Dimensionamiento de Instalaciones Fotovoltaicas: Cálculos Clave y Factores a Considerar

Cálculos Principales para Instalaciones Fotovoltaicas

1. Cálculo del Generador Fotovoltaico: Parámetros Importantes

• Determinación de la radiación sobre los paneles inclinados.
• Determinación del consumo eléctrico de los aparatos a los que nuestra instalación solar va a proporcionar la energía.
• Calcular, a partir del modelo comercial de panel que elijamos, la cantidad necesaria y el tipo de asociación que podemos realizar.

El parámetro fundamental para poder realizar el dimensionado del generador fotovoltaico es la potencia.

Se define el factor de seguridad del generador fotovoltaico como el cociente entre la energía producida y la energía demandada.

F_SG = E_producida / E_demandada = (P_Gnominal(G_dm(β)/I_STC))/L_dm

El valor del factor de seguridad suele estar entre 1.1 y 1.4.

P_gnominal = (F_SGL_dm)/(G_dm(β)/I_STC) I_STC=G_CEM

2. Cálculo del Acumulador de la Instalación

Es uno de los apartados más importantes a la hora de realizar el diseño de una instalación fotovoltaica autónoma. Sus misiones son:

• Fija la tensión nominal de trabajo de la instalación.
• Se encarga de proporcionar la energía a la instalación cuando no exista radiación solar.

El factor de seguridad del acumulador son los días de autonomía del sistema de acumulación, y se calcula:

F_SB = E_almacenada / E_demandada = C_Butil / L_dm → suele situarse entre 3 y 8

Al fijar el proyectista este factor de seguridad, tiene en cuenta:

• Factores geográficos
• Utilización de la instalación

El valor de la capacidad nominal que debe tener la batería, lo obtendremos a partir de los datos de la ecuación anterior, y teniendo en cuenta el dato de la profundidad de descarga máxima.

C_Bnominal = C_butil / PD_max = (L_dm F_SB) / PD_max = (Wh)

Pérdidas Eléctricas en la Instalación: Caídas de Tensión

Consideraciones a tener en cuenta:

• La longitud de los cables deberá ser la menor posible, para que su sección también sea la mínima posible.
• Los conductores de CC suelen ser más gruesos que los de CA.

Un dimensionado incorrecto de los conductores provocará caídas de tensión en la instalación e incluso que deje de funcionar si no se ha realizado de manera correcta.

Según el pliego de condiciones técnicas (PCT) del IDAE:

• Caídas de tensión máxima entre generador y regulador/inversor: 3%
• Caídas de tensión máxima entre regulador y batería: 1%
• Caídas de tensión máxima entre inversor y batería: 1%
• Caídas de tensión máxima entre regulador e inversor: 1%
• Caídas de tensión máxima entre inversor/regulador y cargas: 3%

Pérdidas por Sombreado en el Panel

El problema del sombreado del panel es que hará disminuir la intensidad que puede proporcionar e incluso anular su funcionamiento.

Existen mapas y tablas de sombreado para estimar el factor de sombra que se puede dar sobre una instalación.

Normalmente no se tienen en cuenta estos valores para el diseño de la instalación.

El sombreado es debido a: vegetación cercana, los mismos soportes de los paneles...

Determinación de la Radiación Recibida Sobre un Panel Inclinado

La instalación del panel hace que se obtenga una mayor cantidad de irradiación sobre la superficie. Por tanto, y para poder seguir realizando cálculos, debemos determinar este valor partiendo de la radiación recibida.