Este procedimiento es el mas utilizado para diseñar un sistema foto voltaico a nivel nacional e internacional.
PASO 1
Determinar el punto donde se va a instalar el sistema. (Ubicación geográfica).
Una vez localizado la ubicación geográfica tenemos que buscar la información solar referido a ese punto:
1. La radiación solar es la incidencia de los rayos solares en ese punto y su unidad es kWh*m2/d.
2. La cantidad de horas de sol que hay en la ubicación
Lo idea es tener un estudio diario de estos valores durante el transcurso de 5 años para poder analizar los diferentes comportamientos de la radiación solar. Para ello existen información online confiable, una de ellas es la pagina web de la NASA donde podemos descargar la información histórica del punto que queremos instalar nuestros equipos.
PASO 2
Determinar cual es el consumo de energía que pretendemos abastecer.
Tenemos que numerar la cantidad de artefactos electrodomésticos, cada electrodoméstico tiene un consumo diferente, así que podemos revisar en paginas web el consumo aproximado de cada electrodoméstico.
También es importante definir la cantidad de horas que se piensa utilizar el electrodoméstico para poder la cantidad de energía que vamos a requerir. Entonces los títulos de tabla quedaría de la siguiente manera:
1era Columna: "DESCRIPCIÓN DEL ELECTRODOMÉSTICO"
2da Columna: "CONSUMO EN WATTS"
3era Columna: "CANTIDAD"
4ta Columna: "CONSUMO TOTAL EN WATTS" * es el resultado de multiplicar la cantidad de electrodomésticos por el consumo unitario en watts
5ta Columna: "HORAS DE USO POR DÍA"
6ta Columna: "TOTAL DE ENERGÍA" * es el resultado de multiplicar el consumo total por la cantidad de horas de uso por día
Al final se realiza la sumatoria de 6ta columna para obtener la demanda total de energía por día
PASO 3
Con la demanda total de la vivienda, podemos calcular el numero de paneles fotovoltaicos que se van a utilizar a través de la siguiente ecuación:
Wp = (Demanda total Wh/dia)/ Ef * HSP
Donde la Ef es la eficiencia del sistema (aproximadamente es entre 0.75) y las HSP (es la radiación solar). Entonces ese valor es la potencia mínima requerida. dependiendo del modelo de panel fotovoltaico que se pretende usar hacemos la división y obtenemos la cantidad de paneles que vamos a utilizar.
#paneles = (potencia mínima requerida)/ Potencia del panel
Luego tenemos que definir el arreglo si es en serie o en paralelo. Para conectar en serie depende mucho del voltaje máximo del controlador.
#módulos en serie = (voltaje máximo del controlador)/ Voc del panel
Para arreglos en paralelo depende de la corriente de controlador. Recordemos que los circuitos en paralelo el voltaje es el mismo y la corriente es la sumatoria, de igual manera se aplica para las conexiones de los paneles.
#modulo en paralelo = (amperaje máximo del controlador)/ ISC del panel
*OJO es importante realizar el calculo de la sección del conductor utilizando la corriente que va a circular por el cable.
PASO 4
El voltaje del banco de baterías debe ser igual al voltaje del sistema. Este a su vez debe dimensionarse con la capacidad de soportar toda la demanda para ello es necesario utilizar la sgte ecuación:
Capacidad mínima (Ah) = (Consumo Ah/dia * días de autonomía)/ (profundidad de descarga (5) * Ef
Los días de autonomía son los días que el sistema va trabajar sin necesidad de la presencia solar. Por lo general se maneja unos 3 días como mínimo.
La profundidad de descarga va a depender del tipo de baterías que se va utilizar. Es la cantidad de energía que queremos que se quede como reserva al final del día.
La eficiencia se maneja con el tema 0.95%
Para el arreglo del banco de baterías debe ser capaz de igualar la capacidad mínima requerida por el sistema a través de la sgte ecuación.
#baterías en paralelo = (Capacidad mínima Ah)/ Capacidad nominal batería
Y para el arreglo del banco de bacterias en serie a través de la sgte ecuación:
#baterías en serie =(Voltaje del sistema)/ (voltaje nominal)
PASO 5
Para realizar el calculo del inversor es importante conocer la potencia máxima que se va a suministrar. de la tabla que se ha realizado anteriormente realizamos la sumatoria de la 4ta columna y aplicar la sgte ecuación.
Inversor = (consumo * 1.25 ) / Ef
1.25 es nuestro factor de seguridad y la eficiencia es del inversor viene en el catalogo del fabricante.
En resumen:
