UniKrannich: colóquio Porto-Lisboa / 4 e 5 de Dezembro

1. KRANNICH Dimensionamiento de sistemas de autoconsumo
SOLAR
Arturo Andrés Perales
Resp. Dpto técnico
a.andres@es.krannich-solar.com
Diciembre 2012

2. CASO PRÁCTICO: Caso práctico de dimensionamiento para configuraciones 1,
SIN BATERIAS 2, 3 y 4
Ejemplo: Fábrica de zapatos en islas Baleares
Consumo anual: 160985 kwh
Estudiamos el mes que menos energía consume, en este caso Abril
(alrededor de 4000kwh)
2

3. Dimensionamiento de sistemas de autoconsumo
CASO PRÁCTICO:
SIN BATERIAS
18000
16000
14000
12000
10000
Consumo en P2
8000 fotovoltaica
6000
4000
2000
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
3

4. Dimensionamiento de sistemas de autoconsumo
VALLE LLANO PUNTA LLANO
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
CASO PRÁCTICO: ENERO 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 1 1 1 1 3 3
SIN BATERIAS FEBRERO 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 1 1 1 1 3 3
MARZO 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 1 1 1 1 3 3
ABRIL 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 1 1 1 1 3 3
MAYO 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 1 1 1 1 3 3
JUNIO 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 1 1 1 1 3 3
JULIO 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 1 1 1 1 3 3
AGOSTO 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 1 1 1 1 3 3
SEPTIEMBRE 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 1 1 1 1 3 3
OCTUBRE 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 1 1 1 1 3 3
NOVIEMBRE 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 1 1 1 1 3 3
DICIEMBRE 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 1 1 1 1 3 3
4

5. CASO PRÁCTICO:
SIN BATERIAS
Energía consumida
peor mes del año/horas de sol
(dicho mes) = Potencia FV
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6. Dimensionamiento de sistemas de autoconsumo
Datos de los Consumos del Cliente
CASO PRÁCTICO:
SIN BATERIAS Resumen Anual Llano Total
Consumo 119.110 kWh 160.985 kWh
Termino Energía 0,163079 €/kWh 0,139 €/kWh
Facturación 19.424 € 22.361 €
Potencia del sistema 20,00 kWp
Coste proyecto 1,50 €/Wp 30.000 €
Ingresos del Proyecto
Irradiación 1.400 kWh/kWp
Producción (año 1) 28.000 kWh
Precio de Energía (€/kWh) 0,163 €/kWh
Perdidas de Producción Paneles 0,30%
6

7. Dimensionamiento de sistemas de autoconsumo
CASO PRÁCTICO:
SIN BATERIAS
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
PROD 10,0 12,6 14,4 15,0 14,4 12,6 10,0 7,0 3,8 1,2
Abril . kWh kWh kWh kWh kWh kWh kWh kWh kWh kWh
CONS 9,8 9,8 9,8 9,8 9,8 9,8 9,8 9,8 9,8 9,8
30 . kWh kWh kWh kWh kWh kWh kWh kWh kWh kWh
7

8. Dimensionamiento de sistemas de autoconsumo
AHORRO TOTAL GASTOS TOTALES
Flujo de Caja
Término Mantenimiento
Año Rendimiento % kWh Energía Total € Inversión € Tasas € € Reserva € Total € Cash Flow IVA € Anual Acumulado
0 0,00% 0 0 0 -30.000 € -400 € 0 0 -30.400,00 € -30.400,00 € -6.300,00 € -36.700,00 € -36.700,00 €
1 100,00% 28.000 kWh 0,163 €/kWh 4.566 € 0 0 -400,00 € 0,00 € -400,00 € 4.166,21 € 874,90 € 7.174,90 € 11.341,12 € -25.358,88 €
2 99,70% 27.916 kWh 0,168 €/kWh 4.689 € 0 0 -412,00 € 0,00 € -412,00 € 4.277,09 € 898,19 € 23,28 € 4.300,37 € -21.058,51 €
3 99,40% 27.832 kWh 0,173 €/kWh 4.815 € 0 0 -424,36 € 0,00 € -424,36 € 4.390,87 € 922,08 € 23,89 € 4.414,76 € -16.643,75 €
4 99,10% 27.748 kWh 0,178 €/kWh 4.945 € 0 0 -437,09 € 0,00 € -437,09 € 4.507,63 € 946,60 € 24,52 € 4.532,14 € -12.111,60 €
5 98,80% 27.664 kWh 0,184 €/kWh 5.078 € 0 0 -450,20 € 0,00 € -450,20 € 4.627,44 € 971,76 € 25,16 € 4.652,60 € -7.459,01 €
6 98,50% 27.580 kWh 0,189 €/kWh 5.214 € 0 0 -463,71 € 0,00 € -463,71 € 4.750,38 € 997,58 € 25,82 € 4.776,20 € -2.682,81 €
7 98,20% 27.496 kWh 0,195 €/kWh 5.354 € 0 0 -477,62 € 0,00 € -477,62 € 4.876,53 € 1.024,07 € 26,49 € 4.903,03 € 2.220,22 €
8 97,90% 27.412 kWh 0,201 €/kWh 5.498 € 0 0 -491,95 € 0,00 € -491,95 € 5.005,98 € 1.051,26 € 27,18 € 5.033,17 € 7.253,38 €
9 97,60% 27.328 kWh 0,207 €/kWh 5.646 € 0 0 -506,71 € 0,00 € -506,71 € 5.138,81 € 1.079,15 € 27,89 € 5.166,70 € 12.420,08 €
10 97,30% 27.244 kWh 0,213 €/kWh 5.797 € 0 0 -521,91 € 0,00 € -521,91 € 5.275,10 € 1.107,77 € 28,62 € 5.303,72 € 17.723,81 €
11 97,00% 27.160 kWh 0,219 €/kWh 5.953 € 0 0 -537,57 € 0,00 € -537,57 € 5.414,94 € 1.137,14 € 29,37 € 5.444,31 € 23.168,11 €
12 96,70% 27.076 kWh 0,226 €/kWh 6.112 € 0 0 -553,69 € 0,00 € -553,69 € 5.558,43 € 1.167,27 € 30,13 € 5.588,56 € 28.756,68 €
13 96,40% 26.992 kWh 0,233 €/kWh 6.276 € 0 0 -570,30 € 0,00 € -570,30 € 5.705,65 € 1.198,19 € 30,92 € 5.736,57 € 34.493,24 €
14 96,10% 26.908 kWh 0,239 €/kWh 6.444 € 0 0 -587,41 € 0,00 € -587,41 € 5.856,70 € 1.229,91 € 31,72 € 5.888,42 € 40.381,67 €
15 95,80% 26.824 kWh 0,247 €/kWh 6.617 € 0 0 -605,04 € 0,00 € -605,04 € 6.011,68 € 1.262,45 € 32,55 € 6.044,23 € 46.425,90 €
16 95,50% 26.740 kWh 0,254 €/kWh 6.794 € 0 0 -623,19 € 0,00 € -623,19 € 6.170,69 € 1.295,85 € 33,39 € 6.204,08 € 52.629,98 €
17 95,20% 26.656 kWh 0,262 €/kWh 6.976 € 0 0 -641,88 € 0,00 € -641,88 € 6.333,83 € 1.330,10 € 34,26 € 6.368,09 € 58.998,07 €
18 94,90% 26.572 kWh 0,270 €/kWh 7.162 € 0 0 -661,14 € 0,00 € -661,14 € 6.501,20 € 1.365,25 € 35,15 € 6.536,35 € 65.534,42 €
19 94,60% 26.488 kWh 0,278 €/kWh 7.354 € 0 0 -680,97 € 0,00 € -680,97 € 6.672,92 € 1.401,31 € 36,06 € 6.708,98 € 72.243,40 €
20 94,30% 26.404 kWh 0,286 €/kWh 7.550 € 0 0 -701,40 € 0,00 € -701,40 € 6.849,09 € 1.438,31 € 37,00 € 6.886,08 € 79.129,48 €
21 94,00% 26.320 kWh 0,295 €/kWh 7.752 € 0 0 -722,44 € 0,00 € -722,44 € 7.029,82 € 1.476,26 € 37,95 € 7.067,77 € 86.197,25 €
22 93,70% 26.236 kWh 0,303 €/kWh 7.959 € 0 0 -744,12 € 0,00 € -744,12 € 7.215,23 € 1.515,20 € 38,94 € 7.254,16 € 93.451,42 €
23 93,40% 26.152 kWh 0,312 €/kWh 8.172 € 0 0 -766,44 € 0,00 € -766,44 € 7.405,44 € 1.555,14 € 39,94 € 7.445,38 € 100.896,80 €
24 93,10% 26.068 kWh 0,322 €/kWh 8.390 € 0 0 -789,43 € 0,00 € -789,43 € 7.600,56 € 1.596,12 € 40,98 € 7.641,54 € 108.538,34 €
25 92,80% 25.984 kWh 0,332 €/kWh 8.614 € 0 0 -813,12 € 0,00 € -813,12 € 7.800,74 € 1.638,15 € 42,04 € 7.842,77 € 116.381,11 €
8

9. Dimensionamiento de sistemas de autoconsumo
CASO PRÁCTICO: Caso práctico de dimensionamiento para configuracion 5, con baterias
CON BATERIAS
Dimensionado del generador
•Cálculo exacto del consumo deseado
•Determinación del periodo de uso
•Recogida de información sobre la irradiación en la ubicación deseada
•Cálculo de las pérdidas esperadas
•Determinación de la potencia del generador en función de la irradiación, el
periodo de uso y las pérdidas esperadas
9

10. Dimensionamiento de sistemas de autoconsumo
CASO PRÁCTICO: Cálculo exacto del consumo deseado
CON BATERIAS
DIMENSIONADO Ejemplo:
DEL GENERADOR
Consumo alumbrado público
Potencia total: 5000w
Tiempo: 15h
7 días a la semana
Consumo diario total 75000whdia
10

11. Dimensionamiento de sistemas de autoconsumo
Recogida de
CASO PRÁCTICO: información sobre la
CON BATERIAS irradiación en la
DIMENSIONADO ubicación deseada
DEL GENERADOR
11

12. Dimensionamiento de sistemas de autoconsumo
CASO PRÁCTICO: Cálculo de las pérdidas esperadas
CON BATERIAS
DIMENSIONADO DC: AC:
DEL GENERADOR
Suciedad de los módulos 2% Cableado módulos inversor 2%
Cableado módulos regulador 2% Inversor 3,5% y 6%
Tipo de regulador Cableado inversor conexión a red 1%
MPPT 4% Inversor de aislada 10%
PWM 36 células 20% Cableado DC bateria inversor 2%
PWM 72 células 25% Distribución consumidores 4%
Cableado regulador bateria 1% Total 25%
Por temperatura de baterias 5%
Total entre un 14% y 35%
12

13. Dimensionamiento de sistemas de autoconsumo
Dimensionado del generador
13

14. Dimensionamiento de sistemas de autoconsumo
Determinación del tipo de sistema
CASO PRÁCTICO:
CON BATERIAS
• Seleccionar en función de la potencia necesaria y las longitudes
de cables un sistema de corriente continua o alterna
• Determinar la tensión de sistema en instalaciones de corriente
continua
• Seleccionar el inversor de acuerdo con la potencia del generador y
la tensión de módulos en instalaciones de corriente alterna
• Calcular las secciones de cables en función de las longitudes, la
potencia transferida y las pérdidas esperadas
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15. Dimensionamiento de sistemas de autoconsumo
CASO PRÁCTICO: Determinación del tipo de sistema
CON BATERIAS
Tensión del sistema 48V
Potencia del inversor : 5000W
15

16. Dimensionamiento de sistemas de autoconsumo
CASO PRÁCTICO: Dimensionado de la batería
CON BATERIAS
• Selección de la batería adecuada para la aplicación deseada
• Dimensionado de la batería en función de la potencia del generador
y el número deseado de días de autonomía
• Calcular la profundidad de descarga máxima de la batería 50%
• Tener en cuenta las pérdidas en AC
Inversor de aislada 10%
Cableado DC bateria inversor 2%
Distribución consumidores 4%
• Selección del regulador de carga de acuerdo con las características
técnicas y la intensidad admisible
16

17. Dimensionamiento de sistemas de autoconsumo
CASO PRÁCTICO:
CON BATERIAS
17

18. Dimensionamiento de sistemas de autoconsumo
CASO PRÁCTICO: Un regulador MPPT puede llegar a
CON BATERIAS aumentar la eficiencia del sistema
hasta un 20%
18

19. Dimensionamiento de sistemas de autoconsumo
CASO PRÁCTICO:
Cuidado: Corriente máxima y potencia máxima de
CON BATERIAS entrada Outback FM
Flexmax 60
Corriente máxima de entrada 46A
Potencia máxima de entrada
900W(12V)/1800W(24V)/3600W(48V)/4500W(60V)
Flexmax 80
Corriente máxima de entrada 64A
Potencia máxima de entrada
1250W(12V)/2500W(24V)/5000W(48V)/6250W(60V)
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20. Dimensionamiento de sistemas de autoconsumo
CASO PRÁCTICO:
CON BATERIAS
20

21. Dimensionamiento de sistemas de autoconsumo
CASO PRÁCTICO:
CON BATERIAS
21

22. Gracias por su atención!
22