INTRODUCCION ISF MASTER 2013-14 (2) -...

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TECNOLOGIA FOTOVOLTAICA

TECNOLOGÍA FOTOVOLTAICA

CÉLULAS SOLARES COMERCIALES

MÓDULO FOTOVOLTAICO

TIPOS DE INSTALACIONES Y OTROS COMPONENTES

HORA SOLAR PICO

PLIEGOS DE CONDICIONES TÉCNICAS DEL I.D.A.E.

SITUACIÓN ACTUAL Y PRIMAS DE SISTEMAS CONECTADOS A RED

Tema 1: Introducción a los Sistemas Fotovoltaicos

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Solar Fotovoltaica = Energía Renovable

Solar Fotovoltaica:Aprovechamiento de la energía solar para la producción de energía a través de unas células fotovoltaicas construidas por un material cristalino semiconductor, silicio.






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+-

V

Célula Fotovoltaica

¿Qué ocurre al cerrar el circuito añadiendo una Resistencia entre los

terminales?

UNIDAD DE ENERGÍA1 julio = 1 watt x 1 segundo pero 1 kilowatt = 1.000 watt y 1 hora = 3.600 segundos, por lo tanto:1 Kilowatt-hora = 1 KWh = 1.000 watt x 3.600 segundos = 3,6 x 106 julios1 KWh = 3.600.000 julios

V = I x R I = V / R

P (potencia) = V x I

Energía = P x tiempo


CELULA SOLAR FOTOVOLTAICATECNOLOGÍA FOTOVOLTAICA




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Los materiales usados en las células fotovoltaicas son los SEMICONDUCTORES

• La energía que liga a los electrones de valencia con su núcleo es similar a la energía de los fotones (partículas que forman los rayos solares).

• Cuando la luz solar incide sobre un material semiconductor, se rompen los enlaces entre núcleo y electrones de valencia, que quedan libres para circular por el semiconductor.

• El lugar que deja el electrón al desplazarse se le llama hueco y tiene carga eléctrica positiva (de igual valor que la del electrón pero de signo contrario).





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Los electrones libres y los huecos creados por la radiación tienden a recombinarse perdiendo su actividad. Para que esto no ocurra, y poder aprovechar esta libertad de los electrones, hay que crear en el interior del semiconductor un campo eléctrico.






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El material más utilizado en la fabricación de células solares es el silicio (Si), que posee cuatro electrones de valencia.Para crear un campo eléctrico en este tipo de semiconductores se unen dos regiones de silicio tratadas químicamente, llamada unión“p-n”.

Como quiera que la zona N era en principio neutra y al colocarla junto a la zona P pierde electrones libres, hace que cada vez vaya siendo más positiva, mientras que la zona P, al perder huecos, se hace cada vez más negativa. Así aparece una diferencia de potencial entre las zonas N y P, separadas por la zona de unión que es neutra.





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• Esquema de Unión tipo “p-n”.

La tensión que aparece entre las zonas, llamada barrera de potencial, se opone a la ley de difusión, puesto que el potencial positivo que se va creando en la zona N repele a los huecos que se acercan de P, y el potencial negativo de la zona P repele a los electrones de la zona N. Cuando ambas zonas han perdido cierta cantidad de portadores mayoritarios que se han recombinado, la barrera de potencial creada impide la continuación de la difusión y por tanto la igualación de las concentraciones de ambas zonas. La barrera de potencial es del orden de 0.2V cuando el semiconductor es de germanio (Ge) y de unos 0.5V cuando es de Silicio (Si).





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De forma resumida y desde el punto de vista eléctrico, el “efecto fotovoltaico” se produce al incidir la radiación solar (fotones) sobre los materiales que definimos como semiconductores extrínsecos.

La energía que reciben, proveniente de los fotones, provoca un movimiento aleatorio de electrones en el interior del material.

Al unir dos regiones de un semiconductor al que artificialmente se había dotado de concentraciones diferentes de electrones, mediante la agregación de elementos dopantes, como el Boro o e Fósforo, se provocaba un campo electrostático constante que reconducía el movimiento de electrones.

Este material formado por la unión de dos zonas de concentraciones diferentes de electrones se denomina unión PN, pues la célula solar en definitiva es esto; una unión PN en la que la parte iluminada será la tipo N y la no iluminada será la tipo P.





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Cuando sobre la célula solar incide la radiación, aparece en ella una tensión análoga a la que se produce entre los bornes de una pila. Mediante la colocación de contactos metálicos en cada una de las caras puede “extraerse” la energía eléctrica, que se utilizará para alimentar una carga.

Cuando conectamos una célula solar a una carga y la célula está iluminada, se produce una diferencia de potencial en extremos de la carga y circula una corriente por ella (efecto fotovoltaico).

Los fotones serán los que formaran, al romper el enlace, los pares electrón-hueco y, debido al campo eléctrico producido por la unión de materiales en la célula de tipo P y N, se separan antes de poder recombinarse formándose así la corriente eléctrica que circula por la célula y la carga aplicada.





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Rendimientos de las células basadas en la tecnología del SilicioTECNOLOGÍA FOTOVOLTAICA




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Rendimientos de las células basadas en la tecnología del SilicioTECNOLOGÍA FOTOVOLTAICA




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Average of Efficiency % TechnologyManufacturer Monocrystalline Polycrystalline Thin Film Grand Total

BP Solar 11,3% 11,3%Imerys 8,4% 8,4%

Kyocera 12,6% 12,6%Mitsubishi 12,7% 12,7%

Romag 13,1% 13,4% 13,4%Schott 13,0% 13,0%Sharp 14,3% 13,0% 9,0% 11,8%

SolarCentury 10,2% 10,2%SunPower 18,0% 18,0%Suntech 14,3% 14,3% 6,2% 9,1%

Yingli 13,7% 13,7%Grand Total 15,3% 13,0% 6,8% 12,3%

Fuente: http://www.rensmart.com/Products/SolarPV (2014)

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Madurez Tecnológica Frente a otras Tecnologías Solares

~ 33 años de operación comercial (Australia)

~ 8 años de operación comercial

(PS20)

~ 5 año de operación comercial

(PE2)

> 30 años de operación comercial






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• Condiciones Técnicas Frente a otras tecnologías Solares






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• Emcore (Fabricante de células de alta concentración)






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• Emcore (Fabricante de células de alta concentración)http://www.emcore.com/solar_photovoltaics/terrestrial_concentrator_photovoltaic_arrays






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Q6LMMONOCRISTALINO CELLS

Hoja de Producto Q6LMDescargar en formato PDF, 228 KB

Parámetros mecánicos

Formato: 156 x 156 mm

Eficiencia: Effizienz ≥ 16,00%

Categoría de producto: de alto rendimiento

Availible rendimiento Categorías:

Q6LM-1600, Q6LM-1620, Q6LM-1640, Q6LM-1660,Q6LM-1680

http://www.q-cells.com/en/products_services/solar_cells/q6lm/index.html






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CURVA CARACTERÍSTICA I-V

• La curva I-V de una célula fotovoltaica representa pares de valores de tensión e intensidad en los que puede encontrarse funcionando la célula. Los valores característicos son los siguientes:

– TENSIÓN DE CIRCUITO ABIERTO (Voc): Es el máximo valor de tensión en extremos de la célula y se da cuando esta no está conectada a ninguna carga.

– CORRIENTE DE CORTOCIRCUITO (Isc): Es el máximo valor de corriente que circula por una célula fotovoltaica y se da cuando la célula está en cortocircuito.






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PUNTO DE MAXIMA POTENCIA "PMP" (PM).Es el producto del valor de tensión máxima (VM)e intensidad máxima (IM) para los que lapotencia entregada a una carga es máxima.

FACTOR DE FORMA (FF).Se define como el cociente de potencia máximaque se puede entregar a una carga entre elproducto de la tensión de circuito abierto y laintensidad de cortocircuito. El factor de formasuele tomar valores entre 0.7-0.8.

EFICIENCIA DE CONVERSIÓN ENERGÉTICAO RENDIMIENTO.Se define como el cociente entre la máximapotencia eléctrica que se puede entregar a lacarga (PM) y la irradiancia incidente (PL) sobre lacélula que es el producto de la irradianciaincidente G por el área de la célula S.

IMVMPMP ·

SCOC IVPMFF·

SGPM

PLPM

·

DATOS CARACTERÍSTICOSTECNOLOGÍA FOTOVOLTAICA




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PUNTO DE MAXIMA POTENCIA "PMP" (PM): Es el producto del valor de tensiónmáxima (VM) e intensidad máxima (IM) para los que la potencia entregada a una cargaes máxima.

Estos parámetros se obtienen en unas condiciones estándar de medida de usouniversal según la norma EN61215. STC

Irradiancia(1): 1000W/m2 (1 KW/m2)Distribución espectral de la radiación incidente (2): AM1.5 (masa de aire)Incidencia normal.Temperatura de la célula: 25ºC

Otro parámetro es la TONC o Temperatura de Operación Nominal de la Célula.Dicho parámetro se define como la temperatura que alcanzan las células solarescuando se someten a las siguientes condiciones de operación:

Irradiancia: 800W/m2

Distribución espectral de la radiación incidente: AM1.5 (masa de aire)Incidencia normalTemperatura ambiente: 20ºCVelocidad del viento: 1m/s.






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• EFECTO DE LA Tª EN LA CÉLULAAl aumentar la temperatura de la célula empeora el funcionamiento de la misma:

- Aumenta ligeramente la Intensidad de cortocircuito.- Disminuye la tensión de circuito abierto, aproximadamente unos -2.3 mV/ºC (El fabricante debería darlo siempre o bien en % o en valor absoluto)-El Factor de Forma disminuye.-El rendimiento decrece






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European Standards in EnglishEN Standards. http://standards.mackido.com/en/en-standards24_view_8473.html


• IEC 60904-3 Photovoltaic devices – Part 3: Measurement principles for terrestrial photovoltaic (PV) solar devices with reference spectral irradiance data

• IEC 60904-3 Document Information:• Title

Photovoltaic devices – Part 3: Measurement principles for terrestrial photovoltaic (PV) solar devices with reference spectral irradiance data

• International Electrotechnical Commission





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– Formado por un determinado número de células fotovoltaicas

– Los Valores de Tensión y Corriente del módulo dependerán del número total de células que lo componen, de sus características y de las conexión de las mismas (serie y/o en paralelo)






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Etileno- vinil Acetato

Células de Alto Rendimiento





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• PARTES DEL MODULO FOTOVOLTAICO

– Cubierta exterior de cara al Sol. Es de vidrio que debe facilitar al máximo la transmisión de la radiación solar. Se caracteriza por su resistencia mecánica, alta transmisividad y bajo contenido en hierro.

– Encapsulante. De silicona o más frecuentemente EVA (etilen-vinil-acetato). Es especialmente importante que no quede afectado en su transparencia por la continua exposición al sol, buscándose además un índice de refracción similar al del vidrio protector para no alterar las condiciones de la radiación incidente.

– Protección posterior. Igualmente debe dar rigidez y una gran protección frente a los agentes atmosféricos. Usualmente se emplean láminas formadas por distintas capas de materiales, de diferentes características. TEDLAR

– Marco metálico. De aluminio, que asegura una suficiente rigidez y estanqueidad al conjunto, incorporando los elementos de sujeción a la estructura exterior del panel. La unión entre el marco metálico y los elementos que forman el modulo está realizada mediante distintos tipos de sistemas resistentes a las condiciones de trabajo del panel.

– Cableado y bornes de conexión. Habituales en las instalaciones eléctricas, protegidos de la intemperie por medio de cajas estancas.

– Diodo de protección. Su misión es proteger contra sobre-cargas u otras alteraciones de las condiciones de funcionamiento de panel.






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Ejemplo: MODULO DE EURENER






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TIPOS DE INSTALACIONESY

Otros Componentes





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• ISF Autónoma (Aislada)

– Las necesidades quedan cubiertas por el propio sistema. Los equipos eléctricos y electrónicos (cargas) quedan alimentadas únicamente por el sistema generador fotovoltaico (teniendo en cuenta la existencia de baterías y/o inversor como elemento intermedio entre los módulos y las cargas)

• ¿Donde se suelen instalar?

• En aquellos lugares donde la Red de Distribución de la compañía eléctrica no llega, o el enganche a dicha red sea demasiado alto.






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Aplicaciones

Plantas de electrificación. Instalaciones solares autónomas utilizadas para la electrificación de pueblos aislados o en apoyo a la red.

Electrificación y usos en zonas rurales. Alimentación eléctrica en lugares aislados, donde la implantación de redes de electrificación constituye una alta inversión económica.

Señalizaciones y alumbrados generales. Balizajes para la marina y aeronáutica, rutas, plazas, edificios, antenas, refugios de montañas o zonas de acceso complicado, etc.

Bombeo. El suministro de agua para el consumo. Permiten, por su confiabilidad,– eliminar los gastos de mantenimiento y de combustible de las motobombas.

Señalizaciones radioeléctricas. Usos marinos o aeronáuticos en sitios aislados

Telefonía rural o servicios públicos de larga distancia. Conexión de teléfonos rurales a la red de telecomunicación. Se emplean porque a menudo imposible contar con energía eléctrica o con suministro confiable debido al aislamiento de los lugares.

Repetidoras de microondas. Para instalación en lugares altos y de difícil acceso






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Consumos en C.C

Consumos en C.A.






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Componentes de una Instalación Aislada en un hogar


El regulador puede ser también inversor

Aparatos y equipos específicos

Baterías

Módulos fotovoltaicos

Regulador de carga

Inversor

Sistema de acumulación (baterías de acumulación)





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• ISF Autónoma – Híbrida

– Es similar al anterior pero en este caso se incluye un generador auxiliar que entra en funcionamiento cuando hay una demanda de energía superior a la que puede suministrar el conjunto módulos-baterías.






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ISF Autónoma - Híbrida






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• ISF Conectada a Red

– En este caso la Instalación Solar Fotovoltaica se conecta a la red eléctrica convencional (en algunos casos de grandes huertos solares incluso a subestaciones eléctricas).

– El principal objetivo de este tipo de instalaciones es cobrar por la energía inyectada a la red (de acuerdo a las primas vigentes)






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• Módulos fotovoltaicos

• Inversor para la conexión a red

Contador de energía bidireccional

ISF Conectada a Red






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BATERÍAS O ACUMULADORES

En las instalaciones fotovoltaicas lo más habitual es utilizar un conjunto de baterías asociadas en serie o paralelo para almacenar la energía eléctrica generada durante las horas de radiación, para su utilización posterior en los momentos de baja o nula insolación.

Hay que destacar que la fiabilidad de la instalación global de electrificación depende en gran medida de la del sistema de acumulación, siendo por ello un elemento al que hay que dar la gran importancia que le corresponde.






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De cara a su empleo en instalaciones de electrificaciónfotovoltaica, es necesario conocer los siguientes conceptos:

– Capacidad:• Cantidad de electricidad que puede obtenerse mediante la

descarga total de una batería inicialmente cargada al máximo. Lacapacidad de un acumulador se mide en Amperios-hora (Ah), paraun determinado tiempo de descarga, es decir una batería de 130Ahes capaz de suministrar 130A en una hora o 13A en diez horas.Para acumuladores fotovoltaicos es usual referirse a tiempos dedescarga de 100 horas. También al igual que para módulos solarespuede definirse el voltaje de circuito abierto y el voltaje en carga.

• Las baterías tiene un voltaje nominal que suele ser de 2, 6, 12, 24V,aunque siempre varíe durante los distintos procesos de operación.Es importante el voltaje de carga, que es la tensión necesaria paravencer la resistencia que opone el acumulador a ser cargado.

– Eficiencia de carga:• Relación entre la energía empleada para cargar la batería y a realmente

almacenada. Una eficiencia del 100% significa que toda la energía empleada para la carga puede ser remplazada para la descarga posterior. Si la eficiencia de carga es baja, es necesario dotarse de un mayor numero de paneles para realizar las mismas aplicaciones.






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– Auto descarga: Es el proceso por el cual el acumulador, sin estar en uso,tiende a descargarse.

– Profundidad de descarga: Se denomina profundidad de descarga al valor en tanto por ciento de la energía que se ha sacado de un acumulador plenamente cargado en una descarga. Como ejemplo, si tenemos una batería de 100Ah y la sometemos a una descarga de 20Ah, esto representa una profundidad de descarga del 20%.

A partir de la profundidad de descarga podemos encontrarnos con descargas superficiales (de menos del 20%) o profundas (hasta 80%). Ambas pueden relacionarse con ciclos diarios y anuales. Es necesario recalcar que cuanto menos profundos sean los ciclos de carga/descarga, mayor será la duración del acumulador. También es importante saber que, para la mayoría de los tipos de baterías, un acumulador que queda totalmente descargado, puede quedar dañado seriamente y perder gran parte de su capacidad de carga.

Todos estos parámetros característicos de los acumuladores pueden variar sensiblemente con las condiciones ambientales, tal como ocurría en los módulos fotovoltaicos.






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• En diferentes fases de desarrollo se encuentran baterías de distintos tipos, algunos de los cuales son:

- Plomo ácido (Pb-ácido)- Níquel-Cadmio (Ni-Cd)- Níquel-Zinc (Ni-Zn)- Zn-Cloro (Zn-Cl2)

De todos los acumuladores más del 90% del mercado corresponde a las baterías de plomo ácido, que en general, y siempre que pueda realizarse un mantenimiento, son las que mejor se adaptan a los sistemas de generación fotovoltaica.

• Dentro de las de plomo ácido se encuentran las de Plomo-Calcio (Pb-Ca) y las de Plomo-Antimonio (Pb-Sb). Las primeras tienen a su favor una menor autodescarga, así como un mantenimiento mas limitado, mientras que las de Pb-Sb de tipo abierto y tubular se deterioran menos con la sucesión de ciclos y presentan mejores propiedades para niveles de baja carga. Este segundo tipo de baterías soporta grandes descargas y siempre tienen, atendiendo a las condiciones de uso, una vida media de diez o quince años.






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• Por su implantación a nivel comercial tiene también cierta importancia losacumuladores de Níquel-Cadmio, que entre otras ventajas frente a las deplomo ácido presentan la posibilidad de ser empleados sin elementoregulador, la posibilidad de permanecer largo tiempo con bajo estado decarga, la estabilidad en la tensión suministrada y un mantenimiento muchomás espaciado en el tiempo. Sin embargo, su coste se cuadruplica y su bajacapacidad a régimen de descarga lenta, desaconseja su uso en gran parte delas aplicaciones fotovoltaicas.

• Todas estas baterías pueden presentarse en forma estanca, conocidas comolibres de mantenimiento o sin mantenimiento, lo que es beneficioso paraalgunas aplicaciones. No obstante, presentan una duración muy limitadafrente a los acumuladores abiertos, no existen en el mercado acumuladoresestancos de alta capacidad y son más caros que los abiertos.

• El resto de baterías no presenta en la actualidad características que haganrecomendable su empleo en sistemas de electrificación fotovoltaica.





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• En relación a las baterías deben tenerse en cuenta lossiguientes aspectos.

– Instalar las baterías en lugares ventilados, evitando la presencia dellamas cerca de las mismas.

– Ajustar el nivel del electrolito hasta la altura recomendada por elfabricante, utilizando siempre agua destilada, nunca agua del grifo yteniendo especial precaución para no tocarlo ni derramarlo.

– Una vez conectadas las baterías, los bornes deben cubrirse con vaselina.

– No utilizar las baterías del sistema fotovoltaico para arrancar vehículos.

– No debe utilizarse conjuntamente baterías de distintos tipos cuando noestén preparadas para ello.

– Con el fin de prevenir posibles cortocircuitos debe respetarse la polaridad,las herramientas deben estar adecuadamente protegidas y las baterías olos terminales deben estar cubiertos para prevenir cortocircuitosaccidentales por caída de objetos.

– Las baterías deben estar colocadas por encima del nivel del suelo.





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REGULADORESTECNOLOGÍA FOTOVOLTAICA




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• Para un CORRECTO funcionamiento de la ISF en la uniónde los paneles solares con la batería ha de instalarse unsistema de regulación de carga.

• Este sistema es siempre necesario, salvo en el caso depaneles autorregulados.

• El regulador tiene como función fundamental impedir que labatería continúe recibiendo energía del colector solar unavez que ha alcanzado su carga máxima.

– Si, una vez que se ha alcanzado la carga máxima, se intentaseguir introduciendo energía, se inicia en la batería procesosde gasificación (hidrólisis del agua en hidrógeno y oxígeno) ode calentamiento, que pueden llegar a ser peligroso y, encualquier caso, acortaría sensiblemente la vida de la misma






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• Otra función del regulador es la prevención de la sobredescarga, con el fin deevitar que se agote en exceso la carga de la batería,

– La sobredescarga, puede provocar una sensible disminución en la capacidad decarga de la batería en sucesivos ciclos.

• Algunos reguladores incorporan una alarma sonora o luminosa previa a ladesconexión para que el usuario pueda tomar medidas adecuadas, comoreducción del consumo, u otras.

• Los reguladores más modernos integran las funciones de prevención dela sobrecarga y las sobredescargas en un mismo equipo, que ademássuministra información del estado de carga de la batería, la tensiónexistente en la misma a demás de ir provistos de sistemas de proteccióntales como fusibles, diodos, etc., para prevenir daños en los equiposdebidos a excesivas cargas puntuales. Estos reguladores también puedenincorporar sistemas que sustituyan a los diodos encargados de impedir el flujode electricidad de la batería a los paneles solares en la oscuridad, con uncosto energético mucho menor.






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• Ejemplo Regulador http://www.atersa.com/img/MU-30-F_Mino_V2.pdf

Se dispone de dos versiones MINO V2 12-24V 15 y MINO V2 12-24V 30. Utiliza un método PWM (siglas del inglés Pulse-Width Modulation) de regulación de carga para conmutar las líneas de carga y de consumo con relés de estado sólido, lo que proporciona una fiabilidad de funcionamiento y una duración muy superior a los sistemas electromecánicos.

Se trata de un regulador bitensión 12/24V que se ajusta automáticamente al conectarse al sistema. Es además un regulador dinámico, que permite repartir la corriente máxima entre la entrada y la salida.






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Ejemplo Regulador http://www.atersa.com/datosproductos.asp?param=16

La gama LEO introduce el uso del microprocesador en la gestión de un sistema fotovoltaico. El software se adapta a las distintas situaciones automáticamente, facilitando la modificación manual de sus parámetros de funcionamiento y con memorización de datos que permite conocer la evolución de la instalación durante un tiempo determinado.

Modelos dependiendo de la potencia de los sistemas:LEO 1: para sistemas de pequeña potencia. Existen diferentes modelos en función de la tensión: Modelos bitensión 12/24 V y Modelo 48V. También disponible con diodo de bloqueo y caja estanca IP 55. LEO 2: para sistemas de mediana potencia. Existen diferentes modelos en función de la tensión: Modelos bitensión 12/24 V y Modelo 48V. LEO 3: para sistemas de gran potencia. La fabricación del modelo LEO 3 se caracteriza por su diseño a medida según las necesidades del usuario, con relés de estado sólido para carga y consumo en módulos de hasta 125 A.






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INVERSORES // CONVERTIDORES






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• Los convertidores e inversores, son elementos cuya finalidad es adaptar las características de la corriente generada a la demanda total o parcial para las aplicaciones, en el caso de sistemas aislados.

• En Instalaciones aisladas (autoconsumo) donde los receptores trabajen en C.A. y es necesaria la presencia de un inversor que transforme la corriente continua en alterna.

C.C. C.C. C.C. C.A.






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• Un inversor viene caracterizadoprincipalmente por:

– Tensión de Entrada, que se debe adaptara la del generador.

– Potencia máxima que puede proporcionar

– La eficiencia. Relación entre la potencia eléctricaque el inversor entrega a la utilización (potencia de salida)y la potencia eléctrica que extrae del generador (potenciade entrada).






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HSPHORA SOLAR PICO






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Una gran parte de la energía generada por el sol llega a la tierra en forma de radiación electromagnética.

La radiación electromagnética no es otra cosa que el tipo de partículas o de ondas que nos llega de un cuerpo (como por ejemplo el SOL).

Se puede decir que la radiación electromagnética está compuesta por diminutas partículas llamadas fotones que viajan a la velocidad de la luz.





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La Tierra orbita al Sol en un período de un año o 365 días. La órbita de la Tierra es plana. Al plano que contiene la órbita terrestre se le denomina plano orbital, o mucho más comúnmente eclíptica.





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La tierra, en su movimiento anual en torno al sol, describe una trayectoria elíptica en un plano que está inclinado ≈ 23,5º con relación al plano ecuatorial





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La inclinación del eje de la Tierra es responsable de los cambios de altura del Sol sobre el horizonte y de la sucesión de situaciones climáticas que dan lugar a las estaciones.

Las estaciones cambian con las sucesivasalturas que va alcanzando el Sol sobre elhorizonte en su movimiento anual a lolargo de la eclíptica.





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En el día de solsticio, la longitud del día y la altitud del Sol al mediodía son máximas o mínimas por todo

Puesto que el Sol se encuentra a diferente altura sobre el horizonte, su radiacióncalienta la superficie con más o menos efectividad. Para un haz de energía solar con una sección de 1 m2, cuando alcanza el suelo durante el solsticio de verano, ésta se reparte sobre un área de 1,04 m2, mientras que durante el solsticio de invierno lo hace sobre un área de 2,24 m2. Es decir que durante el invierno 1 m2 de superficie terrestre recibe menos de la mitad de la energía que recibe durante el verano, razón por la cual el ambiente resulta más frío.





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COMPONENTES DE LA RADIACIÓN

• Por su diferente comportamiento, se separa la irradiancia en 3 componentes: Directa, difusa y de albedo.

• Directa: es la radiación que llega a un determinado lugar procedente del disco solar y su unidad de medida es el W/m2. Es la mayor y las más importante en las aplicaciones fotovoltaicas.

• Difusa: Es la radiación procedente de toda la bóveda celeste, excepto la procedente del disco solar, y su unidad es también el W/m2.






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• Es radiación difusa la que se recibe a través de las nubes, así como la que proviene del cielo azul. De no haber radiación difusa, el cielo se vería negro, aún de día, como sucede por ejemplo en la luna.

• La suma de la directa y la difusa es la Irradiancia GLOBAL:

• Albedo: es la radiación directa y difusa que se recibe por reflexión en el suelo u otras superficies próximas.






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• Irradiación durante un día claro






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• “Número de horas de un día con una irradiancia ficticia de 1000 W/m2 que tendría la misma irradiación total que la real de ese día”.

• Con esa definición, si se tiene la irradiación de un determinado día, y se divide por 1000 W/m2, se tienen las horas de sol pico (HSP).

• Cuando la irradiación se expresa en kWh/ m2 y se divide por los citados 1000 W/m2 el resultado es obviamente el mismo número en el que estaba expresada la irradiación.

• Ejemplo: HSP = 4 kWh/m2/1000 W/m2 = 4h






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ORIENTACIÓN E INCLINACIÓN DE LOS MÓDULOSTECNOLOGÍA FOTOVOLTAICA




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Las tablas indican la radiación solar global interceptada por un plano con una cierta inclinación sobre la horizontal y orientadas a mediodía. Los valores de las tablas están expresados en MJ/m2.día para cada día del mes. Las dos últimas columnas indican la radiación anual y la de los seis meses mas fríos respectivamente.

En aplicaciones fotovoltaicas es útil expresar la radiación en horas de sol pico. Estas pueden obtenerse dividiendo los datos de las tablas por 3,6.

TABLAS DE RADIACION SOLAR, Alicante-Castellón y Valencia (WWW.AVEN.ES) http://www.aven.es/informes/rad_solar.html






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Sección HE 5 (CTE)• Contribución fotovoltaica mínima de energía

eléctrica






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• Photovoltaic Geographical Information System (PVGIS)Geographical Assessment of Solar Resource and Performance of Photovoltaic Technology. http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/






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CONANGULO DE INCLINACIONDE 30º

CONANGULO DE INCLINACIONÓPTIMO





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Ed: Producción media diaria de electricidad en el sistema dado (kWh)

Em: Producción media mensual de electricidad del sistema dado (kWh)

Hd: Cantidad media diaria de la irradiación global por metro cuadrado recibidas por los módulos del sistema dado (kWh / m2)

Hm: Cantidad media de la irradiación global por metro cuadrado recibidas por los módulos del sistema dado (kWh / m2)





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• PVGIS estimaciones de generación de electricidad solar

Ubicación: 38ｰ16'1 "Norte, 0ｰ41'42" Oeste, Elevación: 92 m snm,La ciudad más cercana: Elche, España (1 km)

Potencia nominal de la instalación fotovoltaica: 100,0 kW (silicio cristalino)Las pérdidas estimadas debido a la temperatura: 11,6% (según la temperatura ambiente local)

La pérdida estimada de cierre debido a los efectos de reflectancia angular: 2,6%

Otras pérdidas (cables, etc inversor): 7,0% OJO ESTAS PÉRDIDAS SON LAS QUE ME PREGUNTA EL PROGRAMA EN LA PÁGINA DE PV Estimation

Combinado las pérdidas del sistema PV: 20,0%






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• Otras herramientas:– Uso de excel para calcular la irradiación solar en cada instante:






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PLIEGOS DE CONDICIONES TÉCNICAS DEL IDAE






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Pliego de condiciones técnicas del IDAEhttp://www.idae.es/index.php/mod.pags/mem.detalle/id.29/relmenu.46

• Pliego de Condiciones Técnicas de Instalaciones Aisladas de Red. (feb 2009) (0,38 Mb)Requisitos para hacer una instalación, criterios de diseño, etc

• Pliego de Condiciones Técnicas de Instalaciones Conectadas a Red. (1,16 Mb)Requisitos para hacer una instalación, criterios de diseño, etc






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• Modificaciones en las primas del decreto 1565/2010: 1. Los valores de las tarifas de las instalaciones fotovoltaicas calcularán

a partir de los valores resultantes de la aplicación de la metodología establecida en el artículo 11.2 del Real Decreto 1578/2008, de 26 de septiembre, multiplicándolos por los siguientes factores:

•• Instalaciones de tipo I.1: 0,95.

• Instalaciones de tipo I.2: 0,75

• Instalaciones de tipo II: 0,55.






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• RD. 1699/2011: Autoconsumo Se aplica a instalaciones de generación fotovoltaica y eólica de potencia

no superior a 100kW, así como a otras mayores de cogeneración y biomasa de hasta 1.000kW (artículo 2).

El productor puede utilizar para autoconsumo la energía generada y ceder los excedentes a un tercero o entregar la energía a la empresa distribuidora, pero el RD no indica ningún régimen económico para esta energía ni la manera en que se debe articular esta cesión.

Las instalaciones de generación de menos de 20kW que cuenten con conexión a la red y que se encuentren en suelo urbanizado solo abonaran el coste de acometida (artículo 6), evitándose de esta manera el coste de infraestructuras adicionales que la empresa distribuidora pudiera exigir.






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• Balance neto: la energía sobrante se inyecte a la red a cambio del

derecho a consumir la electricidad equivalente cuando sea necesario.

Horizonte de compensación: Se trata del periodo durante el cual se puede consumir el excedente de energía que se ha aportado a la red.

Peaje de acceso: Se trata de la compensación que exigen las compañías eléctricas por usar sus redes para distribuir los excedentes del autoconsumo.






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• Regulaciones propuestas en borrrador y pendientes de aprobación:Se permite el balance neto horario.Se rebajan los peajes de energía para consumidores

y se suben significativamente los peajes de potencia ( término fijo).

Se introduce un peaje para la energía autoconsumidainstantáneamente.

Se tendrán que instalar dos contadores, uno bidireccional como hasta ahora, y otro para la producción solar.

Obligación a informar a nuestra empresa comercializadora que somos autoconsumidores.






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Direcciones web

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http://www.idae.es/ - -- INSTITUTO PARA LA DIVERSIFICACIÓN Y EL AHORRO DE LA ENERGÍAhttp://www.ciemat.es/ --- CENTRO DE INVESTIGACIONES ENERGÉTICAS, MEDIOAMBIENTALES Y TECNOLOGICAShttp://www.asif.org/ --- ASOCIACION DE LA INDUSTRIA FOTOVOLTAICAhttp://www.censolar.es/ --- CENTRO DE ESTUDIOS DE LA ENERGÍA SOLARhttp://www.cener.com/es/index.asp --- CENTRO NACIONAL DE LAS ENERGÍAS RENOVABLEShttp://www.plane.gob.es/plan-de-energias-renovables-2011-2020/ --- PLAN DE ENERGIAS RENOVABLEShttp://www.solarweb.net/ --- PORTAL DE LA ENERGÍA SOLAR


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Bibliografía

“Sistemas Fotovoltaicos: Introducción al diseño y dimensionado de instalaciones de energía solar fotovoltaica”. Miguel Alonso Abella.

“Energía Solar Fotovoltaica”. M. Castro Gil, J. Carpio Ibáñez, R. Guirado Torres, A. Colomenar Santos, L.Dávila Gómez.

“Energía Solar Fotovoltaica y Cooperación al desarrollo”: Ingeniería Sin Fronteras.

“Sistemas de Energía Fotovoltaica: Manual del Instalador”. Asociación de la Industria Fotovoltaica.

“Energía Solar y Agricultura: Bombeos directos y riego automático por goteo con energía solar”: Inocente García Araque. Era Solar.

“Electricidad Solar”. Eduardo Lorenzo.

“Aplicación de la Energía Solar Fotovoltaica”. Jorge Agilera Tejero.

“La Energía Solar. Aplicaciones prácticas. Censolar”: Centro de Estudios de la Energía Solar. Instalaciones solares fotovoltaicas, Alcor Cabrerizo, Enrique. Progensa

Instalaciones solares fotovoltaicas, Carrillo Martínez, Alfredo. Procompal

Fotovoltaica para profesionales:diseño, instalación y comercialización de plantas solares fotovoltaicas, Antony, Falk. Progensa

Instalaciones fotovoltaicas:manual para uso de instaladores, fabricantes, proyectistas, ingenieros y arquitectos, instituciones de enseñanza y de investigación, SODEAN

Guía del instalador de energías renovables:energía fotovoltaica, energía térmica, energía eólica, climatización, Perales Benito, Tomás. Creaciones Copyright

Energía solar fotovoltaica, Méndez Muñiz, Javier María. Fundación Confemetal

Economía de la generación fotovoltaica, Mir, Pere. Milenio

Curso de experto profesional en energía fotovoltaica, Sin autor. PROGENSA

Curso de energía solar:fotovoltaica, térmica y termoeléctrica, Madrid Vicente, Antonio. Mundi-Prensa

Curso de energía solar:(fotovoltaica, térmica y termoeléctrica) : adaptado al Código Técnico de la Edificación y al Nuevo Reglamento de Instalaciones Térmicas, Madrid Vicente, Antonio. AMV

Energía solar fotovoltaica:cálculo de una instalación aislada, Pareja Aparicio, Miguel. Marcombo

Fundamentos, dimensionado y aplicaciones de la energía solar fotovoltaíca, Sin autor. Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas

Energía solar fotovoltaica:cómo-- montar tu propia instalación de energía solar para obtener electricidad, Perales Benito, Tomás. Creaciones Copyright

Sistemas de energía fotovoltaica:manual del instalador, Sin autor. Progensa


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