Tema: selección de dispositivos

Buenas a todos,

A ver, estoy intentando hacer el dimensionado de 9 instalaciones para un centro agroecológico y tengo problemas en la configuración de los paneles. Para no ir a ciegas ¿podrían decirme si el procedimiento que sigo es el correcto?


1) estimación de la demanda energética
2) HSP y energía incidente disponible
3) nº de paneles necesarios
4) según Pca elegir el inversor
5) según el rango de tensiones del inversor elegir la configuración de los paneles (la tensión máxima de un panel por el número de paneles en serie debe estar dentro del rango de tensiones admisibles por el inversor)
6) elegir el regulador de manera que su corriente máxima esté por encima a la máxima que producirá el generador por su configuración (las corrientes de los paneles se sumarán por las ramas dispuestas en paralelo)
7) dimensionado de las baterías en función de la tensión del sistema, la autonomía requerida, la tensión nominal de la instalación, etc.

Aquí me surge otra duda. La tensión nominal del sistema es la que me marcará la configuración de los paneles:

Para un panel de 12V...

- series de 1 : 12V
- series de 1 : 24V
- series de 1 : 36V
- series de 1 : 48V
... (bien por mi, se sumar de 12 en 12...)

Bien hasta ahí pero, ¿y si he previsto cargas de 12VDC como focos como lo hago? ¿Existen reguladores que acepten 48V de la instalación, por ejemplo. y saquen para las cargas de continua a 12 V? No sé si me explico, pero es que no tengo ni idea de reguladores, es el elemento más desconocido para mi.

Y una última cosa, si la potencia de alterna es de 1,9kW, ¿qué haríais?:

a) conseguir un inversor de esa potencia
b) conectar varios en paralelo (si es esta opción, ¿pueden ser de diferentes potencias?

Espero que puedan ayudarme!
Salú!
Teresa

cuando hacía las series se me ha olvidado ir cambiando el número de paneles en serie, quería poner:

series de 1: 12V
series de 2: 24V
series de 3: 36V
series de 4: 48V

En aislada al inversor le importa un pimiento del piquillo cuantos paneles haya, es cosa del regulador. Así que el punto 5 debería mencionar a un regulador (tipo mppt supongo).

mmmhh..

A ver, es verdad que las conexiones son:

panel - regu
regu - cargas c.c.
regu - baterias
baterías - inversor
inversor - cargas c.a

Así que tienes razón que la tensión de los paneles a quién afecta es al regu pero, ¿no tiene que ser la misma en todos los dispositivos las Vnom del sistema?

Me explico, si de los paneles me sales 12V, ¿no tengo que poner las baterías de manera que también estén a 12V? ¿O eso da igual?

En una de las instalaciones, por ejemplo:

La energía que deben producir los paneles es de 25kW.
Con unos paneles con las siguientes características:

Vnom=12V
Vmáx=17,2V
Pot=120W
Imáx=6,98 A

Me da que necesito 40 paneles. Ahora debo elegir el regulador? o las baterías primero? Tengo cargas en continua que consumen a 12VDC así que no tengo ni idea de qué regu. elegir, dependerá en cierto modo de la config:

caso 1: 20 ramas de 2 en serie --> 12V
caso 2: 10 ramas de 4 en serie --> 48V
caso 3: 5 ramas de 8 en serie --> 96V

¿Qué es mejor? ¿En función de qué lo selecciono? Y después ¿como pongo las baterías? ¿Las tengo que conectar de manera que me den la misma tensión que los módulos? Si tengo vasos de 2V, por ejemplo:

en el caso 1: 6 en serie hasta llegar a los 12V??
en el caso 2:12 en serie hasta llegar a los 48V??
en el caso 3: 48 en serie hasta llegar a los 96V??

Me suena muy raro...

Antes los paneles tenían que tener la misma tensión que las baterías ,ahora ya no con los mppt.
Estos mppt es como un inversor de red pero en vez de inyectar lo adaptan a las baterías.

Tienes un consumos de 25000Wh día o necesitas 25Kw de paneles?

No, no, 25000Wh, aunque en realidad al final es menos.

Las características que debo tener en cuenta para seleccionar el mppt ¿cuales son? ¿solo la corriente máxima generada y la corriente máxima consumida o algo más?

He estado mirando qué son los mppt y como funcionan y he mirado algunos fabricantes. He encontrado esto:

Techno Sun - Regulador de carga Xantrex - Modelo Xantrex XW MPPT

Según entiendo la corriente máxima que puede generar mi campo FV para un regu como ese es de 60A, ¿no?

Si necesito 40 paneles que su corriente máxima es de 6,98 me da que como mucho puedo poner 8 ramas de paneles en paralelo y me quedarían series de 5 con una tensión de 60 V (12V por panel...) por lo que leo ahí todavía entro en las especificaciones pues aguanta entradas de 12, 24, 36, 48 y 60. Justo en el límite, ¿debo mirar algo más? ¿Las baterías como tendrán que estar conectadas?

mmmhhh... i need help!!!! ^_^

Tienes que mirar su tensión limite y los A de entrada en baterías. Los fabricantes ya te dicen cuando panel ponerle para la tensión de baterías elegida.

Los de 60A para 48v llegan entre 300 y 3600 vatios de panel.

http://www.hmsistemas.es/shop/catalog/bulletin.php#mppt aquí puse un pequeño ejemplo.

¿Qué quieres decir con lo de que llega entre 300 y 3600 W de panel?

No sé si entendí bien pero entonces yo tengo que calcular las baterías y después asegurarme que la corriente que va a ellas desde el regu, ¿es así?

Si, por ejemplo, tengo baterías con las características:

12V/vaso
120 Ah
Pf de 0,6
quiero una autonomia de 3 días
y tienen un rend del 0,9

La Cn me dará: =25000*3/(12*0,6*0,9)= 11574,07 Ah (para una Vnom,inst=12V)

El nº de vasos por fila se calcula de dividir la Vnom de la instalación que no sé cual es entre 12V (tensión de las baterías en este caso) entre 2V en caso de tener vasos de 2 V...

Caso 1: Vnom,inst = 12V --> 1 vaso / fila
Caso 2: Vnom,inst = 24V --> 2 vaso / fila
Caso 3: Vnom,inst = 36V --> 3 vaso / fila
Caso 4: Vnom,inst = 48V --> 4 vaso / fila
Caso 5: Vnom,inst = 60V --> 5 vaso / fila


Las filas resultan de dicidir la Cn entre 120Ah (C100) que me da 96 VASOS!!! Es una rallada, ¿donde me estoy columpiando?

Si cambio la Vnom,inst...

Caso 1: Vnom,inst = 12V --> Cn= --> 97 filas de vasos
Caso 2: Vnom,inst = 24V --> Cn= --> 49 filas de vasos
Caso 3: Vnom,inst = 36V --> Cn= --> 33 filas de vasos
Caso 4: Vnom,inst = 48V --> Cn= --> 25 filas de vasos
Caso 5: Vnom,inst = 60V --> Cn= --> 20 filas de vasos

Y el número total de vasos será igual a las filas por el número de vasos por fila...


Caso 1: Vnom,inst = 12V --> 97 vasos
Caso 2: Vnom,inst = 24V --> 98 vasos
Caso 3: Vnom,inst = 36V --> 99 vasos
Caso 4: Vnom,inst = 48V --> 100 vasos
Caso 5: Vnom,inst = 60V --> 100 vasos

Creo que algo está mal... son demasiadas baterías!!! ¿por donde puedo estar equivocándome?

Oups!
No puse los resultados de las Cn en cada caso...

Caso 1: Vnom,inst = 12V --> Cn= 11574,07 Ah--> 97 filas de vasos
Caso 2: Vnom,inst = 24V --> Cn= 5787,04 Ah--> 49 filas de vasos
Caso 3: Vnom,inst = 36V --> Cn= 3858,02 Ah--> 33 filas de vasos
Caso 4: Vnom,inst = 48V --> Cn= 2893,52 Ah--> 25 filas de vasos
Caso 5: Vnom,inst = 60V --> Cn= 2314,81 Ah--> 20 filas de vasos

No he mirado bien los calculos pero 25kWh/dia es una barbaridad para sistema aislada.

25kWh/dia, para 3 dias y 50% de profundidad de descarga = 150kWh.
Solo vas a trabajar en 48V o mas, olvidate de 12 y 24. 150kWh en 48V = 3125Ah.
Existen vasos de 2V que llegan a 3000Ah, entonces es tecnicamente posible pero tomate un infusion de camomila antes de ver el precio.

Permiteme el comentario que es mejor poner un proyecto como este en los manos de un profesional (que yo no soy). Un error en los components o dimensiones en un instalacion tan grande puede resultar en un disastre.

Se trata del proyecto fin de carrera... Estoy en el salvador haciendo cooperación y el centro agroecológico que estoy dimensionando pretende ser un centro de formación para agricultura sostenible.

No piensan instalarlo ahora pero quieren saber qué viabilidad hay en energizar el centro con fotovoltaica.

Al principio la instalación era de 100KW y resultaba directamente inviable... Decidí hacer instalaciones más pequeñas por edificios, en total son 9 instalaciones pero hay 2 de las 9 que son bastante grandes, una de ellas la que mencionaba como ejemplo....

Cuestión, que lo que me recomiendas según veo es poner baterías con más C100, porque las puse de solo 120Ah pero veo que las hay más grandes, disculpad mi ignorancia en temas de equipos....

Graicas!

Ok. Para instalaciones tan grandes seguro que vas a poner un grupo electrogeno verdad? Entonces con menos capacidad de bateria, hay que poner el grupo con mas frequencia. He elegido 3 dias de autonomia porque normalmente lo hacen para casas aisladas. Pero si tienes un grupo bastante bueno y fiable, entonces puedes reducirlo a 1 dia de autonomia, y solo necsitaries 1000Ah. Hay que hacerlos calculos entre el inversion imediate de baterias y el coste de combustible y de mantenimiento de un grupo.

A lo mejor hay un producto de ese centro que puedes convertir en combustible? Sobre todo si hay un aceite que puedes meter directamente en un grupo diesel con el minimo de cambio en el grupo.
Hay mas informacion sobre instalaciones con grupos convertido para funcionar con aceites vegetales aqui: Diesel Engines - Technical Information Online - Practical Answers

Sí, esa sería la alternativa pero en el proyecto si estudio alternativas marcho por las ramas... Tengo que hacer el dimensionado fotovoltaico únicamente.

Con una capacidad de 1320Ah ya me sale un número de baterías mucho más razonable...

¿Como miro la corriente que va del regulador a las baterías? es la que viene de los paneles (número de ramas de paneles en paralelo por la Imáx.), ¿verdad?

Insisto, ¿qué criterio sigo para elegir la tensión nominal de la instalación? Es decir la tensión que tienen que sumar las baterías.... Tengo focos que consumen a 12VDC como cargas, ¿eso quiere decir que tiene que ser de 12V?

Baterías tienes, de uso "comercial" hasta 4464 ah por un precio razonable aunque son vasos de 2 Voltios. Total te saldrían 18 vasos 6Sx3P a unos 1000€/vaso, pues eso, razonable!!!
Otra que habría que ver es el consumo instantáneo, es decir, el consumo que tendrás en el punto de mayor demanda. Porque se te pueden disparar las secciones de los cables. Y si los focos están muy lejos del regulador se te dispararán a secciones astronómicas.

Existe un maximizador o mppt que te acepta hasta 140 Vcc entrada, 150 Voc entrada, 60A entrada y la salida la tienes para 12,24,36,48 ó 60V. Simplemente ha el diseño elevando lo máximo la tensión de entrada sin pasarte de los límites, verifica su valor tanto en temperaturas bajas (en temperaturas por debajo de 20º sube la tensión del panel) como en altas (hace lo contrario), la caída de tensión de los cables y el aporte que tiene que dar la batería al inversor en el peor de los casos. (el de máximo consumo)

sigue sin resolverse mi duda.

Si tengo cargas en C.C. a 12VDC, ¿las baterías tienen que estar necesariamente conectadas de forma que den 12V? Si tengo baterías de 2V, pues 6 en serie o si tengo de 12 una y ya! ¿me explico?

Por otro lado el inversor debe ser de la potencia instantánea máxima es decir la suma de todas las potencias de los aparatos de alterna que tenga. En este caso de como mínimo 2.183kW... Que me conviene más:

a) ¿usar un inversor con una potencia similar a esa?
b) ¿usar varios inversores de diferentes potencias hasta lograr la demandada?

Si es b), ¿como se conectan varios inversores en una instalación?

Varias cosas, si tienes consumos a 12V lo lógico es poner las baterías a 12V. Quizá se me ocurre que si te interesa por cualquier cosa más tensión, puedas poner las cargas repartidas, como si compensases las fases pero eso llevaría un estudio aparte. Habría que equilibrarlo muy bien y no creo que sea nada aconsejable. Basura... Conclusión, a 12 V

Mas cosas, el inversor no es de la suma de las potencias de alterna que tengas, sino de las que puedan actuar a la vez. Es decir, no te va a funcionar a la vez un ventilador y una estufa, o un aa/cc y la susodicha estufa, pero sí un televisor, mas la nevera, mas el microondas mas el moto.... y tal y tal.
Por otro lado es saber si la álimentación que necesitas es monofásica o trifásica. Si pones varios monofásica, o independizas los circuitos, o los pones paralelables, para que la fase siempre vaya igual y así poder mezclar circuitos. Que es mejor? yo pondría varios, porque si te falla alguno es más fácil detectarlo, porque si se te estropea no te quedas 100% si luz. Inconvenientes, es más fácil que se estropeen los pequeños (los grandes son más robustos, más industriales) y seguro que pierdes en rendimiento, porque tener 2 o 3 inversores a 0,96% el rendimiento no es lo mismo que tener sólo 1.

Vaya rollazo!!!!!

pues si que esta bueno el tema pero mi duda es por que afuerzas tendria que acumular a 12 si el consumo lo puede conectar al mppt y tener la salida de 12, 24, 48 ?, aparatos de bajo consumo de 12v se conectan ahi mientras no superen el amperaje del regulador y los aparatos de mayor demanda AC al inversor directo de las baterias.

no soy experto pero pues ya teniendo un aparato tan configurable como un mppt se pueden hacer muchas cosas

Hola en que me tengo q vasar para elegir el regulador de de una instalación.
Gracias.

Pues el regulador se elige en función de dos criterios: tensión e intensidad del sistema. La tensión del sistema (12V, 24V, 48V, 60V) viene dada por los consumos (en caso de tener los consumos en corriente alterna, la tensión viene dada por el inversor que transforma la corriente continua en alterna); según la potencia de placas que tienes que poner para abastecer los consumos y la tensión del sistema, tienes que elegir un regulador que pueda con la intensidad que te dan las placas.

Por ejemplo:
sistema de 12V; 2 placas de 180 Wp cada una --> te hace falta un regulador de 2*180W/12V = 30A (o más)

Según las placas que pongas, te puede hacer falta un regulador MPPT o uno "normal".

Un saludo.