Curs renovables fotovoltaica

Material didàctic nivells
3r ESO i 1r Batx.
Competències 1...8

Introducció a l’energia
solar fotovoltaica.
Una visió general dels sistemes
convencionals més propers.

Activitat participativa sobre
COM CREAM coneixements previs
ELECTRICITAT? Nivells: 3r ESO , 1r Batxiller
Competències: C1,...,C8

Activitat participativa sobre coneixements previs
Nivells: 3r ESO , 1r Batxiller
L'energia solar és l'energia que prové del Sol en ones electromagnètiques. La
utilització d'aquesta energia per a fins humans és renovable ja que l'energia
rebuda del Sol no minva pel fet d'utilitzar-la. La radiació té un valor de
potència que varia segons el moment del dia, les condicions atmosfèriques
que l'esmorteeixen i la latitud. Es pot assumir que en bones condicions
d'irradiació el valor és superior als 1000 W/m2 a nivell de la superfície
terrestre. La radiació és aprofitable en els seus components directament i
difosa, o bé en la suma d'ambdues. La radiació directa és la que arriba
directament del focus solar, sense reflexions o refraccions intermitges. La
difosa és aquella que està present a l'atmosfera gràcies als múltiples
fenòmens de reflexió i refracció solar dels núvols, i la resta d'elements
atmosfèrics i terrestres. La radiació directa és direccional i pot reflectir-se i
concentrar-se, mentre que la difosa no, ja que és omnidireccional.
Tipus de
radiació

Energia
solar

Activitat partcipativa sobre coneixements previs
L'energia solar fotovoltaica: És la forma d'obtenció d'energia solar a
través de dispositius semiconductors que en rebre radiació solar
s'exciten, provoquen salts electrònics i una petita diferència de
potencial tipus díode en els seus extrems. L'acoblament en sèrie de
diversos d'aquests díodes òptics permet l'obtenció de voltatges majors
en configuracions molt senzilles, i aptes per a petits dispositius
electrònics. A major escala, el corrent elèctric continu que
proporcionen les plaques fotovoltaiques es pot transformar en corrent
altern i injectar en xarxa i a n'aquests moments ja es posible
l'autoconsum. En entorns aïllats, on es requereix poca corrent
elèctrica i l'accés a la xarxa està penalitzat econòmicament per la
distància, com refugis de muntanya, estacions meteorològiques o de
comunicacions, s'empren les plaques fototovoltaiques com alternativa
econòmicament viable.
ENERGIA SOLAR

CLICK


Energia Solar. Com es distribueix?


Com
l'aplicam


En grup de dos respon i exposa les següents qüestions

Realitza una breu explicació de com es crea electricitat amb plaques
fotovoltaiques
Com distribuim i aprofitam l'energia del Sol
Anomena les aplicacions de l'energia solar fotovoltaiques

Activitat expositiva C.3

INSTRUMENTS DE
MESURA I MAGNITUTS
BÀSIQUES

INSTRUMENTS DE
MESURA MAGNITUTS DE MESURA

RADIOMETR
W/m²
E

AMPERÍMET
AMPERS (A)
RE

VOLTÍMETR
VOLTS (v)
E

VATÍMETRE WATS (w)

Activitat participativa sobre tensió
Nivells: 3r ESO
Individualment uneix el que Competències: C1,...,C8
correspongui

INSTRUMENTS DE
MESURA MAGNITUTS DE MESURA

RADIOMETR
E AMPERS (A)

AMPERÍMET
WATS (w)
RE

VOLTÍMETR
W/m²
E

VATÍMETRE VOLTS (v)


RADIACIÓ SOLAR
La radiació solar fora de l'atmosfera fos
de 1353W/m² anomenada Constant Solar
la que arriba a la superfície terrestre és
de1000W/m² motivat pel pas de gasos
atmosfèrics, vapor d'aigua i pols.
Si tenim en compte que no tots els dies
de l'any són igual, que la inclinació del
sol respecte a la terra també varia segons
l'època de l'any, la zona d'ubicació hi ha estudis de radiació fets per tot l'any i
zona i tenint en compte els diferents tipus de radiació diaria que ens podem
trobar, que són:
Radiació directe: És la radiació rebuda desde el sol sense que sofresqui cap
desviació mentres atravessa l'atmosfera.
Radiació difusa: És la que sofreig canvis en la seva direcció quan atravessa
l'atmosfera principalment degut a la reflexió i difusió en l'atmosfera.
Albedo: Es denomina així a la radiació directa i difusa que es reflecteix en el
sòl o altres superfícies pròximes.

Ampliació coneixements
professor

AMB QUIN INSTRUMENT DE
MESURA PODEM MESURAR
LA RADIACIÓ SOLAR?

Radiòmetre solar
(piranometro fotovoltaico)

Nivells: 1r Batxiller

I COM FUNCIONA?

El radiòmetre solar calcula el rendiment energètic amb una precisió
elevada, així com altres valors nominals segons model(corrent, tensió,
potència en el lloc de treball). Així resulta possible la recopilació i la
projecció d'una instal.lació fotovoltaica. El mesurament de la intensitat
de la llum es realitza amb cèl lules solars de silici monocristall que a
més reben el proveïment d'energia de l'aparell. El processador
integrat en el radiòmetre solar realitza una correcció automàtica que
fa que es mantingui la precisió bàsica després de la calibració de
cada aparell en el simulador solar. En tots els modes de mesura es
representen en l'aparell les magnituds de mesura a triar entre
Ptot (en W/m²), Pn, Un, In (en%) o T (en ° C). es pot realitzar una
mesurament directe d'intensitat lluminosa o
temperatura en una posició definida. Aquests
valors es poden extreure per a la comprovació
del grau d'efectivitat de mòduls fotovoltaics
instal.lacions solars i tèrmiques.

Piranòmetre de mesura de radiació directe:
Quan estan col·locats damunt superfícies horitzontals, correctement
anivellats I lliures de sombres reben tota la radiació de la volta
celeste donant les mesures segons les especificaciopns de l'aparell

Piranòmetre de mesura de radiació difusa:
També pot estimar-se el valor de la radiació difusa tapant el disc
solar mitjançant un cartó o una altre superfície opaca situada a
alguns centímetres del sensor, de forma que projecti la seva ombra
just sobre la seva cèllula de silici. I així nomes mesura la difusa


QUANTES HORES DE SOL
I PER CERT
TENIM

ARA HO EXPLICAM

35º Gen. Feb. Març Abril Maig Juny Juliol Agost Set. Oct. Nov. Des.
HSP 3,93 4,52 4,87 5,18 6,06 6,28 6,60 6,26 5,69 4,92 4,02 3,11

Tenim una mitja per aquesta inclinació a Balears de 5,12 HSP

60º Gen. Feb. Març Abril Maig Juny Juliol Agost Set. Oct. Nov. Des.
HSP 4,37 4,38 4,65 4,51 4,87 4,85 5,17 5,28 5,27 4,39 3,49 3,48


Activitat partcipativa sobre radiació solar

En grup de 4 respon i exposa la següent qüestió i realitza la pràctica

Explica i realitza un debat dels diferents tipus de radiació
Radiació directe
Radiació difusa
Albedo
Pren mesures amb el radiometre a l'exterior i explica el seu funcionament


I QUIN ÉS L'INSTRUMENT DE
MESURA QUE S'UTILITZA
PER SABRE QUINA
INTENSITAT TENIM?


DEFINICI
INTENSITA Ó

T

Es la quantitat d'electrons que circula per un conductor o circuit durant
un tems determinat.

Més endevant veurem la importància d'aquesta, ja que, en tots els
elements que comporten una instalació solar fotovoltaica la
intensitat que hi circula per ell és un paràmetre vital i de molta
importància


Amperímetr
e

Amperímetr professor
e
Un amperímetre és un instrument que serveix per mesurar la
intensitat de corrent que està circulant per un circuit elèctric. Un
microamperímetro està calibrat en milionèsimes de ampere i un
miliamperímetro en mil.lèsimes de ampere.
Si parlem en termes bàsics, l'amperímetre és un simple galvanòmetre
(instrument per detectar petites quantitats de corrent) amb una
resistència en paral·lel, anomenada shunt. Disposant d'una gamma
de resistències shunt, podem disposar d'un amperímetre amb
diversos rangs o intervals de mesurament. Els amperímetres tenen
una resistència interna molt petita, per sota d'1 ohm, amb la finalitat
que la seva presència no disminueixi el corrent a mesurar quan es
connecta a un circuit elèctric.
L'aparell descrit correspon al disseny original, ja que en l'actualitat els
amperímetres utilitzen un conversor analògic / digital per a la
mesura de la caiguda de tensió en un resistor pel qual circula el
corrent a mesurar. La lectura del convertidor és llegida per un
microprocessador que realitza els càlculs per a presentar en un
display numèric el valor del corrent elèctric circulant.

Com es
connecta?

Activitat participativa sobre intensitat

Individualment respont a la qüestió exposada i en grups de
4 realitza la pràctica

Defineix intensitat
Realitzar mesures d'intensitat a circuits

Es pot aprofitar circuits ja
montats
d'altres cursos


PER SABER QUINA
TENSIÓ TENIM?


DEFINICI
TENSIÓ Ó

La tensió elèctrica o diferència de potencial (també anomenada voltaje) és
una magnitud física que mesura la diferència de potencial elèctric entre dos
punts. També es pot definir com el treball per unitat de càrrega exercit pel
camp elèctric sobre una partícula carregada per moure entre dues posicions
determinades
MÉS SIMPLE
Es l'energía amb la que un generador impulsa els electrons que circulen por
un circuit elèctric.


Voltímetre

professor
Voltímetre

VOLTÍMETRE: Un voltímetre és un instrument que serveix per
mesurar la diferència de potencial entre dos punts d'un circuit
elèctric.
En funció de la seva configuració es pot distingir dos tipus de
voltímetres en general:

Voltímetre galvanomètric o de bobina mòbil. S'utilitza en
aplicacions amb corrent continu. No obstant, existeixen
models que poden separar el corrent altern del corrent continu
i les mesuren de forma independent.

Voltímetre electrònic

professor
Voltímetre

Utilització: Per efectuar la mesura de la diferència de potencial
el voltímetre ha de col·locar en paral·lel, és a dir, en derivació
sobre els punts entre els quals tractem d'efectuar la mesura.
Això ens porta al fet que el voltímetre ha de posseir una
resistència interna el més alta possible, per tal que no
produeixi un consum apreciable, la qual cosa donaria lloc a
una mesura errònia de la tensió. Per això, en el cas
d'instruments basats en els efectes electromagnètics del
corrent elèctric, estaran dotats de bobines de fil molt fi i amb
moltes espires, de manera que amb poca intensitat de corrent
a través de l'aparell s'aconsegueix el moment necessari per al
desplaçament de l'agulla indicadora

Activitat participativa sobre tensió

Individualment respont a la qüestió exposada i en grups de
4 realitza la pràctica

Defineix tensió
Realitzar mesures de tensió a circuits o directament d'endolls de l'aula

montats
d'altres cursos


PER SABRE QUINA
POTÈNCIA TENIM?


Vatímetre


Vatímetre

És l'instrument utilitzat per mesurar la potència elèctrica.
En funció de la seva configuració es distingueixen dos tipus
principals:
Vatímetre electrodinàmic. Es compon de dues bobines fixes
(bobines de corrent) i una mòbil (bobina de potencial).

Vatímetre electrònic. S'utilitza per la presa de mesures de
potències directes i petites. També s'utilitza en aplicacions on la
mesura de potència ha de fer-se a freqüències majors.

professor
Vatímetre
Fixau-vos:
Podriem aplicar per sabre la potència un voltímetre i un amperímetre
Però d'aquesta manera tendríem la potència aparent.
La potència que nosaltres necessitam és la activa

Pactiva = v * I * f.d.p (cos fi)
Paparent = v * I

Es defineix factor de potència, fdp, d'un circuit de corrent altern, com
la relació entre la potència activa, P, i la potència aparent, S. Dóna
una mesura de la capacitat d'una càrrega d'absorbir potència activa.
Per aquesta raó fdp = 1 en càrregues purament resistives i en
elements inductius i capacitius ideals sense resistència fdp = 0

I d'on surt

Vatímetre I, amb què?

Com parlam de produir energia aquesta la podem comptar

COMPTADORS

Activitat participativa sobre potència

En grups de 4 realitza la pràctica

Realitzar mesures de potència a circuits

montats
d'altres cursos

TOPOLOGIA DE LA
INSTAL·LACIÓ
ILL
2 TIPUS Panells
A
fotovoltaics

regulad
or

baterie
No ens d'oblidar de les proteccions i en el cas de conexió
s
A xarxa no ens d'oblidar dels equips de mesura
invers
or

INJECCI Panells
XARXA
Ó fotovoltaics
AUTOCONSU invers
M or


ELEMENTS DE LES
INSTAL·LACIONS

Panell
fotovoltaic

Conceptes generals

Tipus de panells i característiques de
funcionament

Orientació

Paràmetres dels panells

Connexió

Panell
fotovoltaic

Tenim tres tipus de panell segons el seu rendiment i construcció
Panell monocristalí
Panell policristalí
Panell amorf

Panell
fotovoltaic

Conceptes generals:

Una placa o panell fotovoltaic és un conjunt de cel·les fotovoltaiques
interconnectades.

La placa fotovoltaica està dissenyada per suportar les condicions que es
donen a l'aire lliure i poder formar part de la “pell” de l'edifici. La seva vida
útil s'estima al voltant de fins a 50 anys

Les cèl·lules s'encapsulen en una resina, i es col·loquen entre dues làmines
per formar els mòduls fotovoltaics. La làmina exterior és de vidre i la
posterior pot ser de plàstic opac o de vidre, si es vol fer un mòdul
semitransparent.

Tipus de
panells
I com estan fetes

Monocristalines

Les plaques monocristalines són les que estan fetes en cèl·lules
monocristalines.
Les cèl·lules de silici monocristal s'obtenen a partir de silici molt pur, que es
refon amb una petita proporció de bor.
Una vegada que el material es troba en estat líquid se li introdueix una
vareta amb un "vidre germen" de silici, que es va fent recréixer amb nous
àtoms procedents del líquid, que queden ordenats seguint l'estructura del
cristall.
D'aquesta manera s'obté una monocristall dopat, que després es talla en
cèl·lules d'aproximadament 3 dècimes de mil.límetre de gruix.
Aquestes cèl·lules s'introdueixen després en forns especials, dins dels als
es difonen àtoms de fòsfor que es dipositen sobre una cara i assoleixen
una certa profunditat en la seva superfície.
Posteriorment, i abans de realitzar la serigrafia per a les interconnexions
superficials es recobreixen amb un tractament Antireflex de diòxid de
titani o zirconi.

Tipus de
panells

Panells policristalins:

I com estan fetes

En les cèl·lules policristal·lines, en lloc de partir d'un monocristall,
es deixa solidificar lentament sobre un motlle la pasta de silici,
amb la qual cosa s'obté un sòlid format per molts cristalls de
silici, que poden tallar-se després en fines cèl·lules
policristal·lines.


Tipus de
panells

I com estan fetes

Plaques amorfes:
Són aquelles que en la construcció de les cèl·lules no es cristalitza el silici

Nivells: 3r ESO, 1r Batxiller

I QUINA POTÈNCIA PRODUEIXEN
AQUESTES PLAQUES


Tipus de
panells

Rendiment dels diferents tipus de plaques:

Plaques monocristalines: Aproximadament un 12% - 17%

Plaques policristalines: Aproximadament un 12% - 15%

Plaques amorfes: Aproximadament un 7% - 12%


QUÈ ÉS EL RENDIMENT


Tipus de
panells

Per exemple:

Sabem que el sol radia a una potència mitja de 1000w/m²

Així doncs si tenim una placa d'un rendiment del 15% significa que per
cada m² de planca tenim el 15% de la producció solar es a dir 150w.

Les plaques més grosses i de més rendiment en aquests moments són
d'uns 340w

A laboratori ja es fan experiments amb rendiments bastants més elevats


Com s'orienten els panells


Orientació i
inclinació

A l'hemisferi nord, cal orientar les
plaques, en direcció sud i amb
una inclinació determinada. La
més apropiada en cada
emplaçament depèn de la
latitud i de l'època de l'any, sent
aconsellable l'estudi de radiació
solar rebuda per a cada
emplaçament.

La inclinació dels mòduls variarà
en funció de les necessitats
energètiques previstes i del
període d'utilització, per tal de
fer un balanç estacional
(hivern, estiu) o annual


Orientació i
inclinació

Hi ha taules que segons el més de l'anyque aquestes
Hem de pensar et diven a quina inclinació ha
inclinacions
d'anar els panells però el que es sol fer són les mitges de les
temporades a utilitzar. per una latitud a Mallorca de
són
39,57º
Si la utilització és anual dependrà del tipus de instal·lació:

Si és amb illa es recomana deixar-ho a 55º

Si és per connexió a xarxa o autoconsum es recomano a deixar-ho a uns
30-35º

Paràmetre
s

PARÀMETRES D'UN PANELL SOLAR FOTOVOLTAIC

Paràmetre
s

PARÀMETRES D'UN PANELL SOLAR FOTOVOLTAIC:

CORRENT DE CURTCIRCUIT ISC: És la màxima intensitat de corrent que
proporciona el panell, i correspon a la corrent que lliura quan es connecten
directament els dos borns.

TENSIÓ DE CIRCUIT OBERT VOC: És el màxim voltatge que proporciona
el panell, corresponent al cas en què els borns estan "a l'aire". Voc sol ser
menor de 22 V per mòduls que hagin de treballar a 12 V.

PUNT DE MÀXIMA POTÈNCIA: Hi ha un punt de funcionament (IPmax,
VPmax) per al qual la potència lliurada és màxima (PM = IPmax. VPmax).
Aquest és el punt de màxima potència del panell, i el seu valor es dóna en
Watts (W). Quan treballa en aquest punt, s'obté el major rendiment possible
del panell. No obstant això, no cal oblidar que en la pràctica la tensió de
treball ve determinat per la bateria. Els valors típics de IPmax i VPmax són
alguna cosa menors als de ISC i VOC.


Com es connecten els panells?

Connexió

Connexió sèrie:

Es realitza connectant el negatiu
de la 1a placa amb el positiu de
la 2a, el negatiu de la 2a amb el
positiu de la 3a i així
sucessivament fins aconseguir la
tensió desitjada ja que els
panells en sèrie el voltatge es
suma.
El positiu de la 1a i el negatiu de la darrera aniràn connectats a
l'aperell que es connecti el grup de plaques


Connexió

Connexió paral·lel

Es connecta positiu amb positiu i negatiu amb negatiu i així fins arribar a
la intensitat desitjada ja que la intensitat en aquest cas es suma.


Connexió

Connexió mixte
(sèrie i paral·lel):

S'ha d'estodiar la manera de la seva connexió segons
cada cas.
Per exemple si els panells són de 12v i 5A tenim segons el dibuix tenim 3
panells
en sèrie amb 4 grups això vol dir que el sistema te 3 * 12v=36v i 4 * 5A=20A
es a dir 36v 20A amb una potència nominal P=v * I 36 * 20= 720w


ELEMENTS DE LES
INSTAL·LACIONS


Regulador de
càrrega

REGULADORS

Funcionament

Tipus

Característiques

Connexionat

Nivells:1r Batxiller

Regulador de
càrrega

Justificació de funcionament:

Els mòduls fotovoltaics tenen una tensió nominal nominal
superior a la tensió nominal de les bateries o acumuladors
usats a les instal.lacions
Aquest fet es deu fonamentalment a dues causes:

La tensió nominal de la consola ha de ser més elevada, per
pal.liar la disminució que es pot produir a causa de l'augment de
temperatura.
La tensió a circuit obert del panell fotovoltaic ha de ser sempre
major que la tensió màxima de bateria, per poder carregar
adequadament.

Per assolir un ple estat de càrrega en una bateria
de 12 V nominals, necessitem una tensió mínima de
14 V (2.34 V per element de bateria).


Regulador de
càrrega

La missió del regulador:

Evitar que, a causa d'una sobrecàrrega excessiva
proporcionada per el panell, aquest pugui en algun moment
causar perjudicis al acumulador, escurçant la vida d'aquest.
Limita la tensió de la bateria a uns valors adequats per al
manteniment, en estat de flotació, del grup.

professor
Regulador de
càrrega

Funcionament del regulador:
Habitualment, el control de l'estat de càrrega de les bateries es
realitza mitjançant la mesura de la tensió en borns, usant les
dades proporcionades pels diferents fabricants, ja que existeix
una relació entre aquests dos paràmetres.
D'aquesta manera, el circuit de control del regulador de càrrega sap
quan aquest ha de començar a actuar limitant la corrent
proporcionada pel grup fotovoltaic.
Quan la tensió arriba a un valor per al qual es considera que la
bateria es troba carregada (aproximadament 14,4Volts per una
bateria de plom àcid de 12 Volts nominals) el regulador interromp
el procés de càrrega.
Això pot aconseguir obrint el circuit entre els mòduls fotovoltaics i la
bateria (control tipus sèrie) o curtcircuitant els mòduls fotovoltaics
(control tipus shunt).
Quan el consum fa que la bateria comenci a descarregar i per tant a
baixar la seva tensió, el regulador reconecta el generador a la
bateria i torna a començar el cicle.


Regulador de Tipos de reguladors:
càrrega
Regulador shunt

Regulador sèrie

Reguador òptim

Panell autorregulat

Regulador maximitzador

UN DELS REGULADORS MÉS UTILITZATS SON ELS
REGULADORS MAXIMITZADORS


Regulador de
Regulador maximitzador
càrrega

El regulador maximitzador permet aprofitar la potència dels mòduls fotovoltaics per
poder carregar bateries, però a diferència d'un regulador normal, aquest permet
obtenir un 30% extra de rendiment gràcies a la tecnologia MPPT.

Què vol dir que sigui MPPT?

MPPT (Maximum Power Point Tracking) és una tecnologia que es va començar
usant en instal · lacions solars de venda d'energia per treure-li el màxim rendiment
a la instal·lació.

El funcionament és senzill, en comptes d'usar la intensitat de les plaques solars a
una tensió de 12 o 24v, permet connectar en sèrie les plaques per aconseguir un
voltatge alt, a partir del qual s'obtindrà el corrent màxima del sistema.

Actualment s'aplica a instal · lacions aïllades aconseguint diverses millores:

Podem connectar diverses plaques de diferents fabricants sense obtenir perdudes.
Obtenim fins a un 30% més de rendiment davant d'un regulador normal.

És compatible amb sistemes solates tant a 12V, 24V, 48V o 60V, detectant la tensió
automàticament. Subministra fins 60A de càrrega en qualsevol d'aquests sistemes


Regulador de
càrrega
ESQUEMA DE FUNCIONAMENT:


Bateries


Bateries

Conceptes

Connexionat

Bateries


Connexionat
de
les bateries

IMPORTANT:
Mai junti el pol positiu marcat en color vermell amb el negatiu
marcat en color negre de la mateixa bateria.

Realitzaríem UN CURTCIRCUÏT i possiblement la mort de la bateria

Connexionat
de
les bateries
Connexió en sèrie:
Recordarem que les bateries connectades en sèrie la tensió de
cadascuna se suma, per exemple si tenim 6 bateries de 2v en sèrie
tindrem 12v
I com es connecten?
Negatiu de la primera bateria amb el positiu de la segona, negatiu de la
segona amb el positiu de la tercera i així fins aconseguir la tensió
desitjada.
La connexió cap a l'element que correspongui es realitzarà entre el
positiu de la primera bateria amb el negatiu de l'última.

Connexionat
de
les bateries

Connexió en paral · lel:
En paral · lel la tensió és la mateixa en tot el conjunt en canvi la intensitat
se suma
I com es connecten?
Tots els negatius junts i tots els positius junts poden fer la connexió cap a
l'element que sigui procedent en el lloc que millor convingui

Connexionat
de
les bateries

Connexió mixta:
Es realitza quan volem arribar a una tensió desitjada i després sumar
intensitat.
Com es fa? IMPORTANT: NO MESCLAR
Farem grups en sèrie per aconseguir la tensió desitjada i després
BATERIES DE DIFERENTS
col·locarem en paral · lel tants grups sèrie fins a aconseguir la intensitat
desitjada. CARACTERÍSTIQUES

Activitat participativa sobre Bateries
Nivells: 3r ESO

En grups de 4 realitza els seguents muntages
i fes les diferents mesures

Muntatge de piles amb serie
Muntatge de piles amb paralel
Realització de mesures de tensió i de
intensitat de cada muntatge

Activitat participativa sobre Bateries
Nivells: 1r de Batxiller

En grups de 2 extreure una bateria de preguntes
de cada diapositiva dels conceptes de funcionament
de les bateries


Inversor

CONVERTIDOS / INVERSORS:

Funcionament

Tipus

Característiques

Connexionat


Inversor

FUNCIONAMENT BÀSIC:

Són els encarregats de convertir el corrent continu proporcionada per les bateries
en el cas d'instal·lacions en illa o directament dels panells fotovoltaics en el cas
d'istal·lacions connectades a xarxa o bombeig directe en el corrent altern a la
tensió de la xara elèctrica convencional.
El convertidor consta d'un circuït electrònic reaitzat amb transistors o tiristors, que
trossetja el corrent continu alternàndola i creant ona de forma quadrada. Aquest
tipus d'ona pot ser ja utilitzada després d'haver-lafeta passar per un
transformador que la elevi de tensió, obtenint doncs els denominats
convertidors d'ona quadrada, o bé, si es fltre, obtenir una forma d'ona sinusoidal
igual a la de la xarxa elèctrica.

Esquema de bloques convertidor cc/ca


Inversor
TIPUS D'INVERSOR


Inversor

Es classifiquen segons:

Tipus d'ona de freqüència:
Ona trossetjada
Ona quadrada
Ona senoidal
TIPUS D'INVERSOR
Tipus d'instal·lació:
Aillada
Bombeig
Connexió a xarxa
Autoconsum

EL MÉS RECOMENABLE ÉS INSTAL·LAR
UN INVERSOR D'ONA SENUSOIDAL


Inversor
IMPORTANT: NO OBLIDAR-SE DE LA
T.T

CONNEXIONAT:
El connexionat és simple ja
que ve marcat.
Entrada de c.c
Entrada de font de c.a
externa (generador...)
Sortida de c.a

Activitat participativa sobre Inversors
Nivells: 3r ESO, 1r de batxiller

Individualment i per a casa

Realitza una recerca de les característiques
dels diferents tipus segons:
Ona
Tensió
Potència


COM ES REALITZA UN CÁLCUL
D'UNA INSTAL·LACIÓ AILLADA

Realitzam un càlcul de manera TOTS ELS CÀLCULS I
senzilla DECISIONS DE LA
INSTAL·LACIÓ ES
REBT 2002 REALITZARÀN TENINT EN
LLEY FOTOVOLTAICA COMPTE LES NORMES I
REGLAMENTACIONS
VIGENTS.
CLICK

Calcular les càrregues i consums prevists
Ubicació i utilització de la instal·lació
Càlcul de la radiació solar
Càlcul del nombre de panells
Càlcul dels acumuladors
Càlcul del regulador/s
Càlcul del del inversor
Càlcul de seccions


Calcular les càrregues i consums
prevists
Receptor c.c Receptor Potència (w) Nombre Subtotal (w) Hores/dia wats/hora dia
c.a
Ed=(Ecc+Eca)+20%
Gelera 250 1 250 4 1000
Rentadora 450 1 450 1 450
Ed: Televisor consumida al dia (Wh/dia)
Energia 100 1 100 4 400
Equip 100 1 100 2 200
Ecc: música
Energia consumida amb c.c EXEMPLE
Piscina 700 1 700 1 700
Llums 23 10 230 2 460
Eca: Energia consumida amb c.a
Llums 11 10 110 2 220
Ventilador 60 3 180 2 360
Planxa 1200 1 1200 0,5 600
Extractor 100 1 100 1 100
Tomes 300 1 300 1 300
diverses
P inst. 3720 Total w/h dia 4790

Ed=(0 + 4790) + 20% = 5748wh/dia


Calcular les càrregues i consums
prevists
Una vegada sabem la ED podem calcular el consum en Ah/dia
aplicant la formula de potència
P=V*I I=P/V
I: Intensitat (Ah/dia)
P: Energia consumida al dia (Wh/dia)
V: Tensió del sistema fotovoltaic a les bateries normalment 12 o
24 volts
I = 5748/24 = 239,50 Ah/dia ho redondetjam a 240Ah/dia

La ubicació és molt important ja que una mala ubicació farà que el sistema tengui
unes pèrdues importants. Realitzar els següents passos:

1r Ubicar la latitud del lloc en el cas de Balears 39,57º

2n Sabre quina utilització es donarà a la instal·lació (anual, esporàdic...)

3r Averiguar les HSP segons taules




Per una instal·lació en illa sempre tendrem en compte la radiació mes
desfavorable per assegurar la resta de mesos.

4t Decidir segons us la inclinació o inclinacions a donar als panells, en el
cas de seguidor solar utilitzarem les inclinacions per a realitzar càlculs
allà on calgui.

- Panells fixos per una instal·lació en illa 55º
- En el cas de 2 inclinacions: 35º els mesos de març a setembre
60º els mesos d'octubre a febrer
- En el cas d'instal·lació connectada a xarxa o per autoconsum 35º

Càlcul del nombre de panells

El càlcul es realitzarà tenint en compte les característiques
de la placa triada per fer el nostre muntatge.

Nombre de panells = Ed / (HSP x potència de
panell)
Intensitat de consum (Ah) =( (Ed / Vbat) x dies d'autonomia) / Pd%

Dies fora sol prevists
Com a minim 3 Següent diapositiva

Càlcul del regulador/s

Depen de la intensitat del nostre camp fotovoltaic
Averiguarem quina Imax té el panell la multiplicam per la quantitat de
panells que tenim i el resultat ho dividim per la intensitat del regulador
que trobem als catàlegs i així sabrem la quantitat de reguladors que
em d'instalar tenint en compte que els reguladors han de dur una
protecció electrònica superió a la Icc dels panells.

Càlcul del del
L'inversor haurá de soportar la potència instalada més un 20%
inversor
Càlcul de seccions
El càlcul de les seccions es realitzen segons fórmules i tenint en
compte les caigudes de tensió màximes i les taules del REBT,
ITC 019 (Intensitats màximes admissibles dels conductors
segons formes d'instal·lació i tipus de cables)

Fórmula o bé

S: Secció en mm²
L: Llongitud en metres
P: Potència en wats
I: Intensitat que ha de passar pel cablat
Φ Conductivitat del coure (56)
e: Caiguda de tensió en volts
V: Tensió en volts


Càlcul de seccions

Caigudes de tensió màximes

permeses:

Entre panells i regulador 1,5%

Entre panells i inversor 1,5%

Entre inversor i bateria 1%

Entre regulador i bateria 0,5%

Entre inversor i regulador 0,5%

Entre inversor i càrrega 3%


Càlcul de seccions

IMPORTANT

Si el càlcul ens surt una secció inferior a 6mm² i la intensitat que hi
ha que circular per ell es inferior a 25A sempre posarem com a
mínim 6mm², en el cas que la secció sia superior en càlcul a 6mm²
hem de comprovar amb el reglament si aquell cable suporta la
intensitat que hi circularà, si no es així posarem el cable que el
reglament ens digui (ITC-BT019)


COM ES REALITZA UN CÁLCUL
D'UNA INSTAL·LACIÓ PER AUTOCONSUM

AUTOCONSUM

Amb una factura sumarem tots els Kw consumits durant
un any
Dividirem els Kw anuals en 365 dies
Multiplicam el resultat per 1000 per sabre la mitja de wats
diaris
Dividim el resultat per la mitja annual de HSP
El resultat són els wats a instal·lar amb plaques
L'inversor a instal·lar serà entre un 10% i un 20% més que
la potència total de plaques.
Recorda que com a màxim es pot instal·lar la potència
contratada

Activitat participativa sobre càlcul
Nivells:1r de batxiller

En grup de 2 o 3 realització d'un càlcul per una
instal·lació aillada i un autoconsum segons exemple
exposat pel professor

Nivells:3r ESO, 1r Batxiller

ESQUEMES DE
CONEXIONS
I PROTECCIONS


Instal·lació aillada amb consum de corrent continu i alterna


Instalació conectada a xarxa


Instalació conectada a xarxa
amb autoconsum


Instal·lació aillada amb consum de corrent continu

Instal·lació aillada amb consum de corrent continu i alterna

Instalació fotovoltaica amb grup electrògen

Instalació conectada a xarxa menor de 5Kw

Instalació conectada a xarxa major de 5Kw

Activitat participativa sobre esquemes
Nivells:1r de batxiller

En grup de 5 persones realitzar l'esquema i muntatge per una
instal·lació aillada sempre que el centre disposi dels elements

PROJECTE PER A LA REALITZACIÓ
DELS ALUMNES

Activitat participativa projecte de construcció
Nivells:3r ESO

En grup de 4persones realització d'un projecte d'una
instal·lació amb illa segons exemple exposat pel professor

Nivells:3r ESO

INSTAL·LACIÓ SOLAR FOTOVOLTAICA
AMB ILLA

Aquest projecte pot donar continuitat a altres projectes fets
durant el curs escolar com per exemple:
Realització de maqueta d'un habitatge amb les seves
instal·lacions
Diseny i muntatge d'un colector solar
Diseny i muntatge d'una instal·lació eòlica

Amb tots aquests projectes tenim
un habitatge energèticament
sostenible

Nivells:3r ESO

INSTAL·LACIÓ SOLAR FOTOVOLTAICA AMB ILLA

En grups de 4 alumnes, projectar i construir una instal·lació solar
fotovoltaica
El·laboració de la documentacció del projecte
Memòria descriptiva
Memòria de càlcul
Planols
Pressupost
Fitxa compra
Construcció
Instal·lació i proves

Nivells:3r ESO
Material a utilitzar

Elements per a la realització de l'estructura (Pals de polo fusta o plàstic)
Elements d'unió (Varilles, perns, arandeles...)
4 Plaques fotovoltaiques de 1,2v
1 Reguladors
4 Piles recarregables
4 Leds
4 Soports per les piles
2 Interruptors
3 Portafussibles amb els fussibles
Cable
Estany per a les soldadures
Regletes

Pel més atrevits es podria afegir un projecte de construcció d'un
convertidor de cc a ca
( EL PROFESSOR HA DE TENIR CONEIXEMENTS
D'ELECTRÒNICA

Ampliació coneixements professor

A FER PRÀCTIQUES


Pràctiques a realitzar els professors
També ho podrien fer alumnes
els quals als seus centres tenguessin la
possibilitat


Pràctica 1 Mesura de radiació solar Directe
Difosa
Reflectida

Voc
Icc
Pràctica 2 Prende mesures grup fotovoltaic
I càrrega Tensió
Estat bateries

Densitat

Muntatge d'instal·lació fotovoltaica amb illa

Pràctica 3

Muntage d'instal·lacio amb conexió a xarxa

Fi de la
presentació
esper
que sia d'utilitat

Curs renovables fotovoltaica

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to Curs renovables fotovoltaica

Similar to Curs renovables fotovoltaica (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (7)

Curs renovables fotovoltaica