámetros que definen la calidad de una célula solar Estudio de la dependencia de la tensión de circuito abierto (V ) con los lúmenes. Prácticas para ser realizadas con el KIT OPCIONAL EE-KIT : 25.- Estudio de la operación del sistema fotovoltaico en serie/ paralelo con conexión de diferentes cargas y sin el apoyo de la batería Estudio de la operación del sistema fotovoltaico en serie/ paralelo con conexión de diferentes cargas CA y con el apoyo de la batería Estudio de la conexión de cargas a tensión alterna de 220V. Prácticas para ser realizadas con el KIT OPCIONAL EE-KIT2 : 28.- Estudio del inversor conectado a un simulador de red eléctrica. EESFB: Equipo: DIMENSIONES Y PESOS -Dimensiones: 2200 x1200 x2005 mm. aprox. -Peso: 300 Kg. aprox. Consola electrónica: -Dimensiones: 490 x 330 x 310 mm. aprox. -Peso: 10 Kg. aprox. OPCIONAL - EE-KIT. Kit de Conversión y Simulación de Consumo (CA): Inversor monofásico. Módulo de Cargas de CA: 3 Lámparas, 1 ventilador axial compacto con guardamanos y selector de cuatro posiciones. Sensores de voltaje y corriente CA. - EE-KIT2. Kit de Inversor para la Conexión a la Red Eléctrica: Inversor para la Conexión a la Red Eléctrica. Simulador de Red Eléctrica (ESR). - PSA/PC. Panel solar fotovoltaico policristalino. (2 unidades) - PSA/MC. Panel solar fotovoltaico monocristalino. (2 unidades) - PSA/AM. Panel solar fotovoltaico amorfo. (2 unidades) Página 5

6 VERSIONES DISPONIBLES Ofrecido en este catálogo: - EESFB. Equipo de Energía Solar Fotovoltaica. Ofrecido en otros catálogos: - EESFC. Equipo de Energía Solar Fotovoltaica, Controlado desde Computador (PC). - MINI-EESF. Entrenador Modular de Energía Solar Fotovoltaica. * Especificaciones sujetas a cambio sin previo aviso, debido a la conveniencia de mejoras del producto. REPRESENTANTE: C/ Del Agua, 14. Polígono Industrial San José de Valderas LEGANÉS. (Madrid). ESPAÑA. Tl.: FAX: WEB site: Edición: ED01/14 Fecha: Enero/2014 Página 6

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