Asistente ISF aislada
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Descripción

Cuando seleccionemos el Asistente para instalaciones solares fotovoltaicas aisladas, se mostrará un cuadro de dialogo similar al que se muestra en la figura siguiente:

Localización. Aquí se indican los datos por defecto de la Localización (información recogida en la Base de datos de la Localidad) y la posición geográfica de ésta (Latitud y Longitud). Este campo se rellana automáticamente con la Localidad seleccionada en el capítulo Edificio.

Consumo diario. Este apartado mostrará el consumo diario de los diferentes receptores presentes en la instalación:

• Añadir... Permite añadir un nuevo receptor con un consumo programado a la lista de consumo diario.

• Editar... Permite modificar los datos del receptor y su consumo programado definido.

• Eliminar. Permite quitar un receptor de la lista de consumo programado diario.

Cuando se pulsa el botón Añadir... o Editar..., se accede al cuadro de propiedades de un receptor eléctrico genérico, donde se indicará el modelo de receptor, así como la cantidad de ellos instalados. También se debe indicar el horario de funcionamiento de los mismos. Este proceso de selección e introducción de horarios se puede hacer de forma manual por cada día del mes o utilizando las opciones del botón, Unificar planificación. Por ejemplo, se podría considerar un horario de un día de la semana para todos los días del año pulsando primeramente en la opción, Todos los días de la semana, seguiría con la opción, Todos los días como el actual, y se terminaría con la opción, Todas las semanas.

Acumuladores. Este apartado contiene el número de acumuladores necesarios para garantizar el funcionamiento de la instalación con los consumos programados para un número de días de autonomía:

• Modelo. Se indica el modelo de acumulador elegido por el usuario (inicialmente en el menú Datos/Generales...), para ser instalado.
• Con el botón, Modelo, se accederá a la base de Acumuladores donde se podrá elegir el modelo de acumulador, de los disponibles en la Base de datos.
• Con el botón "..." (situado a la derecha del anterior), se accede a la base de símbolos para elegir el símbolo con el que se representarán los acumuladores en la instalación.
• Profundidad de descarga (DOD). Este apartado indica el nivel de descarga a descontar de la carga completa del acumulador. Una profundidad de descarga del 40%, indicará que el estado de carga (SOC) mínima a la que finalmente quedará el acumulador será de 100 - 40 = 60 %; por tanto, la carga del acumulador, en ningún momento será inferior a ese 60 % resultante para el predimensionado con el asistente.

• Número de acumuladores por ramal. Este valor dependerá de la tensión de regulación (tensión del sistema) y la propia tensión de cada acumulador. Si se elige una tensión de regulación de 12 V, por ejemplo, y si el modelo de acumulador elegido tiene una tensión de 2 V, serán necesarios instalar 6 acumuladores en cada ramal (12 / 2 = 6). Si la tensión de los acumuladores fuera de 6 V, entonces serían necesarios sólo 2; y si fuera de 12 V, entonces el número de acumuladores sería 1. Por tanto podemos concluir que:
• Nº de acumuladores por ramal = Tensión de regulación / Tensión de cada acumulador
• Tensión del sistema = Nº de acumuladores · Voltaje del acumulador
• Número de ramales en paralelo. Este valor indicará la cantidad de ramales en paralelo (del mismo tipo del anterior), que son necesarios para garantizar la capacidad nominal necesaria.

• Capacidad Nominal (Ah). La capacidad nominal, nos da una idea del consumo eléctrico realizado por los receptores de la instalación, esta capacidad como mínimo, ha de ser suministrada por los acumuladores para garantizar el funcionamiento de los receptores.

• Capacidad Resultante (Ah). Es el valor de Amperios por hora (Ah) aportados por la combinación de acumuladores instalados. Hay que tener en cuenta que la capacidad resultante será igual a la suma de las capacidades de cada ramal.
• Se ha de verificar que la capacidad aportada por los acumuladores, ha de ser superior al valor de la capacidad nominal necesaria.
• Capacidad resultante ≥ Capacidad nominal

Paneles fotovoltaicos. En este apartado, se muestra la configuración de paneles a instalar en la instalación, siempre partiendo de las necesidades de los receptores a instalar y de sus consumos previstos.

• Modelo. Se indica el modelo de panel fotovoltaico elegido por el usuario (inicialmente en datos generales), para ser instalado.
• Con el botón, Modelo, se accederá a la base de paneles fotovoltaicos donde se podrá elegir el modelo de panel, de los disponibles en la BD.
• Con el botón " ..." se accederá a la base de símbolos para elegir el símbolo con el que se representarán los paneles en la instalación.

• Número de paneles por ramal. Este valor, dependerá de tensión fotovoltaica (máxima y mínima) y de la tensión de funcionamiento del panel. Se colocarán tantos paneles en serie como sea necesario, pero siempre teniendo la premisa que:

Tensión FV (mín.) < Nº de paneles x Voltaje del panel ≤ Tensión FV (máx.)

• Número de ramales en Paralelo. Aquí se indicará la cantidad de ramales en paralelo (del mismo tipo del anterior), son necesarios para garantizar la potencia mínima necesaria a consumir por los receptores instalados.

• Potencia mínima necesaria (Wp). Este será el valor de potencia mínimo para garantizar el funcionamiento de los receptores.

• Potencia instalada (Wp). Es el valor de la potencia aportada por los paneles fotovoltaicos a montar en la instalación.
• Se ha de verificar que la potencia aportada por los paneles instalados, supere el valor de la potencia mínima necesaria de funcionamiento:

Potencia instalada ≥ Potencia mínima necesaria

• Inclinación (º). La producción de energía, depende en gran medida de la inclinación de los paneles, ya que dependiendo de esta, podremos garantizar que durante más horas al año, los paneles estén orientados hacia el sol. A inclinaciones mayores, se tiene un mejor comportamiento en los meses en los que el sol está más bajo (meses de invierno) y si la inclinación es poca, se garantiza una mejor orientación para los meses en los que el sol está mas alto (verano). El programa nos propondrá una inclinación en función de la localización y del criterio de cálculo (mes a considerar), pero que el usuario podrá modificar por otro valor que considere oportuno.

• Orientación (º). Al igual que la inclinación, la orientación también juega un valor fundamental en la producción de energía. Cuando una instalación se encuentra en el Hemisferio Norte, conforme los paneles están más orientados al Sur, es mejor y cuando la instalación está en el Hemisferio Sur, es al contrario, conforme los paneles estén más orientados al Norte, es mejor. Esto es lo ideal, pero no siempre es lo posible ya que en muchos casos los paneles irán montados en una cubierta, que tendrá una orientación determinada. En estos casos, forzar a los paneles a que tengan una orientación ideal puede no resultar lo más óptimo (se puede encarecer el precio por la complejidad de las estructuras de soporte, entre otros, respecto a la diferencia de la producción obtenida por colocar a los paneles con una orientación diferente a la ideal). Cuando se pulsa el botón "..." punteado de la derecha, se muestra un cuadro donde se muestran los valores con los que se traducen las diferentes orientaciones.
• Número máximo de paneles por fila. Indica el número máximo de paneles a montar en un ramal o string. Este valor limita el número de paneles a montar como máximo en un ramal el cual, como vimos anteriormente, estaba limitado por Tensión FV(máx.) y la tensión del panel fotovoltaica. De esta forma también podemos controlar el tamaño máximo de un string.

• Distancia panel - panel (mm). Sería la distancia horizontal, con la que separamos un panel de otro. Si el valor es 0, indica que los paneles irán pegados (a su derecha o izquierda) a otro panel. Siempre estaremos hablando de distancias horizontales.

• Distancia fila - fila (mm). El mero motivo de colocar un panel frente a otro, puede ocasionar que entre ellos se produzcan sombras que pueden afectar a la producción eléctrica de éstos. La distancia a la que se coloca una fila de paneles de otra, es muy importante ya que de ello dependerá del aprovechamiento del espacio disponible para colocar paneles. Este espacio, será inversamente proporcional a la densidad de paneles por m², es decir, a mayor distancia, menor número de paneles. Ahora bien, si la distancia es pequeña, el número de paneles colocados en la misma superficie será mayor, pero por contra, puede ocasionar unas pérdidas por sombreado que pueden incidir en la producción de energía. La idea consiste en una distancia que sea la menor posible para ubicar la mayor cantidad de paneles (mejor aprovechamiento de la superficie), pero que ésta sea tal que las sombras de una fila sobre otra tenga el menor impacto posible. De esta forma, se consigue el mejor aprovechamiento del espacio y de los recursos gastados en la adquisición y colocación de placas solares. El programa suele proporcionar una distancia válida para superficies horizontales ahora bien, si los paneles van a ir colocados sobre una cubierta inclinada y con la propia inclinación de ésta, esa distancia se puede reducir a la propia longitud de la placa. Se le da al usuario la libertad para poder añadir otras distancias.

Regulación. En este apartado, se indican valores característicos del sistema de regulación.

• Mes a considerar en el cálculo. La posición solar respecto a la tierra, varía para cada hora del día y para cada día del año. Para trabajar de una forma más global, podemos considerar de forma única, que la radiación solar para cada mes, es diferente. Entonces si consideramos el criterio de indicar un mes en concreto, el predimensionado se realizará teniendo en cuenta las propiedades de dicho mes. Esto es útil en el supuesto que solo pensemos utilizar la instalación durante un tiempo muy concreto del año (por ejemplo en los meses de verano o inverno) entonces lo ideal es considerar solo esos meses para realizar el predimensionado y, de esta forma, ajustar lo máximo en las necesidades de la instalación de producción de energía. Ahora bien, si el uso lo vamos a hacer durante todo el año, lo ideal es indicar al programa que considere el peor de los casos (que podrían ser los meses de invierno que obtienen menor radiación solar y por tanto con menor producción eléctrica) para el predimensionado de la instalación y, de esta forma, asegurarnos un funcionamiento seguro durante todo el año.
• Mes de referencia para el dimensionado. Se muestra el mes seleccionado según el criterio adoptado anteriormente del mes a considerar en el cálculo.

• Días de autonomía. Este factor es fundamental a la hora de calcular el número de acumuladores. El número de días de autonomía, nos dará una medida del número de días durante los cuales, la instalación dispone de energía para funcionar, respetando los criterios de diseño inicial, como profundidad de descarga máxima, consumo energético... sin que exista producción energética solar alguna. A partir del número de días de autonomía, nos aseguraremos que los acumuladores son capaces de aportar la energía necesaria para que el sistema funcione. Si fuera necesario seguir funcionando sin producción solar y solamente mediante la energía almacenada en los acumuladores, más allá de los días de autonomía de diseño, entonces entraríamos en un vaciado superior al establecido inicialmente en el diseño original, pudiendo provocar un excesivo consumo de los acumuladores; y tal vez, siendo necesario reducir el número de horas de funcionamiento de los receptores durante estos días extras. Es importante el equilibrio en dicho valor ya que la capacidad de los acumuladores, será directamente proporcional al número de días de autonomía, de manera que si es un valor elevado, el número de acumuladores será mayor, aportándonos una mayor autonomía, pero incrementando el coste de la instalación. Es fundamental preestablecer un número de días de autonomía conforme al uso que pensamos disponer de la instalación y de la previsión de las condiciones climáticas (estimación de días consecutivos anuales de lluvia, nublados...).

• Tensión del sistema (V). Hace referencia al valor de la tensión aplicada en el campo de acumuladores y receptores. Este valor es empleado en el cálculo del número de acumuladores de cada ramal.

• Tensión FV [máx, mín] (V). Con estos valores de la tensión del campo fotovoltaico (máximo y mínimo) se obtiene el número de paneles fotovoltaicos en cada ramal de paneles, tal y como se ha indicado en campos anteriores (Nº de paneles por ramal).

• Hora de Sol Pico (HSP). Es el valor calculado de HSP para la condición considerada en los criterios de cálculo de los que depende, que son:
  • Localización de la instalación (latitud y longitud).
  • Inclinación.
  • Orientación.
  • Mes a considerar en el cálculo.

Pérdidas en la instalación. El apartado, contempla tres factores de seguridad para suplir las posibles pérdidas ocasionadas en las tres partes principales de la instalación.

• Pérdidas en el cableado (%). Son debidas al propio cableado que une a los dispositivos de la instalación, este valor se suele considerar en un 6%. Esto se interpreta como que la producción del generador fotovoltaico estaría afectado por un factor de: 1,00 - 0,06 = 0,94.

• Pérdidas en el acumulador (%). El propio almacenamiento de la energía y los procesos de cambio de corriente continua a alterna, implican también una pérdida que podemos considerar del 10%. Esto se interpreta como que la producción del generador fotovoltaico estaría afectado por un factor de: 1,00 - 0,10 = 0,90.

• Pérdidas por acoplamiento (%). Cuando se conecta un generador fotovoltaico a un conjunto de baterías por medio de un regulador de carga, atendiendo a la tecnología del mismo, es difícil que el generador funciones a máximo rendimiento o en condiciones estándar. Dependiendo del tipo de regulador a emplear, podemos obtener coeficiente de pérdida de hasta el 20%. Esto se interpreta como que la producción del generador fotovoltaico estaría afectado por un factor de: 1,00 - 0,20 = 0,80.

Solución del sistema. En este apartado, se muestra un resumen de los resultados obtenidos desde la solución del cliente.

• Número de acumuladores en total. Es el número total de acumuladores a montar en la instalación. Este valor se obtiene de multiplicar el número de acumuladores a instalar en un ramal por el número de ramales.

• Número de paneles en total. Es el número total de paneles a montar en la instalación. Este valor se obtiene de multiplicar el número de paneles a instalar en un ramal por el número de ramales.

• Superficie solar total (m²). Es la suma de todas la superficies de cada uno de los paneles instalados. Si tomamos por ejemplo un caso en el que la superficie del panel sea de 2 m² y en la instalación se pretende montar es de 30 paneles, la superficie total sería de: 2 · 30 = 60 m².

• Superficie solar proyectada (m²). Este valor se obtiene a partir de la superficie anterior y se obtendría como la superficie de cada panel multiplicada por el coseno de la inclinación de éste y multiplicada por el número de paneles a instalar. Si suponemos el caso anterior y a cada panel se va a dar una inclinación de 30º tendríamos: Superficie proyectada = Superficie del panel · cos (ángulo inclinación) · Nº paneles = 2 x 0,866 x 60 = 51,96 m².

• Peso del campo de acumuladores (kg). Es el peso total del número de acumuladores por el peso unitario de cada acumulador (dato de la base de datos). Este valor es útil para comprobar si un forjado o la estructura, es capaz de soportar dicho peso.

• Peso del campo de paneles (kg). Es el peso total del número de paneles por el peso unitario de cada panel. Este valor es útil para comprobar si la estructura podrá soportar el peso de la instalación.

El asistente propondrá un resultado (en color azul) para el número de paneles fotovoltaicos, acumuladores, distancias..., que estará en función del consumo de los receptores, de la localización, de la orientación e inclinación y de los días de autonomía. La solución propuesta por el usuario (en color negro), será la que finalmente se llevará al proyecto, una vez que se acepten los resultados.

Al aceptar los resultados, se cerrará el cuadro y volveremos a la vista de la aplicación, donde el cursor habrá cambiado permitiendo al usuario localizar un punto de inserción dentro de la misma. Una vez que se indica dicho punto en la vista 3D, el programa realiza un trazado automático de la instalación propuesta por el asistente.

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