CURSO fotovoltaica capacitacion completa

1. SISTEMAS SOLARES FOTOVOLTAICOS DIMENSIONAMIENTO, SELECCIÓN Y MANTENIMIENTO INSTITUTO DE INGENIERIA Y TECNOLOGIA ELECTROTECH Realizado por: Especialista en Potencia y Control Daniel Delfino Daboin 1

2. Principios de energías renovables Según la Agencia Internacional de Energías Renovables, las energías renovables son toda forma de energía producida a partir de fuentes renovables y de manera sostenible. Entre las mas utilizadas tenemos:

3. Energía eólica Energía eólica Se obtiene del viento y se produce a partir de la diferencia de temperaturas entre distintas zonas geográficas. La energía eólica utiliza la energía cinética generada por el viento, transformándola en mecánica o eléctrica. Existen dos tipos:

4. Energía por biomasa Se obtiene a partir de compuestos orgánicos, producto de procesos naturales. La biomasa se forma a partir de la luz solar mediante un proceso denominado fotosíntesis vegetal, donde las plantas que contienen clorofila transforman sustancias sin valor energético en compuestos orgánicos de alta energía (Jarabo, Pérez, Elórtegui, Fernández y Macías, 1988).

5. energía mediante centrales hidroeléctricas Es un tipo de energía renovable relacionada de manera indirecta a la energía solar, ya que el sol es el precursor del ciclo hidrológico al evaporar el agua de los océanos y lagos, y calentar el aire para transportar el agua de un punto a otro (Jarabo et. al, 1988). Las centrales que aprovechan los cauces y caídas de agua para generar electricidad se denominan centrales hidroeléctricas.

6. Energía marítima Es un tipo de energía renovable que aprovecha la energía de los océanos. Dado que este recurso constituye el 70% de la composición del planeta, posee una enorme cantidad de energía. Las energías marítimas más importantes se clasifican en energía mareomotriz (mareas), undimotriz (olas) y maremotérmica (gradiente térmico oceánico).

7. Energía geotérmica La energía geotérmica aprovecha el calor almacenado en el interior de la superficie sólida de la Tierra, incluyendo el calor de las rocas, suelos y aguas, a diferentes temperaturas y profundidades (Llopis y Rodrigo, 2008). A medida que aumenta la profundidad dentro de la corteza terrestre, ocurre un incremento de la temperatura debido al calor de la Tierra.

8. La energía solar térmica La energía solar térmica consiste en el aprovechamiento de la energía proveniente del sol, convirtiéndolo en calor mediante un captador o colector por donde fluye dicha energía. Luego de recibir la radiación solar, calientan un fluido y mediante un ciclo termodinámico convencional son capaces de producir el vapor necesario para mover una turbina conectada a un generador, y así obtener energía eléctrica. . Existen cuatro tipos de centrales solares térmicas:

9. La radiación solar PRIMERO DEFINIMOS LA ENERGIA En esencia la energía es todo movimiento, reacción o suceso aislado o no aislado que se pueda dar en cualquier lugar del universo. La ciencia mediante la investigación ha ido definiendo las características de la energía en sus diferentes modos de manifestarse. La energía se define como la cantidad de trabajo realizado para ser convertido ya sea en calor, energía eléctrica, luz y otras. La energía tiene las unidades de VATIOS HORA = Wh = JOULS Energía eléctrica principalmente consumida en calor.

11. INTRODUCCION A LOS SISTEMAS FOTOVOLTAICOS

12. INTRODUCCIÓN:

13. INTRODUCCION A LAS SISTEMAS FOTOVOLTAICOS

15. INTRODUCCION A LAS SISTEMAS FOTOVOLTAICOS 1.3 PRINCIPALES APLICACIONES

20. PARTES DE LOS SISTEMAS FOTOVOLTAICOS

22. PARTES DE LOS SISTEMAS FOTOVOLTAICOS PANALES FOTOVOLTAICOS

23. PARTES DE LOS SISTEMAS FOTOVOLTAICOS EFECTO FOTOELÉCTRICO

24. PARTES DE LOS SISTEMAS FOTOVOLTAICOS BATERÍAS SOLARES O ACUMULADORES

25. PARTES DE LOS SISTEMAS FOTOVOLTAICOS CARACTERÍSTICAS DE BATERIAS

26. PARTES DE LOS SISTEMAS FOTOVOLTAICOS EL REGULADOR O CONTROLADOR DE CARGA

27. PARTES DE LOS SISTEMAS FOTOVOLTAICOS FUNCIONES PRINCIPALES

28. PARTES DE LOS SISTEMAS FOTOVOLTAICOS CARACTERISTICAS DEL REGULADOR O CONTROLADOR DE CARGA

29. PARTES DE LOS SISTEMAS FOTOVOLTAICOS EL INVERSOR

32. PARTES DE LOS SISTEMAS FOTOVOLTAICOS 1.5 TIPOS DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS SISTEMA FOTOVOLTAICO AUTÓNOMO

33. PARTES DE LOS SISTEMAS FOTOVOLTAICOS SISTEMA FOTOVOLTAICO CONECTADO A RED

35. 2.0 CONCEPTOS PREVIOS COORDENADAS GEOGRÁFICAS

36. 2.0 CONCEPTOS PREVIOS

37. COORDENADAS SOLARES 2.0 CONCEPTOS PREVIOS

40. PARTES DE LOS SISTEMAS FOTOVOLTAICOS II. FUNDAMENTOS Y PRINCIPIOS DE LA TECNOLOGÍA FOTOVOLTAICA

41. 2.1 LA RADIACIÓN SOLAR

42. ESPECTRO ELECTROMANÉGTICO RADIACIÓN

43. IRRADIANCIA E IRRADIACIÓN SOLAR

47. HORAS SOLARES PICO (HSP)

49. HORAS SOLARES PICOS (HSP)

54. INCLINACIÓN OPTIMA

55. 2.2 LA CÉLULA SOLAR PRINCIPIOS FUNDAMENTALES

56. 2.2 LA CÉLULA SOLAR

57. LA ACUMULACIÓN DE CARGAS PRODUCE UNA DIFERENCIA DE POTENCIAL

58. LA CÉLULA FOTOVOLTAICA

59. LA CÉLULA FOTOVOLTAICA. EFICENCIA (N)

60. EFECTOS DE LA IRRADIANCIA Y LA TEMPERATURA EN LA CÉLULA FOTOVOLTAICA.

62. LA CÉLULA FOTOVOLTAICA. TECNOLOGÍAS MÁS USADAS

64. DISEÑO CALCULO Y ESPECIFICACIONES

65. DISEÑO CALCULO Y ESPECIFICACIONES COMPONENTES

67. DISEÑO CALCULO Y ESPECIFICACIONES El PANEL FOTOVOLTAICO

87. DISEÑO CALCULO Y ESPECIFICACIONES BATERIA NOTA: NO ES UNA LIMITANTE PARA LOS SFV COMO VEREMOS MAS ADELANTE

88. DISEÑO CALCULO Y ESPECIFICACIONES BATERIA

89. SISTEMAS SOLARES FOTOVOLTAICOS DIMENSIONAMIENTO, SELECCIÓN Y MANTENIMIENTO PARTE II INSTITUTO DE INGENIERIA Y TECNOLOGIA ELECTROTECH Realizado por: Especialista en Potencia y Control Daniel Delfino Daboin 89

100. DISEÑO CALCULO Y ESPECIFICACIONES BATERIA PLOMO ACIDO CONVENCIONAL

105. DISEÑO CALCULO Y ESPECIFICACIONES REGULADFORES DE CARGA

106. DISEÑO CALCULO Y ESPECIFICACIONES CONTROLADORES DE CARGA

107. DISEÑO CALCULO Y ESPECIFICACIONES CARACTERISTICAS DE LOS REGULADORES DE CARGA

112. DISEÑO CALCULO Y ESPECIFICACIONES INVERSOR

127. DISEÑO CALCULO Y ESPECIFICACIONES CABLEADO DC

129. DISEÑO CALCULO Y ESPECIFICACIONES CABLEADO

130. DISEÑO CALCULO Y ESPECIFICACIONES PROTECCIONES

136. Calculo de potencia APARENTE 136

137. Calculo de potencia 137

138. Potencias de un sistema de distribución eléctrico 138 El factor de potencia

139. Repaso del Triangulo de potencias 139 Se deben tener tener claros algunos conceptos de electricidad para este calculo.

140. Calculo de potencia aparente según la carga máxima 140 Ejemplo de adecuación de UPS con carga aparente Se tiene que dimensionar las siguientes cargas a 220 Vac: Se suman todos las potencias activas: P2 + P3 = 1000 W + 500 W = 1500 W Cosø = 0.89 St = 3KVA x 2 motores + 6KVA = 12KVA St= 12 KVA Cosø = P S =˃ P = S x Cosø = 10.68 KW TOTAL POTENCIA ACTIVA Pt = 12.18 KW EQUIPO CANTIDAD DATOS DE PLACA Motores trifásicos 2 3KVA - factor de potencia 0.89 DVR 10 100W Pantalla LCD 1 500W Transformador 1 6KVA - factor de potencia 0.89 OJO: SOLO SUMAMOS ¨S¨ SI TIENEN EL MISMO FACTOR DE POTENCIA, SINO SE EVALUA POR INDIVIDUAL DE LA MISMA FORMA.

141. Calculo de potencia aparente según la carga máxima 141 Se suman todas las potencias de equipos con potencias aparentes y luego: Para pasar de potencia aparente a potencia reactiva debemos usar la ecuación fundamental pitagórica del triangulo de potencias: s = 𝑷𝟐 + 𝑸𝟐 Despejamos Q, Q = 𝑺𝟐 − 𝑷𝟐 Q = 𝟏𝟐𝑲𝑽𝑨𝟐 − 𝟏𝟎. 𝟔𝟖𝑲𝑾𝟐 = 5.471 VAR

142. Calculo de potencia aparente según la carga máxima 142 Una vez tenemos todas las potencias procedemos a relacionarla y asi calcular la potencia total de todo el sistema. P = 12.18 KW, Q = 5.471 KVAR s = 𝑷𝟐 + 𝑸𝟐 , s = 𝟏𝟐. 𝟏𝟖𝑲𝑾𝟐 + 𝟓. 𝟒𝟕𝟏𝑲𝑽𝑨𝑹𝟐 S = 13.351 KVA Potencia total requerida por el sistema Nuevo factor de potencia (general) = = 0.91

143. Calculo de potencia aparente según la carga máxima 143 Es necesario sobredimensionar el resultado un 40% mas, por lo que la potencia queda : Carga total x 1.4 = 18.69 KVA Potencia aparente total a dimensionar Para determinar el UPS debemos tener los valores de potencia aparente S (VA) y potencia activa P(W). S = 18.69 KVA Potencia aparente total a dimensionar P = S. 17 KW

144. DIMENSIONAMIENTO SISTEMA OFF-GRID

146. DISEÑO CALCULO Y ESPECIFICACIONES DIMENSIONAMIENTO SISTEMA OFF-GRID

147. DISEÑO CALCULO Y ESPECIFICACIONES DIMENSIONAMIENTO SISTEMA OFF-GRID 1000 wh/m2

148. DISEÑO CALCULO Y ESPECIFICACIONES DIMENSIONAMIENTO SISTEMA OFF-GRID DIAS DE AUTONOMIA

149. DISEÑO CALCULO Y ESPECIFICACIONES OJO: SI SE DIERA EL CASO DE QUE TENGAMOS YA UN TIPO DE PANEL ENTONCES PODEMOS CALCULARLO DE ESTA MANERA RESPECTO A LA DEMANDA REAL EN UNA HORA SIN SOBREDIMENSIONAMIENTO ES POCO PROBABLE SIM EMBARGO PODEMOS USAR ESTE METODO

154. DIMENSIONAMIENTO SISTEMA ON-GRID

155. DISEÑO CALCULO Y ESPECIFICACIONES DIMENSIONAMIENTO SISTEMA ON-GRID

158. DIMENSIONAMIENTO DE UN SISTEMA DE BOMBEO

159. DISEÑO CALCULO Y ESPECIFICACIONES DIMENSIONAMIENTO DE UN SISTEMA DE BOMBEO

173. DISEÑO CALCULO Y ESPECIFICACIONES DE LOS SFV VAMOS A VISITAR A LA NASA Y SUS DATOS

174. RECUERDEN COORDENADAS GEOGRÁFICAS

175. DISEÑO CALCULO Y ESPECIFICACIONES +NORTE PANEL SOLAR SUPERFICIE TERRESTRE RAYOS DEL SOL ALINEADO CON SU PROPIO EJE -23.5 GRADOS DE INCLINACION – 11.98 DE LATITUD = 35.48 GRADOS NATURALES DE INCLINACION RESPECTO AL SOL EN LIMA UN ANGULO POSITIVO IMPLICA UNA INCLINACION HACIA EL NORTE

176. DISEÑO CALCULO Y ESPECIFICACIONES -SUR PANEL SOLAR SUPERFICIE TERRESTRE RAYOS DEL SOL ALINEADO CON SU PROPIO EJE UN ANGULO NEGATIVO INDICA UNA INCLINACION HACIA EL SUR

178. DISEÑO CALCULO Y ESPECIFICACIONES VEAMOS EL EXCEL

179. DISEÑO CALCULO Y ESPECIFICACIONES DIMENSIONAMIENTO DE UN SISTEMA DE POSTES SOLARES

183. 183 Calculo de tanque elevado y simulación de bombas alternadas

184. 184 Dimensionamiento de instalaciones de agua

187. 187

188. 188

189. 189

190. 190

191. 191

192. 192

193. 193

194. 194

195. 195 SIEMPRE UTILIZAREMOS ESTE PARA EL AGUA A TUBERIAS ADECUADAS

196. 196

197. 197

198. 198

199. 199

200. 200

201. 201

202. 202

203. 203

204. 204

205. MANTENIMIENTO

206. DISEÑO CALCULO Y ESPECIFICACIONES SOBRE EL MANTENIMIENTO

216. ECONOMIA DE LOS SFV

217. DISEÑO CALCULO Y ESPECIFICACIONES ECONOMIA DE LOS SFV

223. DIMENSIONAMIENTO DE CONDUCTORES Y PROTECCIONES EN CORRIENTE CONTINUA 223

224. DIMENSIONAMIENTO EN CORRIETE CONTINUA 224

225. DIMENSIONAMIENTO EN CORRIENTE CONTINUA 225 Ejemplo: Se debe dimensionar una carga cualquiera para protección en corriente directa. Ipanel = 1.56X8.5 = 13.26 A - PARA PROTECCION INDIVIDUAL DE CADA PANEL I = 13.26A x4 = 53 A A - total para llave DC general y para la selección mínima del REGULADOR DE CORRIENTE MPPT Multiplicamos por el factor de seguridad para el calculo de el conductor de corriente directa: 1.56 x 66.4 = 103.584 A capacidad mínima del conductor La protección a dimensionar será menor que el conductor, sera un 0.8 veces la capacidad del conductor seleccionado en tabla.

226. DIMENSIONAMIENTO DE CONDUCTORES Y PROTECCIONES EN CORRIENTE ALTERNA 226

227. DIMENSIONAMIENTO DE CONDUCTORES Y PROTECCIONES EN CORRIENTE ALTERNA 227 Se deben tener tener claros algunos conceptos de electricidad para este calculo.

228. Dimensionamiento de conductores en AC Método de capacidad de corriente Se refiere a la estimación de la corriente ya sea monofásica o trifásica de la carga mas un 25% extra por seguridad del conductor. Corriente total en función de P (W) y 𝐜𝐨𝐬 ∅ Respecto a la potencia aparente VA S = potencia aparente de placa U = Voltaje de entrada

229. Dimensionamiento de conductores en AC Un ejemplo de selección del conductor seria el siguiente:

230. Dimensionamiento de conductores en AC >14.20 A

231. Dimensionamiento de conductores en AC

232. Dimensionamiento de conductores en AC e = 3%*220V

233. Dimensionamiento de llaves ITM en AC Debemos elegir un interruptor termomagnético tal que su corriente nominal de operación sea menor que la corriente máxima del conductor. Esta es una de las razones por las cuales se sobredimensiona el conductor previamente. En caso de una sobre carga en el cable será repelida rápidamente por el ITM.

234. Selección de tvss Protección de sobretensiones 234

235. Selección de tvss 235

237. Diseño de un sistema de PARARRAYOS según NORMATIVA. 237 Eficiencia Dato clave para la selección del pararrayos

238. Diseño de un sistema de PARARRAYOS según NORMATIVA. 238

239. Selección de tvss 239 - Calculo de Área equivalente:

240. Selección de tvss 240 Se calcula mediante el mapa isoceraunico de Perú.

241. Selección de tvss 241 El coeﬁciente C1 determina si existen estructuras más altas, más pequeñas o iguales rodeando a la estructura de estudio en un radio de 3H, donde H es el alto de la estructura de análisis.

242. Selección de tvss 242 La frecuencia tolerable de rayos en la estructura Nc, se determina de la siguiente manera:

243. Selección de tvss 243 El coeficiente se calculara mediante las siguientes tablas extraidas de la NORMA NFPA 780.

244. Selección de tvss 244 El coeficiente se calculara mediante las siguientes tablas extraidas de la NORMA NFPA 780.

245. Diseño de un sistema de protección tvss 245 Se debe dimensionar un sistema de protección TVSS

247. Selección de tvss 247 Una vez obtenido los valores de Nd y Nc, podemos comparar su relación y verificar si el lugar requiere o no sistema contra descargas atmosféricas. Recordemos que: Si Nd ≤ Nc el sistema de protección es opcional. Si Nd ˃ Nc entonces SI requiere un sistema de protección.

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