Se inicia con las especificaciones del módulo fotovoltaico.

Transcripción

1 Con base en las especificaciones técnicas del inversor SB 3000U y de un módulo fotovoltaico de 175 watts, indicar los valores los parámetros característicos requeridos para el dimensionamiento del sistema. Se inicia con las especificaciones del módulo fotovoltaico. Para calcular la potencia total de salida esperada del arreglo de paneles, se utiliza el valor característico de potencia del módulo según las condiciones estándar de prueba (STC) y horas de sol pico del proyecto. El procedimiento para estimar la energía producida por un sistema fotovoltaico, ya sea para fu ncionamiento interactivo o para un sistema de generación distribuida, se inicia con el cálculo de la potencia pico e ineficiencias del sistema, hasta llegar a la potencia de salida en corriente alterna. El siguiente paso consiste en aplicar un factor de corrección por causa del efecto de la temperatura de operación de la celda fotovoltaica. A partir de la potencia de salida garantizada del arreglo fotovoltaico obtenida con la expresión anterior, se calcula el valor corregido por temperatura: Nota: En la hoja de datos mostrada, no viene el, y según lo observado en hojas de datos de otros equipos, este dato es independiente de los coeficientes por tensión en vacío y por corrientes de cortocircuito, como se puede observar en el Anexo 1, se tomó el valor de %/ C. Una vez que se obtenido el valor corregido por temperatura, se debe aplicar un factor de corrección en consideración de las pérdidas del cableado:

2 Por último, dado que la potencia de salida neta del arreglo en corriente directa se ve afectada por los procesos electrónicos que suceden en el inversor para el acondicionamiento y transformación en corriente alterna, es necesario aplicar dos factores de corrección para compensar la pérdida de eficiencia del inversor y del algoritmo de seguimiento del punto de máxima potencia. Para determinar la producción de energía esperada por día, se multiplica la potencia final de salida en corriente alterna por la radiación del mes o del año. Según lo calculado en la tarea tres, las horas de sol pico aproximado anual en Costa Rica es de 4. En la siguiente tabla, se resumen los resultados.

3

4 Determinar la cantidad de módulos fotovoltaicos que se pueden conectar en serie (string) al inversor. Mostrar memoria de cálculo. Considerar que en el sitio la temperatura ambiente no será menor a 12 C. Para este cálculo, se debe calcular primero el voltaje de operación. Para garantizar la operación confiable del inversor, a partir del voltaje nominal Vnom se establece el voltaje de operación Vop de entrada del inversor, con un factor de seguridad Ksv cuyo valor se establece entre el 80% (0.8) y el 100% (1.0), según criterio de experto y dependiendo de si se conocen los factores de corrección de voltaje o potencia por temperatura del módulo seleccionado, y la precisión de los datos meteorológicos de la temperatura ambiente y velocidad del viento en el sitio. Otro aspecto que podría definir este factor de seguridad es la capacidad de sobretensión de entrada permitida en las especificaciones del inversor. El voltaje de operación Vop corresponderá al voltaje de operación normal del circuito de corriente directa (CD), así como también al valor máximo de voltaje de circuito abierto del inversor, que en consecuencia corresponde con el voltaje de circuito abierto panel fotovoltaico. El máximo voltaje producido por el generador fotovoltaico se presenta cuando no existe flujo de corriente en la entrada del inversor, lo que implica que las celdas y módulos se comportan como si estuvieran conectadas a una carga infinita; en consecuencia el voltaje de salida de cada uno de estos elementos corresponderá a su valor de voltaje circuito abierto VOC. Entonces, para el circuito de corriente directa CD del inversor se tiene: La cantidad de módulos que se deben conectar en serie en cada "String" del arreglo de paneles se obtiene:

5 Determinar la cantidad de strins que se pueden conectar en paralelo al inversor. Mostrar memoria de cálculo. Para garantizar que en toda condición operativa el voltaje de entrada al inversor será menor o igual a su voltaje de operación, el diseño debe elegir la cantidad de módulos que corresponda a. Cada una de las series aportará una corriente máxima de cortocircuito limitada por la corriente de cortocircuito del módulo. La corriente total de cortocircuito del sistema se obtiene multiplicando este valor por la cantidad de string que se conecten en paralelo al inversor. Este valor debe ser menor que la corriente máxima de cortocircuito del inversor. Por tanto, la cantidad de series o string que conformaran el arreglo de paneles se obtiene del cociente entre la corriente de cortocircuito máxima del inversor y la corriente de cortocircuito del módulo, de forma que: Determinar la cantidad total de módulos fotovoltaicos que componen el arreglo. Mostrar memoria de cálculo. La cantidad total de módulos que formarían el panel fotovoltaico sería el producto del número de módulos por serie, por el número de series o strings.

6 Calcular el porcentaje que representa la potencia obtenida en CD del generador fotovoltaico sobre la capacidad del inversor. Para obtener la potencia de producción de cada string primero se debe calcular el voltaje nominal de operación de la serie, multiplicando el voltaje del punto de máxima potencia por la cantidad de módulos conectados en serie. El valor así obtenido se multiplica por la corriente nominal de máxima potencia del módulo, el cual corresponderá al mismo valor de la corriente del string. Este cálculo se expresa en la siguiente ecuación: Dado que la capacidad del inversor es de 2750 W, el porcentaje es de un 76%. Plantear sus conclusiones y recomendaciones. La primera recomendación es tratar de conectar equipos de alta eficiencia energética al inversor. Por ejemplo, preferir lámparas de bajo consumo, antes de incandescentes. No conectar equipos de potencia superior a la del inversor.

7 Tarea número tres. Darle un mantenimiento preventivo y correctivo a los paneles para evitar pérdidas que se pueden evitar. Comprobar regularmente los indicadores del regulador de carga. Verificar que el sistema tiene una producción regular. Revisar la aparición de nuevas sombras en el panel (plantas, suciedad, etc.) Dimensionar correctamente el sistema de protecciones del arreglo. Si la potencia final de salida del sistema no está dentro del rango deseado, se deben seleccionar otros módulos o inversores diferentes. Puede que el arreglo sea bueno técnicamente, pero no económicamente. Ante esto, hay que comparar diferentes configuraciones de sistema indicando sus costos asociados. Luego de estos cálculos, verificar que el espacio dispuesto para la instalación cumple no solo en espacio, sino en la soportería. Analizar si es el sistema es rentable, en caso de que hayan períodos largos de baja radiación.