Tema: Hoja de cálculo dimensionado sistemas FV aislados v3.0

Hola machine_head
La verdad es que cuando se trata de cálculos, bases de datos y sobretodo cuando se habla de “algo” tan aleatorio como la radiación, siempre hay “discrepancias”.
Con respecto a la fiabilidad del programa evidentemente estaría mal que yo que lo he hecho te dijese simplemente que si lo es, sin embargo voy a intentar defender los cálculos apelando a otras fuentes.
Lo primero que voy a comentar es, ya que consultas CENSOLAR, que te descargues el documento Retratos 4 de Eduardo Lorenzo titulado Seguidores y Huertas Solares y te vayas al segundo párrafo de la página 4 que cito “ La tabla 1 representa los años típicos de Madrid, tal y como aparecen en las ocho fuentes de información que he podido manejar. Se pueden observar diferencias significativas entre ellos. Por ejemplo, para el mes de enero llegan hasta el 32%. Sin embargo, y esto es consecuencia ineludible del carácter aleatorio de la radiación solar, no es posible decir que uno de los años típicos sea más representativo que otro. El futuro puede ajustarse a cualquiera de ellos con la misma probabilidad”. Con esto lo que te pretendo decir es que el que haya diferencias del 32% no significa que no te tengas que “fiar” de ese dato si tú tienes otro.
La base de datos que utiliza el programa es la del METEONORM. Estos datos son la media mensual en kWh/m2 de la radiación global sobre superficie horizontal. A partir de ella se calcula la componente difusa y directa de la radiación y posteriormente el cálculo de la radiación incidente en el plano inclinado. Para el cálculo de las componentes difusa y directa es el propuesto por Liu y Jordan, que consiste en establecer una relación entre la fracción difusa de la radiación horizontal y el índice de claridad en este caso entre 0,3 y 0,7. Esta relación nos permite obtener la radiación difusa a partir de la radiación global. Como sabes, existen numerosas correlaciones entre la radiación global y la difusa, en el caso de la Versión 3 de la hoja, evidentemente se ha tomado una relación que tenga en cuenta valores mensuales medios de la radiación diaria sobre superficie horizontal y su componente difusa, en este caso y para equiparar KD =H1 en la hoja y tú KT=K1 en la hoja. En todos los datos se ha supuesto un coeficiente de albedo de 0,2. En la versión 4 denominada DIMAS_V4.0, de la que encontrarás más información en el link eNGineering se utiliza otra expresión para determinar las relaciones, en este caso Macagnan, ya que he considerado que se adapta mejor a los diferentes datos de radiación de los continentes para los que calcula.
Después de todo este “rollo” con lo que te debes de quedar es que una vez que establezcas una base de datos “fiable” (teniendo en cuenta que puede haber diferencias de 32%) y un criterio de cálculo “fiable” los resultados que tengas y calcules serán sumamente precisos, porque los cálculos, como tales, siempre son precisos, y ninguno de ellos es mejor o peor, simplemente diferentes y tú, finalmente eres el que decides cuál usas. Si usas esta hoja francamente creo que tienes tal diversidad de variar parámetros que los resultados que obtengas son totalmente fiables.
Saludos.

Muy buenas. Gracias por la aclaración, mis datos respecto al tuyo varian hasta un 5% mas o menos. De aquí en adelante multiplico por los días del mes los KWh/m2 dia para introducir en tu base de datos.

Más dudas:
1)factor de cableado: 0.98. se contemplan en el software otras pérdidas como efecto Joule, caidas de tensión, etc? se deben introducir aqui? por lo que he leido se deben aplicar un 0.9.

2)Baterías.
-normalmente los fabricantes dan el C-20. El software te dice que introduzcas C-100. Como haces la conversión? Además esto depende mucho si es ácido, gel o AGM, y del tipo de fabricante. Es decir, no es lo mismo un lifeline AGM que un DEKA gel. Con uno necesitas menos ah para dar el mismo rendimiento que otra bateria con más Ah.
-Yo calculo para Daut=5 días y Pd=0,5. Tiene sentido hacerlo con Pd=0,5 o para calcular con 0.7 es suficiente (quiero que la batería no descargue más del 50%).
-Correccion de temperatura. En función de que introduces los valores? puedes explicarme como considerar este punto?

3)Modulo fotovoltaico.
-Fcorrección 0.9? o con 0.95 es suficiente?
-Una duda que tengo: los paneles solares de 12 y 24V para aisladas y a red son las mismas? no dependen de la aplicacion, no? no existe ninguna diferencia, no?

Un saludo.

Hola jon jaimerena,
Intentaré contestar a tus dudas,
1) Las pérdidas por efecto joule las debes de aplicar aquí, y una cifra razonable es 0,98. La cuestión del porcentaje de caída de tensión tienes una amplia hoja denominada cableado en la que podrás introducir las caídas de tensión
2) Las baterías en este foro son las grandes olvidadas y desconocidas, algo que habría que cambiar ya que son el elemento más débil de la instalación y a las que se le presta poca atención. Estoy preparando un pequeño trabajo para colgar en el blog al respecto. Desafortunadamente las baterías son sumamente complejas en su modelizado, ya que existen numerosos factores que afectan a su capacidad, entre ellos la temperatura, la corriente de carga previa a la descarga (ciclado anterior), la intensidad de descarga aplicada, etc, etc. No estoy de acuerdo en que lo único que te dan los fabricantes es C20, también dan C100, ya que lo habitual en la mayoría de las instalaciones es dimensionarlas con 5 días de autonomía (24x5=120h) y por tanto la intensidad de descarga sería I120, cercana a I100. Para otros regímenes de descarga se pueden usar las siguientes relaciones empíricas: C100/C20=1,25, C40/C20=1,14,C20/C10=1,17. La profundidad de descarga de la batería en cada ciclado es un factor muy importante a tener en cuenta en su vida útil, para una buena operación no se deben de descargar más de un 10-15% diario. Como sabes, la temperatura es una variable que afecta al cálculo de la capacidad nominal de la batería y a sus características de operación. Si la temperatura es baja, el electrolito está más viscoso y la movilidad de los iones decrece, con lo que aumenta la resistencia interna. Esa celda utiliza una relación empírica la cual permite al diseñador variar la capacidad de las baterías teniendo presente que en climas fríos y en condiciones de operación “duras” no se debe de congelar el electrolito para lo que es necesario aumentar la capacidad, es decir pasar de un 1 en la celda a un 0,9-0,8-0,7….,etc con lo que consigues el efecto de que la densidad del electrolito no decrezca. Así mismo, en condiciones de climas cálidos el efecto es al contrario, se necesitan densidades de electrolito inferiores y por tanto en la celda, pasaremos de 1 a 1,1 o 1,2 (desiertos).
3) El 0,95 o 0,9 depende de la “calidad” del panel policristalino en relación al monocristalino. Normalmente lo paneles para “aislada” son diferentes a los de conexión a red. Si utilizas estos últimos es conveniente que utilices un regulador MPPT (Maximum Power Point Tracker).
Saludos.

Buenas tardes.

Estoy intentando destripar la pestaña RADIACION de tu hoja de calculo, y me estoy volviendo loco. No tengo mucha experiencia en la fotovoltaica, me he leido un par de proyectos, y el documento del IDAE sobre instalaciones aisladas, y no consigo averiguar de donde salen las formulas que utilizas.

Me podrias dar alguna pista, porque unicamente con la letras que salen en las distintas tablas, sin unidades ni otra explicacion me esta costando mucho averiguarlo.

Muchas gracias por tu hoja y por tu ayuda en el foro.

Hola sestevez,
Libro “Principles of solar engineering”. Si buscas Liu and Jordan encontrarás la información que necesitas. También puedes buscar por “Monthly Solar Radiation on Tilted Surfaces”.
Saludos.

hola Waliki!

Muchas gracias por tus aclaraciones, me han servido para comprender perfectamente el software, y para resolver algunas dudas que tenía.

otra cosa ajena al software. tengo entendido que hoy en día, los reguladores de sistemas aislados a 12v (sin convertidor), tienen integrado el MPPT. Es cierto eso? he encontrado tb cargadores-reguladores con MPPT que puedes trabajar con voltajes superiores a 12v (24-36V) en paneles y cargar la batería a 12v. entiendo que tienen un convertidor dc/dc integrado en el regulador. Que me puedes decir al respecto?

gracias de nuevo.

Sobre el mppt tienes una explicación en el hilo FAQ, este es exclusivo para Waliki y su programa.
http://www.solarweb.net/forosolar/fo...-aisladas.html

Hola Photon,
Gracias tanto por la remisión al hilo correcto como por otorgarme esta exclusividad.
Un saludo.

De nada, si se pierde el topic luego es un lío. Ya está avisado por privado de que abra un tema nuevo son sus dudas.

Saludos

Enhorabuena Waliki por tus aportaciones, a muchos nos son de gran ayuda.
Estoy repasando la hoja de dimensionado 3.0, me gustaría que me indicaras las fuentes bibliográficas de los cálculos del dimensionado de bateria y PV. Hay alguna fórmula de la que no entiendo el porqué de algún parámetro.
Muchas gracias por adelantado.

Hola carube2,
El programa tiene como base de funcionamiento el sistema de los amperios hora. Este procedimiento por definición implica que dimensionas para una pérdida de probabilidad de carga inferior a 0,01% aproximadamente. En algunas instalaciones, de no corregirse, corres el riesgo de "sobredimensionar" la cantidad de paneles fotovoltaicos necesarios. Para tratar de flexibilizar la posibilidad de diseñar instalaciones se ha introducido una celda denominada "grado de viabilidad técnico-económico". Esta celda está vinculada a las celdas de cálculo de baterías y paneles a los que probablemente haces referencia, que mediante unos álgoritmos "corrigen" el cálculo. Estos algoritmos son resultado de adaptar lineas de regresión que traducen el método de los amperios hora a el método de pérdida de probabilidad de carga (LOLP), cuya explicación puedes obtener en el libro de E. Lorenzo PV Engineering.
El estudio de los parámetros que habrás observado es mucho más complejo y amplio de explicar simplemente en este post ya que es el resultado de muchos datos estadísticos.
Saludos.

Waliki
Soy de Punta Arenas, Chile, en alguna oprtunidad me ofreciste ayudar con el programa si te enviaba los datos de este lugar, pero en aquel tiempo tuve algunos problemas, hoy estoy retomando esto con más fuerza. el Programa lo encuentro super bueno, si es que se puede hacer el seminario a través de videoconferencia para consultar algunas dudas con el programa, ya que me encuentro al otro extremo de España. Especialmente por la orientación de los paneles y en que me influye. Te ageradezco por tu gran aporte.

Hola iván1960
hay algún que otro compatriota tuyo de Chile con el que ya he hablado por el skype para tratar dudas, así que lo que podemos hacer de la misma forma. De momento la orientación de las placas tendrán que ser hacia el norte, además hay que cambiar algunos algoritmos trigonométricos de la hoja de cálculo.
Te recomiendo que visites, si quieres, el siguiente blog: eNGineering
y me pongas un mail a mi correo [email protected]

Hola a todos,
He visto que ya se han descargado 4000 archivos. Nunca pensé que se fuera a llegar a esa cifra, así que eso me anima a seguir mejorandolo.
Un saludo y gracias.

Iniciado por WALIKI

Hola a todos,
He visto que ya se han descargado 4000 archivos. Nunca pensé que se fuera a llegar a esa cifra, así que eso me anima a seguir mejorandolo.
Un saludo y gracias.

Enhorabuena por esas 4000 descargas. Tu hoja de cálculo es el Top1 de las descargas con diferencia.

Si se te ocurre alguna otra forma de dar mayor difusión a tu trabajo estamos abiertos a cualquier sugerencia.

Saludos,

Hola solarweb,
Muchas gracias por el ofrecimiento. Yo, en su día, deje caer por ahí que si había gente interesada y que pudiese organizar en una especie de "aula" un taller de consultas, sugerencias, inquietudes y demás del programa, yo no tenía inconveniente en asistir.
Ahí lo dejo...
Saludos.

Hola Waliki. Estaba realizando una hoja de cálculo para el dimensionamiento de sistemas aislados y buscando dudas por internet encontré la suya. Realmente muy buena.

Me gustaría que me resolviera alguna duda si fueras tan amable. En mensajes anteriores tle preguntaron acerca del parámetro que multiplica para obtener la capacidad necesaria de la batería (es la celda U19 de la pestaña "Dimensionado Bateria"). El valor que multiplicas es (1+RAIZ(5))/2. Y según el grado de viabilidad técnico/económica usas otros coeficientes multiplicando a ese valor.

Puedes explicar:
1.- De donde procede el valor (1+RAIZ(5))/2
2.- Por que multiplica este parámetro por los coeficientes 0.66, 0.61, 0.5...,según sea el grado de viabilidad técnico económica.
3.- Por último. De donde proceden las fórmulas que aplica en la pestaña "Dimensionado PV" en las celdas S21 [Si grado de viabilidad técnico/económico es 1 usas S21=7, si es 2 S21=8....] y T20 [(1/RAIZ(5))*((((1+RAIZ(5))/2)^S21)-(((1-RAIZ(5))/2)^S21))]

Muchas gracias por su atención.

Hola aarroyomarin
Bueno, esta es una gran y muy buena pregunta. Es bastante complicado tratar de explicar en este espacio cómo se ha realizado, pero intentaré explicarte el por qué. Como ya he dicho la hoja se basa en el método de los amperios hora para calcular los diferentes componentes de la instalación (paneles y baterías). Este hecho, significa aproximadamente una probabilidad de pérdida de carga (LLP) de entre 10-3(diez elevado a menos tres) y 10-4. Esto significa que la mayor parte del tiempo el sistema aislado desperdicia energía ya que produce más de lo que la carga demanda. Para que el proyectista tuviese cierta flexibilidad a la hora de proyectar, había que pasar de 6 niveles de selección técnico económicos a el método de LLP, lo que significa elaborar numerosos gráficos denominados mapas de fiabilidad y a partir de ellos realizar la líneas de isofiabilidad para cada zona geográfica y adaptarlos a esos 6 rangos, pues bien, ese número y sus variantes, son constantes que permiten "adaptar" los dos métodos de cálculo dando como resultado aproximadamente a rango técnico-económico=6 para LLP=10-4 (Sistemas de Telecomunicaciones) hasta técnico-económico=1 para LLP=0,1.
Los signos = son en realidad el simbolo de aproximadamente.
Saludo.

muchas gracias, en este momento lo veo

Waliki, enhorabuena por el gran trabajo que compartes.
Todo bastante sencillo y entendible con sistemas solo FV.
Cuando llegué a la parte de hibrida que es el caso en particular que estoy mirando, ya me empieza a nombrar la instalación eólica en m2 y no veo potencias del generador por ningún lado. El tema de eólica no lo controlo mucho, puedes explicar que generador elegir con esas superficies?
Muchas gracias y a seguir así!

Hola Tunte,
Para seleccionar el aerogenerador en función de la superficie (m2) de barrido de rotor, es necesario aplicar la fórmula para calcular el diámetro y una vez calculado el diámetro de pala, seleccionar el aero que necesitas.
Saludo.

Diametro=(raíz cuadrada de ) 4 x Superficie (m2) de barrido de rotor/ PI

Muchas gracias por su respuesta. Me ha sido de gran ayuda. Voy a ver si puedo conseguir el libro de Eduardo Lorenzo por algún lado y hecho un vistazo.

Siento la tardanza en mi respuesta pero he estado un poco liado.

no se ke programa se necesita para ejectarlo, perdon el desconocimiento supongo ke excel 07, o asi no?

Hola Juanjo Gil,
Se necesita el office 07.
Saludos.

Hola a todos. El trabajo que se presenta en la hoja de cálculo me parece magnifico. He estado analizando, para comprenderlo, y me surge una duda que me gustaría me pudierais aclarar.

Se trata de lo siguiente:

No entiendo la diferencia entre los valores de coste que aparecen en las paginas Hibrido y Ciclo de Vida. En la primera se habla de un coste para el sistema solo FV de entorno a 34800 Euros. En la de Ciclo de Vida se habla de un coste de equipos e instalación de 8300 Euros y un coste total de ciclo de vida de unos 15000 y pico.

Me pregunto, ¿tendrían que ser estos valores coherentes (similares)?, ¿lo son porque significan cosas distintas y yo no lo sé ver?

Un saludo