Índice ........................................................................................................ 5
Prólogo 2ª edición ..................................................................................... 11
Prólogo .................................................................................................... 13
Capítulo 1 ................................................................................................ 15
Conceptos generales de una instalación fotovoltaica aislada ........................ 15
1.1 Introducción ................................................................................................................. 15
1.2 Instalación solar fotovoltaica aislada ................................................................... 15
1.3 Módulos fotovoltaicos ............................................................................................... 16
1.3.1 Introducción .......................................................................................................... 16
1.3.2 Tipos de paneles .................................................................................................. 16
1.3.3 Características eléctricas ................................................................................... 18
1.3.4 Eficiencia del módulo ......................................................................................... 21
1.3.5 Factor de forma .................................................................................................... 21
1.3.6 Energía generada por un panel ....................................................................... 22
1.3.7 Símbolo ................................................................................................................... 23
1.3.8 Asociación en serie y paralelo ......................................................................... 23
1.3.9 Ejemplo cálculo energía generada campo fotovoltaico ........................... 26
1.4 Batería ............................................................................................................................ 28
1.4.1 Introducción .......................................................................................................... 28
1.4.2 Tipos de baterías ................................................................................................. 28
1.4.3 Capacidad .............................................................................................................. 30
1.4.4 Profundidad de descarga .................................................................................. 32
1.4.5 Vida útil .................................................................................................................. 33
1.4.6 Símbolo ................................................................................................................... 33
1.4.7 Asociación en serie y paralelo ......................................................................... 34
1.4.8 Ejemplo elección de batería ............................................................................. 37
1.5 Regulador de carga .................................................................................................... 40
1.5.1 Introducción .......................................................................................................... 40
1.5.2 Regulador serie .................................................................................................... 41
1.5.3 Regulador paralelo .............................................................................................. 42
1.5.4 Datos del equipo comercial .............................................................................. 43
1.5.5 Equipo comercial ................................................................................................. 44
1.5.6 Elección del regulador ........................................................................................ 45
1.5.7 Símbolo ................................................................................................................... 47
1.5.8 Asociación en paralelo ....................................................................................... 48
1.5.9 Ejemplo de elección de un regulador ............................................................ 50
1.6 Convertidor ................................................................................................................... 52
1.6.1 Introducción .......................................................................................................... 52
1.6.2 Instalación fotovoltaica aislada ...................................................................... 52
1.6.3 Instalación fotovoltaica conectada a la red ................................................. 53
1.6.4 Datos equipo comercial ..................................................................................... 54
1.6.5 Rendimiento .......................................................................................................... 55
1.6.6 Elección del convertidor .................................................................................... 55
1.6.7 Símbolo ................................................................................................................... 56
1.6.8 Ejemplo de elección de un convertidor ......................................................... 57
Capítulo 2 ................................................................................................ 59
Datos para el dimensionado de una instalación .......................................... 59
2.1 Introducción ................................................................................................................. 59
2.2 Condiciones de uso ..................................................................................................... 59
2.2.1 Obtención del consumo ..................................................................................... 59
2.2.2 Electrificación de viviendas .............................................................................. 61
2.2.3 Sistemas de bombeo de agua .......................................................................... 61
2.3 Datos climatológicos .................................................................................................. 63
2.3.1 Horas de pico solar ............................................................................................. 63
2.3.2 Días de autonomía .............................................................................................. 64
2.3.3 PVGIS ....................................................................................................................... 65
2.4 Ejemplo .......................................................................................................................... 68
2.4.1 Vivienda de uso permanente I ......................................................................... 68
2.4.2 Vivienda de uso permanente II ....................................................................... 70
2.4.3 Vivienda de uso en verano I ............................................................................. 70
2.4.4 Vivienda de uso en verano II............................................................................ 71
2.4.5 Notas ....................................................................................................................... 71
Capítulo 3 ................................................................................................ 73
Dimensionado de la instalación fotovoltaica aislada .................................... 73
3.1 Introducción ................................................................................................................. 73
3.2 El proceso general ...................................................................................................... 73
3.2.1 Potencia máxima diaria ..................................................................................... 74
3.2.2 Cálculo de la energía máxima diaria ............................................................. 74
3.2.3 Cálculo del número de módulos fotovoltaicos ........................................... 75
3.2.4 Capacidad del acumulador ............................................................................... 77
3.3 Instalación en continua de 12/24/48 ................................................................... 78
3.3.1 Notas ....................................................................................................................... 78
3.3.2 Ejemplo I ................................................................................................................ 80
3.3.2 Ejemplo II ............................................................................................................... 83
3.4 Instalación en tensión continua (12/24/48) y alterna (230 V y 50 Hz) ....... 87
3.4.1 Notas ....................................................................................................................... 87
3.4.2 Ejemplo ................................................................................................................... 88
3.5 Instalación en alterna (230 V y 50 Hz) .................................................................. 95
3.5.1 Notas ....................................................................................................................... 95
3.5.2 Ejemplo I ................................................................................................................ 97
3.5.3 Ejemplo II ............................................................................................................. 103
Capítulo 4 .............................................................................................. 111
Cálculos para la colocación de los módulos .............................................. 111
4.1 Introducción ............................................................................................................... 111
4.2 Orientación e inclinación ........................................................................................ 111
4.2.1 Orientación del módulo fotovoltaico ........................................................... 111
4.2.2 Inclinación ........................................................................................................... 112
4.2.3 Latitud del lugar ................................................................................................ 113
4.2.4 Cálculo de la inclinación con PVGIS ............................................................. 115
4.3 Efecto de sombras y distancia mínima entre paneles ................................... 116
4.3.1 Proceso de cálculo ............................................................................................. 116
4.3.2 Ejemplo ................................................................................................................. 118
4.4 Cálculo de la sombra de un módulo fotovoltaico ........................................... 118
4.4.1 Proceso de cálculo ............................................................................................. 118
4.4.2 Ejemplo I .............................................................................................................. 119
4.4.3 Ejemplo II ............................................................................................................. 121
Capítulo 5 .............................................................................................. 123
Cálculos del cableado de la instalación ..................................................... 123
5.1 Introducción ............................................................................................................... 123
5.2 Cálculo de la sección ................................................................................................ 123
5.2.1 En corriente continua ....................................................................................... 123
5.2.2 En corriente alterna .......................................................................................... 125
5.3 Elección del cableado .............................................................................................. 125
5.4 Ejemplo elección del cableado .............................................................................. 127
5.5 Representación en esquemas ................................................................................ 128
5.6 Notas elección cable ................................................................................................ 130
5.6.1 Código de colores .............................................................................................. 130
5.6.2 Manguera comercial ......................................................................................... 131
5.6.3 Valores mínimos ................................................................................................ 131
5.7 Cableado en una vivienda ...................................................................................... 132
5.8 Ejemplo de cálculo y representación .................................................................. 133
5.9. Conductores enterrados ......................................................................................... 141
5.10 ejemplo ...................................................................................................................... 143
Capítulo 6 .............................................................................................. 145
Protecciones ........................................................................................... 145
6.1 Introducción ............................................................................................................... 145
6.2 Circuitos de corriente continua ............................................................................. 145
6.3 Circuitos de corriente alterna a 230 V ................................................................ 146
6.4 Dispositivos de protección ..................................................................................... 146
6.4.1 Introducción ........................................................................................................ 146
6.4.2 Fusible ................................................................................................................... 147
6.4.3 Magnetotérmico ................................................................................................. 150
6.5 Protecciones en una vivienda ............................................................................... 153
6.6 Protección para cargas individuales ................................................................... 154
6.7 Toma de tierra ............................................................................................................ 155
6.7.1 Introducción ........................................................................................................ 155
6.7.2 Interruptor diferencial ..................................................................................... 156
6.7.3 Instalación de piquetas ................................................................................... 157
6.8 Ejemplo ........................................................................................................................ 160
Capítulo 7 .............................................................................................. 165
Legalizar la instalación ............................................................................ 165
7.1 Introducción ............................................................................................................... 165
7.2 Proyecto ....................................................................................................................... 165
7.3 Memoria técnica de diseño .................................................................................... 166
7.4 Recepción y pruebas ................................................................................................ 171
7.5 Contrato de mantenimiento ................................................................................... 172
Apéndice 1 ............................................................................................. 175
Irradiación mensual (Wh/m2) ................................................................... 175
Apéndice 2 ............................................................................................. 193
Latitud ................................................................................................... 193
Apéndice 3 ............................................................................................. 195
Valores de K ........................................................................................... 195
Bibliografía ............................................................................................ 197
¿Qué es una instalación fotovoltaica aislada? ¿Qué se necesita en una instalación fotovoltaica? ¿Cuántos módulos fotovoltaicos se necesitan? ¿Por qué se colocan de lado los módulos fotovoltaicos?, etc. Todo esto es lo que encontrará en esta obra: la descripción básica de una instalación fotovoltaica, los elementos que la constituyen, cómo elegirlos, el cálculo de la sección y la elección de los dispositivos de protección. Sólo con los recursos matemáticos imprescindibles, se incluye un gran número de ejemplos que son de utilidad para la compresión de los procesos de cálculo. Esta obra se ha creado con un método didáctico y directo y, además, lo suficientemente completa para que el lector no tenga que realizar ninguna búsqueda adicional. De forma escueta, es decir, que vaya directo al grano sin entrar en largas definiciones ni grandes desarrollos teóricos. Consecuentemente, se decidió tratar sólo las instalaciones fotovoltaicas aisladas, puesto que ya hay una gran cantidad de obras en el mercado sobre energías renovables o energía solar en concreto, en las cuales sólo se incluye, como mucho, un capítulo al dimensionado, tratándolo de forma muy genérica. Además, se ha incluido información para el cálculo de la sección de los conductores y la elección de los elementos de protección. Cuestiones con las que el instalador debe estar familiarizado pero que, al tratarse de una instalación un poco especial, puede ofrecer ciertas dudas. Esta obra va dirigida a todo tipo de técnico, estudiante o profesional que empiece a familiarizarse con las instalaciones fotovoltaicas aisladas. También puede ser de gran ayuda y utilidad para la implantación de cursos de formación continua u ocupacional relacionados con la energía solar y las energías renovable en general. Ediciones técnicas MARCOMBO inicia con este libro la colección NUEVAS ENERGÍAS. En ella trataremos, en títulos sucesivos, todas las innovaciones relacionadas con las energías renovables que consideremos de interés para nuestros lectores.
