Sistema solar fotovoltaico de China Solaracks
¿Qué es el sistema solar fotovoltaico?
How does a solar PV system work?¿Cómo funciona un sistema solar fotovoltaico?
Solar photovoltaic system El sistema solar fotovoltaico o sistema de energía solar es uno de los sistemas de energía renovable que utiliza módulos fotovoltaicos para convertir la luz solar en electricidad. La electricidad generada puede almacenarse o usarse directamente, realimentarse a la línea de la red o combinarse con uno o más generadores de electricidad o más fuentes de energía renovable. El sistema fotovoltaico solar es una fuente de electricidad muy confiable y limpia que puede adaptarse a una amplia gama de aplicaciones, como residencia, industria, agricultura, ganadería, etc. Componentes principales del sistema El sistema PV solar Solar PV system incluye diferentes componentes que deben seleccionarse de acuerdo con el tipo de sistema, la ubicación del sitio y las aplicaciones. Los componentes principales del sistema fotovoltaico solar son el controlador de carga solar, el inversor, el banco de baterías, las fuentes de energía auxiliar y las cargas (electrodomésticos). El módulo fotovoltaico convierte la luz solar en electricidad de CC. El controlador de carga solar regula el voltaje y la corriente proveniente de los paneles fotovoltaicos que van a la batería y evita la sobrecarga de la batería y prolonga su vida útil. El inversor convierte la salida de CC de los paneles fotovoltaicos o la turbina eólica en una corriente de CA limpia para los dispositivos de CA o la realimenta a la línea de la red. La batería almacena energía para suministrarla a los aparatos eléctricos cuando hay una demanda. La carga son aparatos eléctricos que se conectan al sistema solar fotovoltaico, como luces, radio, TV, computadora, refrigerador, etc. Fuentes de energía auxiliar: generador diesel u otras fuentes de energía renovables.
Dimensionamiento del sistema solar fotovoltaico
1. Determinar las demandas de consumo de energía El primer paso en el diseño de un sistema solar fotovoltaico es averiguar la potencia total y el consumo de energía de todas las cargas que deben ser suministradas por el sistema solar fotovoltaico de la siguiente manera:
1.1 Calcule el total de vatios-hora por día para cada aparato utilizado. Agregue las Watt-horas necesarias para todos los dispositivos juntos para obtener el total de Watt-horas por día que deben entregarse a los dispositivos.
1.2 Calcule los vatios-hora totales por día necesarios de los módulos fotovoltaicos. Multiplique el total de electrodomésticos vatios-hora por día veces
1.3 (la energía perdida en el sistema) para obtener el total de vatios-hora por día que deben proporcionar los paneles.
2. Tamaño de los módulos fotovoltaicos Los diferentes tamaños de módulos fotovoltaicos producirán diferentes cantidades de energía. Para conocer el tamaño del módulo fotovoltaico, las necesidades totales de vatios pico producidos. El pico de potencia (Wp) producido depende del tamaño del módulo fotovoltaico y del clima de la ubicación del sitio. Tenemos que considerar el factor de generación de paneles que es diferente en cada ubicación del sitio. Para Tailandia, el factor de generación del panel es 3.43. Para determinar el tamaño de los módulos fotovoltaicos, calcule de la siguiente manera:
2.1 Calcule la capacidad de pico de vatios total necesaria para los módulos fotovoltaicos Divida la cantidad total de vatios-hora por día necesaria de los módulos fotovoltaicos (del elemento 1.2) entre 3.43 para obtener la capacidad de pico de vatios total necesaria para los paneles fotovoltaicos necesarios para operar los aparatos.
2.2 Calcule el número de paneles fotovoltaicos para el sistema. Divida la respuesta obtenida en el ítem 2.1 por la potencia nominal en vatios-pico de los módulos fotovoltaicos disponibles para usted. Aumente cualquier parte fraccional del resultado al siguiente número completo más alto y ese será el número de módulos fotovoltaicos necesarios. El resultado del cálculo es el número mínimo de paneles fotovoltaicos. Si se instalan más módulos fotovoltaicos, el sistema funcionará mejor y se mejorará la duración de la batería. Si se utilizan menos módulos fotovoltaicos, es posible que el sistema no funcione durante los períodos nublados y la vida útil de la batería se acortará.
3. Dimensión del inversor Se utiliza un inversor en el sistema donde se necesita una salida de alimentación de CA. La potencia de entrada del inversor nunca debe ser inferior al vatio total de los dispositivos. El inversor debe tener el mismo voltaje nominal que su batería. Para sistemas autónomos, el inversor debe ser lo suficientemente grande como para manejar la cantidad total de vatios que utilizará al mismo tiempo. El tamaño del inversor debe ser 25-30% más grande que el total de vatios de electrodomésticos. En caso de que el tipo de electrodoméstico sea motor o compresor, el tamaño del inversor debe ser mínimo 3 veces la capacidad de esos electrodomésticos y debe agregarse a la capacidad del inversor para manejar la sobretensión durante el arranque. Para sistemas de conexión a la red o sistemas conectados a la red, la clasificación de entrada del inversor debe ser la misma que la clasificación de la matriz FV para permitir una operación segura y eficiente.
4. Dimensionamiento de la batería El tipo de batería recomendado para usar en el sistema solar fotovoltaico es la batería de ciclo profundo. La batería de ciclo profundo está específicamente diseñada para descargarse a un nivel de energía bajo y recargarse rápidamente o cargarse y descargarse en ciclo día tras día durante años. La batería debe ser lo suficientemente grande como para almacenar suficiente energía para operar los electrodomésticos por la noche y los días nublados. Para averiguar el tamaño de la batería, calcule de la siguiente manera:
4.1 Calcule el total de vatios-hora por día que usan los electrodomésticos.
4.2 Divida el total de vatios-hora por día utilizado por 0.85 por pérdida de batería. 4.3 Divida la respuesta obtenida en el ítem 4.2 por 0.6 para la profundidad de descarga.
4.4 Divide la respuesta obtenida en el ítem
4.3 por el voltaje nominal de la batería.
4.5 Multiplique la respuesta obtenida en el ítem 4.4 con días de autonomía (la cantidad de días que necesita que el sistema funcione cuando no hay energía producida por los paneles fotovoltaicos) para obtener la capacidad requerida de amperios-hora de la batería de ciclo profundo. Capacidad de la batería (Ah) = vatios-hora totales por día utilizados por los electrodomésticos x días de autonomía (0,85 x 0,6 x voltaje nominal de la batería)
5. Dimensionamiento del controlador de carga solar
De acuerdo con la práctica estándar, el tamaño del controlador de carga solar es tomar la corriente de cortocircuito (Isc) de la matriz FV y multiplicarla por 1.3
Clasificación del controlador de carga solar = Corriente total de cortocircuito de la matriz FV x 1.3
Observación: Para el controlador de carga MPPT, el tamaño será diferente. (Consulte los conceptos básicos del controlador de carga MPPT)
Ejemplo: Una casa tiene el siguiente uso de electrodomésticos:
- Una lámpara fluorescente de 18 vatios con balasto electrónico utilizada 4 horas por día.
- Un ventilador de 60 vatios utilizado durante 2 horas por día.
- Un refrigerador de 75 vatios que funciona las 24 horas del día con el compresor funcionando 12 horas y apagado 12 horas.
El sistema estará alimentado por un módulo FV de 12 V CC y 110 Wp.
1. Determinar las demandas de consumo de energía.
| Uso total del electrodoméstico = (18 W x 4 horas) + (60 W x 2 horas) + (75 W x 24 x 0.5 horas) | |
| = 1,092 Wh / día | |
| Energía total de paneles fotovoltaicos necesaria | = 1,092 x 1.3 |
| = 1,419.6 Wh / día. | |
2. Tamaño del panel fotovoltaico
| 2.1 Wp total de capacidad del panel fotovoltaico necesario | = 1,419.6 / 3.4 |
| = 413.9 Wp | |
| 2.2 Número de paneles fotovoltaicos necesarios | = 413.9 / 110 |
| = 3.76 módulos |
Requisito real = 4 módulos
Por lo tanto, este sistema debe ser alimentado por al menos 4 módulos de 110 Wp módulo PV.
3. Dimensionamiento del inversor
Vatios totales de todos los electrodomésticos = 18 + 60 + 75 = 153 W
Por seguridad, el inversor debe considerarse un tamaño 25-30% mayor.
El tamaño del inversor debe ser de unos 190 W o más.
4. Dimensionamiento de la batería
Uso total de electrodomésticos = (18 W x 4 horas) + (60 W x 2 horas) + (75 W x 12 horas)
Tensión nominal de la batería = 12 V
Días de autonomía = 3 días.
Capacidad de la batería = [(18 W x 4 horas) + (60 W x 2 horas) + (75 W x 12 horas)] x 3
(0,85 x 0,6 x 12)
Amperios-hora totales requeridos 535.29 Ah
Por lo tanto, la batería debe estar clasificada 12 V 600 Ah para una autonomía de 3 días.
5. Dimensionamiento del controlador de carga solar
Especificación del módulo fotovoltaico
Pm = 110 Wp
Vm = 16,7 Vcc
Im = 6.6 A
Voc = 20.7 A
Isc = 7.5 A
Clasificación del controlador de carga solar = (4 cuerdas x 7.5 A) x 1.3 = 39 A
Por lo tanto, el controlador de carga solar debe tener una capacidad de 40 A a 12 V o más.
¿Cómo funciona un sistema solar fotovoltaico?
Los sistemas solares fotovoltaicos utilizan células para convertir la luz solar en electricidad. La célula fotovoltaica consta de una o dos capas de un material semiconductor, generalmente silicio. Cuando la luz brilla en la celda, crea un campo eléctrico a través de las capas haciendo que la electricidad fluya. Cuanto mayor es la intensidad de la luz, mayor es el flujo de electricidad. Se hace referencia a las células fotovoltaicas en términos de la cantidad de energía que generan a plena luz solar; saber como kilovatios pico o kWp. La célula solar es el componente básico de la tecnología solar fotovoltaica. La mayoría de las personas están familiarizadas con las células solares fotovoltaicas que alimentan las calculadoras. Estas celdas están conectadas entre sí para formar un módulo (panel solar fotovoltaico). Los módulos fotovoltaicos reúnen energía solar en forma de luz solar y la convierten en electricidad de corriente continua (CC). Un inversor puede convertir esta corriente continua en corriente alterna (corriente alterna, que es el tipo de electricidad que se usa en su hogar). Los módulos fotovoltaicos se unen para formar un sistema de panel solar fotovoltaico PV Solar Panel system. Los grandes sistemas fotovoltaicos se pueden integrar en los edificios para generar electricidad. Póngase en contacto con solaracks para más información.
