ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA

Öndice ........................................................................................................ 5
Pr¢logo 2¿ edici¢n ..................................................................................... 11
Pr¢logo .................................................................................................... 13
Cap¡tulo 1 ................................................................................................ 15
Conceptos generales de una instalaci¢n fotovoltaica aislada ........................ 15
1.1 Introducci¢n ................................................................................................................. 15
1.2 Instalaci¢n solar fotovoltaica aislada ................................................................... 15
1.3 M¢dulos fotovoltaicos ............................................................................................... 16
1.3.1 Introducci¢n .......................................................................................................... 16
1.3.2 Tipos de paneles .................................................................................................. 16
1.3.3 Caracter¡sticas el?ctricas ................................................................................... 18
1.3.4 Eficiencia del m¢dulo ......................................................................................... 21
1.3.5 Factor de forma .................................................................................................... 21
1.3.6 Energ¡a generada por un panel ....................................................................... 22
1.3.7 S¡mbolo ................................................................................................................... 23
1.3.8 Asociaci¢n en serie y paralelo ......................................................................... 23
1.3.9 Ejemplo c lculo energ¡a generada campo fotovoltaico ........................... 26
1.4 Bater¡a ............................................................................................................................ 28
1.4.1 Introducci¢n .......................................................................................................... 28
1.4.2 Tipos de bater¡as ................................................................................................. 28
1.4.3 Capacidad .............................................................................................................. 30
1.4.4 Profundidad de descarga .................................................................................. 32
1.4.5 Vida £til .................................................................................................................. 33
1.4.6 S¡mbolo ................................................................................................................... 33
1.4.7 Asociaci¢n en serie y paralelo ......................................................................... 34
1.4.8 Ejemplo elecci¢n de bater¡a ............................................................................. 37
1.5 Regulador de carga .................................................................................................... 40
1.5.1 Introducci¢n .......................................................................................................... 40
1.5.2 Regulador serie .................................................................................................... 41
1.5.3 Regulador paralelo .............................................................................................. 42
1.5.4 Datos del equipo comercial .............................................................................. 43
1.5.5 Equipo comercial ................................................................................................. 44
1.5.6 Elecci¢n del regulador ........................................................................................ 45
1.5.7 S¡mbolo ................................................................................................................... 47
1.5.8 Asociaci¢n en paralelo ....................................................................................... 48
1.5.9 Ejemplo de elecci¢n de un regulador ............................................................ 50
1.6 Convertidor ................................................................................................................... 52
1.6.1 Introducci¢n .......................................................................................................... 52
1.6.2 Instalaci¢n fotovoltaica aislada ...................................................................... 52
1.6.3 Instalaci¢n fotovoltaica conectada a la red ................................................. 53
1.6.4 Datos equipo comercial ..................................................................................... 54
1.6.5 Rendimiento .......................................................................................................... 55
1.6.6 Elecci¢n del convertidor .................................................................................... 55
1.6.7 S¡mbolo ................................................................................................................... 56
1.6.8 Ejemplo de elecci¢n de un convertidor ......................................................... 57
Cap¡tulo 2 ................................................................................................ 59
Datos para el dimensionado de una instalaci¢n .......................................... 59
2.1 Introducci¢n ................................................................................................................. 59
2.2 Condiciones de uso ..................................................................................................... 59
2.2.1 Obtenci¢n del consumo ..................................................................................... 59
2.2.2 Electrificaci¢n de viviendas .............................................................................. 61
2.2.3 Sistemas de bombeo de agua .......................................................................... 61
2.3 Datos climatol¢gicos .................................................................................................. 63
2.3.1 Horas de pico solar ............................................................................................. 63
2.3.2 D¡as de autonom¡a .............................................................................................. 64
2.3.3 PVGIS ....................................................................................................................... 65
2.4 Ejemplo .......................................................................................................................... 68
2.4.1 Vivienda de uso permanente I ......................................................................... 68
2.4.2 Vivienda de uso permanente II ....................................................................... 70
2.4.3 Vivienda de uso en verano I ............................................................................. 70
2.4.4 Vivienda de uso en verano II............................................................................ 71
2.4.5 Notas ....................................................................................................................... 71
Cap¡tulo 3 ................................................................................................ 73
Dimensionado de la instalaci¢n fotovoltaica aislada .................................... 73
3.1 Introducci¢n ................................................................................................................. 73
3.2 El proceso general ...................................................................................................... 73
3.2.1 Potencia m xima diaria ..................................................................................... 74
3.2.2 C lculo de la energ¡a m xima diaria ............................................................. 74
3.2.3 C lculo del n£mero de m¢dulos fotovoltaicos ........................................... 75
3.2.4 Capacidad del acumulador ............................................................................... 77
3.3 Instalaci¢n en continua de 12/24/48 ................................................................... 78
3.3.1 Notas ....................................................................................................................... 78
3.3.2 Ejemplo I ................................................................................................................ 80
3.3.2 Ejemplo II ............................................................................................................... 83
3.4 Instalaci¢n en tensi¢n continua (12/24/48) y alterna (230 V y 50 Hz) ....... 87
3.4.1 Notas ....................................................................................................................... 87
3.4.2 Ejemplo ................................................................................................................... 88
3.5 Instalaci¢n en alterna (230 V y 50 Hz) .................................................................. 95
3.5.1 Notas ....................................................................................................................... 95
3.5.2 Ejemplo I ................................................................................................................ 97
3.5.3 Ejemplo II ............................................................................................................. 103
Cap¡tulo 4 .............................................................................................. 111
C lculos para la colocaci¢n de los m¢dulos .............................................. 111
4.1 Introducci¢n ............................................................................................................... 111
4.2 Orientaci¢n e inclinaci¢n ........................................................................................ 111
4.2.1 Orientaci¢n del m¢dulo fotovoltaico ........................................................... 111
4.2.2 Inclinaci¢n ........................................................................................................... 112
4.2.3 Latitud del lugar ................................................................................................ 113
4.2.4 C lculo de la inclinaci¢n con PVGIS ............................................................. 115
4.3 Efecto de sombras y distancia m¡nima entre paneles ................................... 116
4.3.1 Proceso de c lculo ............................................................................................. 116
4.3.2 Ejemplo ................................................................................................................. 118
4.4 C lculo de la sombra de un m¢dulo fotovoltaico ........................................... 118
4.4.1 Proceso de c lculo ............................................................................................. 118
4.4.2 Ejemplo I .............................................................................................................. 119
4.4.3 Ejemplo II ............................................................................................................. 121
Cap¡tulo 5 .............................................................................................. 123
C lculos del cableado de la instalaci¢n ..................................................... 123
5.1 Introducci¢n ............................................................................................................... 123
5.2 C lculo de la secci¢n ................................................................................................ 123
5.2.1 En corriente continua ....................................................................................... 123
5.2.2 En corriente alterna .......................................................................................... 125
5.3 Elecci¢n del cableado .............................................................................................. 125
5.4 Ejemplo elecci¢n del cableado .............................................................................. 127
5.5 Representaci¢n en esquemas ................................................................................ 128
5.6 Notas elecci¢n cable ................................................................................................ 130
5.6.1 C¢digo de colores .............................................................................................. 130
5.6.2 Manguera comercial ......................................................................................... 131
5.6.3 Valores m¡nimos ................................................................................................ 131
5.7 Cableado en una vivienda ...................................................................................... 132
5.8 Ejemplo de c lculo y representaci¢n .................................................................. 133
5.9. Conductores enterrados ......................................................................................... 141
5.10 ejemplo ...................................................................................................................... 143
Cap¡tulo 6 .............................................................................................. 145
Protecciones ........................................................................................... 145
6.1 Introducci¢n ............................................................................................................... 145
6.2 Circuitos de corriente continua ............................................................................. 145
6.3 Circuitos de corriente alterna a 230 V ................................................................ 146
6.4 Dispositivos de protecci¢n ..................................................................................... 146
6.4.1 Introducci¢n ........................................................................................................ 146
6.4.2 Fusible ................................................................................................................... 147
6.4.3 Magnetot?rmico ................................................................................................. 150
6.5 Protecciones en una vivienda ............................................................................... 153
6.6 Protecci¢n para cargas individuales ................................................................... 154
6.7 Toma de tierra ............................................................................................................ 155
6.7.1 Introducci¢n ........................................................................................................ 155
6.7.2 Interruptor diferencial ..................................................................................... 156
6.7.3 Instalaci¢n de piquetas ................................................................................... 157
6.8 Ejemplo ........................................................................................................................ 160
Cap¡tulo 7 .............................................................................................. 165
Legalizar la instalaci¢n ............................................................................ 165
7.1 Introducci¢n ............................................................................................................... 165
7.2 Proyecto ....................................................................................................................... 165
7.3 Memoria t?cnica de dise¿o .................................................................................... 166
7.4 Recepci¢n y pruebas ................................................................................................ 171
7.5 Contrato de mantenimiento ................................................................................... 172
Ap?ndice 1 ............................................................................................. 175
Irradiaci¢n mensual (Wh/m2) ................................................................... 175
Ap?ndice 2 ............................................................................................. 193
Latitud ................................................................................................... 193
Ap?ndice 3 ............................................................................................. 195
Valores de K ........................................................................................... 195
Bibliograf¡a ............................................................................................ 197

¿Qué es una instalación fotovoltaica aislada? ¿Qué se necesita en una instalación fotovoltaica? ¿Cuántos módulos fotovoltaicos se necesitan? ¿Por qué se colocan de lado los módulos fotovoltaicos?, etc. Todo esto es lo que encontrará en esta obra: la descripción básica de una instalación fotovoltaica, los elementos que la constituyen, cómo elegirlos, el cálculo de la sección y la elección de los dispositivos de protección. Sólo con los recursos matemáticos imprescindibles, se incluye un gran número de ejemplos que son de utilidad para la compresión de los procesos de cálculo. Esta obra se ha creado con un método didáctico y directo y, además, lo suficientemente completa para que el lector no tenga que realizar ninguna búsqueda adicional. De forma escueta, es decir, que vaya directo al grano sin entrar en largas definiciones ni grandes desarrollos teóricos. Consecuentemente, se decidió tratar sólo las instalaciones fotovoltaicas aisladas, puesto que ya hay una gran cantidad de obras en el mercado sobre energías renovables o energía solar en concreto, en las cuales sólo se incluye, como mucho, un capítulo al dimensionado, tratándolo de forma muy genérica. Además, se ha incluido información para el cálculo de la sección de los conductores y la elección de los elementos de protección. Cuestiones con las que el instalador debe estar familiarizado pero que, al tratarse de una instalación un poco especial, puede ofrecer ciertas dudas. Esta obra va dirigida a todo tipo de técnico, estudiante o profesional que empiece a familiarizarse con las instalaciones fotovoltaicas aisladas. También puede ser de gran ayuda y utilidad para la implantación de cursos de formación continua u ocupacional relacionados con la energía solar y las energías renovable en general. Ediciones técnicas MARCOMBO inicia con este libro la colección NUEVAS ENERGÍAS. En ella trataremos, en títulos sucesivos, todas las innovaciones relacionadas con las energías renovables que consideremos de interés para nuestros lectores.