Calculo de Sfv-Autonomo

SISTEMA FOTOVOLTAICO
Dimensionamiento de un sistema fotovoltaico autónomo (SFVA)

Se presenta la metodología básica por medio de un ejemplo para una vivienda.
Para comenzar se requiere tener datos de las cargas, datos geográficos, y datos
tecnológicos de los elementos del sistema FV (panel, controlador, inversor, batería
etc)
Datos de las cargas
6 lámparas de 15w&12V, 1.1A (5 horas de uso)
1 TV 50w a&12V, 5A (5 horas de uso)
1 refrigerador 300 W&12V, 5A(12 de uso)
Datos geográficos
Localidad: Chapingo Texcoco estado de México
Coordenadas: 19°29’23’’N
98°53’37’’O
Radiación solar promedio anual de los últimos 22 años: 5.02 Kwh/m2/dia
Datos obtenidos de Surface Meteorology and Solar Energy (NASA)
Datos tecnológicos de los elementos del sistema FV
Panel: SOLARTEC S60MC-250
STC NOCT
Voc 37.30 V 28.84 V
Vmáx 30.5 V 24.4 V
Isc 8.7 A 6.99 A
Imáx 8.21 A 6.56 A
Pmax 250 W 200 W
Eficiencia Módulo 15.36%
1.-Definir el tipo de planta: Se considera un sistema fotovoltaico para consumo de

corriente alterna con sistema de almacenamiento de energía (banco de baterías)
2.-Cálculo del consumo: Realizar un cuadro de cargas de consumo

Dispositivo Potencia I Cantidad Tiempo de uso Potencia Consumo
(w) (A) (h) (W-h) (A-h)
Lámpara 15 1.1 6 6 90 39.6
TV 50 5 1 5 50 25
Refrigerador 300 3 1 12 300 36
ENERGÍA QUE SE REQUIERE SUMINISTRAR TOTAL 440 100.6

3.- Cálculo de IMT la corriente total.
𝑬
𝑰𝑴𝑻 =
𝑅𝑆 𝜂 𝑇
Donde: E-energía de consumo
RS-Recurso solar
𝜂 𝑇 - Eficiencia térmica
Dentro de este mismo punto vamos a calcular la eficiencia térmica considerando lo

siguiente:
𝜂 𝑇 = 𝜂𝑤 𝜂𝐶 𝜂𝐶𝐶
𝜂𝑤 - Pérdidas en el cableado máximo a considerar 3%
Entonces 𝜂𝑤 = 97%
𝜂𝐶 = Eficiencia del controlador de carga
Considerando una eficiencia del controlador de 𝜂𝐶 =95%
𝜂𝐶𝐶 -Eficiencia Culómbica de la batería.
Considerando batería nueva
𝜂𝐶𝐶 = 97%
Entonces se tiene que la eficiencia térmica resulta:
𝜂 𝑇 = 89.38%
Y entonces IMT = 22.42 A

Y entonces IMT = 22.42 A
4.- Cálculo del número de paneles en paralelo.
𝐼𝑀𝑇
𝑁𝑜. 𝑑𝑒 𝑀ó𝑑𝑢𝑙𝑜𝑠 𝑒𝑛 𝑝𝑎𝑟𝑎𝑙𝑒𝑙𝑜 =
𝐼𝑀
IMT – Corriente Total
IM- Corriente del módulo
Realizando el cálculo el No. De módulos en paralelo resulta:
No. De módulos en paralelo= 2.73 se aproxima a 3 Módulos.

No. De módulos en paralelo= 2.73 se aproxima a 3 Módulos.
5.- Cálculo del controlador.
La capacidad del controlador de carga está en función del número de módulos.
El amperaje se calcula con la corriente del módulo multiplicada por el número de módulos.
I=8.21x3= 24.63 A
Por lo cual se elige un controlador de carga:
Renology Vandever de 30A, 12V

6.- Cálculo del banco de baterías.
En el cálculo de la capacidad del banco de baterías se aplica la fórmula siguiente:
(𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑥 𝑑í𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑎𝑢𝑡𝑜𝑛𝑜𝑚í𝑎)

𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑏𝑎𝑛𝑐𝑜 𝑑𝑒 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑟í𝑎𝑠 ∶
𝑝𝑟𝑜𝑓𝑢𝑛𝑑𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑑𝑒𝑠𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎
Considerando una profundidad de la descarga de 0.5 y 3 días de autonomía.
(100.6𝐴ℎ 𝑥 3 𝑑í𝑎𝑠)
𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑏𝑎𝑛𝑐𝑜 𝑑𝑒 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑟í𝑎𝑠 = = 603.6 𝐴ℎ
0.5
Y el número de baterías en paralelo se calcula con la siguiente fórmula.
𝑐𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑏𝑎𝑛𝑐𝑜 𝑑𝑒 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑟í𝑎𝑠

𝑛𝑜. 𝑑𝑒 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑟í𝑎𝑠 𝑒𝑛 𝑝𝑎𝑟𝑎𝑙𝑒𝑙𝑜 =
𝑐𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑟í𝑎
Para eso se elige una batería comercial y con sus datos técnicos.
Marca: LTH@ 12V, 115 Ah
603.6 𝐴ℎ
𝑁𝑜. 𝑑𝑒 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑟í𝑎𝑠 𝑒𝑛 𝑝𝑎𝑟𝑎𝑙𝑒𝑙𝑜 = = 5.24 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑟í𝑎𝑠
115 𝐴ℎ
Lo cual se aproxima a 6 baterías.
7.- Cálculo del inversor.
Para este ejemplo todas las cargas son en 12V y no se necesitaría de un inversor
de corriente.
Si fuera el caso de que las cargas estuvieran a 110 V entonces la suma de todas
las cargas más el 20% representa la potencia que debe tener el inversor sea
440x 1.2 = 528 W
Se elige comercialmente un inversor de 1000 W con un voltaje de entrada de 12V y

un voltaje de salida de 110V.

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Dimensionamiento de un sistema fotovoltaico autónomo (SFVA)

Panel: SOLARTEC S60MC-250

Voc 37.30 V 28.84 V

Vmáx 30.5 V 24.4 V

Isc 8.7 A 6.99 A

Imáx 8.21 A 6.56 A

Pmax 250 W 200 W

Eficiencia Módulo 15.36%

1.-Definir el tipo de planta: Se considera un sistema fotovoltaico para consumo de

2.-Cálculo del consumo: Realizar un cuadro de cargas de consumo

(w) (A) (h) (W-h) (A-h)

Lámpara 15 1.1 6 6 90 39.6

Refrigerador 300 3 1 12 300 36

ENERGÍA QUE SE REQUIERE SUMINISTRAR TOTAL 440 100.6

Donde: E-energía de consumo

Dentro de este mismo punto vamos a calcular la eficiencia térmica considerando lo

𝜂𝑤 - Pérdidas en el cableado máximo a considerar 3%

𝜂𝐶 = Eficiencia del controlador de carga

Considerando una eficiencia del controlador de 𝜂𝐶 =95%

𝜂𝐶𝐶 -Eficiencia Culómbica de la batería.

Considerando batería nueva

Entonces se tiene que la eficiencia térmica resulta:

Y entonces IMT = 22.42 A

4.- Cálculo del número de paneles en paralelo.

IMT – Corriente Total

IM- Corriente del módulo

Realizando el cálculo el No. De módulos en paralelo resulta:

No. De módulos en paralelo= 2.73 se aproxima a 3 Módulos.

5.- Cálculo del controlador.

La capacidad del controlador de carga está en función del número de módulos.

Por lo cual se elige un controlador de carga:

Renology Vandever de 30A, 12V

En el cálculo de la capacidad del banco de baterías se aplica la fórmula siguiente:

(𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑥 𝑑í𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑎𝑢𝑡𝑜𝑛𝑜𝑚í𝑎)

Considerando una profundidad de la descarga de 0.5 y 3 días de autonomía.

𝑐𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑏𝑎𝑛𝑐𝑜 𝑑𝑒 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑟í𝑎𝑠

Marca: LTH@ 12V, 115 Ah

440x 1.2 = 528 W

Se elige comercialmente un inversor de 1000 W con un voltaje de entrada de 12V y

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