Introducción

Actualmente el planeta está sufriendo grandes efectos negativos debido al cambio climático, lo que conlleva al aumento de la temperatura, causando derretimiento de los glaciares y polos, aumento del nivel del mar, inundaciones, sequías, agravamiento de los procesos de desertificación, además de la pérdida de flora y fauna. Por todo lo anteriormente escrito, todas las personas del mundo debemos ser concientes del daño que se está produciendo en el planeta, por lo cual, se deben buscar soluciones y alternativas que logren mitigar estos efectos.

Una de las áreas que puede dar un gran aporte para mitigar el cambio climático, es el de la generación de la energía eléctrica. Es bien sabido que los gases provenientes del uso de carbón o combustibles fósiles causan la elevación de la temperatura al absorber la radiación térmica despedida por la superficie de la Tierra, lo que lleva a que el uso de fuentes limpias de energía debe ser implementado de manera inmediata.

Una de las fuentes de generación de energía eléctrica más límpias que existe es la solar fotovoltaica, ya que, no hay emisiones de gases de efecto invernadero, además de tener otras grandes ventajas, las cuales son: costes relativamente bajos en su funcionamiento y mantenimiento, se puede instalar en cualquier lugar donde puedan caer los rayos del sol y pueden ayudar a suplir picos de demanda eléctrica.

Sistema fotovoltaico

Tipos de sistemas fotovoltaicos

Sistema autónomo

Un sistema fotovoltaico autónomo convierte la energía proveniente del sol en energía eléctrica, la cual es almacenada en baterías para usarla posteriormente. No requiere de interconexión a la red eléctrica, lo que conlleva a que se adapte bien a lugares alejados y con buenas condiciones solares donde la red eléctrica no se encuentre presente, siendo una buena solución para energizar una vivienda o algún lugar en específico.

Este tipo de sistema se caracteriza por el uso de de reguladores.

Sistema conectado a la red

Un sistema conectado a la red consiste básicamente en un generador fotovoltaico acoplado a un inversor que opera en paralelo con la red eléctrica convencional. El SFCR es compatible con un amplio margen de aplicaciones las cuales pueden ir desde centrales de varios megavatios hasta pequeños sistemas.

Inicialmente, se debe seleccionar la ciudad y el tipo de establecimiento en la cual se va a instalar el sistema fotovoltaico, para así, por medio de la página web de la NASA, obtener la radiación mensual en la zona. Para el cálculo de la energía y potencia del generador fotovoltaico, se debe tener en cuenta el factor de rendimiento del sistema.

Nota: Para conocer los datos de radiación mensual del lugar seleccionado, ingresar a este link diligenciando los datos de la siguiente manera:

-Choose a User Community: SSE-Renewable Energy

-Choose a Temporal Average: Climatology

-Enter Lat/Lon or Add a Point to Map

-Select Output File Formats: CSV

-Select Parameters: Sizing and pointing of solar panels and for solar thermal applications - All sky insolation incident on a horizontal surface

Cálculos

Sistema autónomo

Cálculo

Carga AC (120 V) y DC (12 V)

Potencia y energía por elemento

Tomacorrientes:

Consolas de video juegos:

Televisores:

Computadores:

Bombillos:

Hornos microondas:

Luminaria LED:

Total:

Potencia y energía total

Tomacorrientes:

Consolas de video juegos::

Televisores:

Computadores:

Bombillos:

Hornos microondas:

Luminarias tipo LED (Carga DC):

Total:

Página web NASA Power

Energía total en DC a 12 V:

Valor del mes con el peor promedio de radiación solar diaría del lugar escogido:

Según regulador seleccionado, con factor de seguridad de 0.17:

Energía a sumistrar [Wh - día]:

Potencia del generador fotovoltaico:

Potencia del sistema:

Características eléctricas del panel fotovoltaico escogido:

Referencia del módulo:

V max [V]:

I max [A]:

P max [W]:

V oc [V]:

Icc [A]:

Número de módulos:

Número de módulos (aprox)

Datos de parámetros eléctricos del panel fotovoltaico seleccionado:

No. en serie:

No. en paralelo:

V max DC [V]:

I max DC [A]:

Vo DC [V]:

Icc DC [A]:

I regulador [A]:

P sistema [W]:

Determinación de la batería a utilizar:

Referencia batería:

Capacidad [Ah]:

V nominal [V]:

Profundidad de descarga:

CI [Ah - día]:

Autonomía [días]:

Capacidad nominal [Ah]:

Capacidad corregida [Ah]:

Número de baterías en serie:

Número de baterías en paralelo:

Imagen

Sistema conectado a la red

Cálculo

Página web NASA Power
-Condiciones de radiación mensual (CRM) [kWh-día/m^2]
-Consumo mensual del establecimiento (CME) [kWh-mes]
-Potencia del generador fotovoltaico (PGFV) [kW]
-Teniendo en cuenta como factor de rendimiento del sistema=0.85:

Mes

CRM -------- CME -------- PGFV

Enero:

Febrero:

Marzo:

Abril:

Mayo:

Junio:

Julio:

Agosto:

Septiembre:

Octubre:

Noviembre:

Diciembre:

Promedio:


CME total [kWh-mes]:


Potencia del generador fotovoltaico [kW]:


Factor de dimensionamiento del inversor:


Número de módulos:


Productividad final [h - año]:

Imagen