Ejemplo de diseño de un sistema aislado sin software
Magnitudes de salida e información buscada
El ejemplo siguiente describe el diseño de un sistema aislado en el norte de África y sirve como orientación y punto de partida para una planificación de la planta detallada.
Se ofrecen las siguientes magnitudes de salida:
La necesidad energética de los equipos consumidores ronda los 4500 kWh/año ( > Cálculo de los equipos consumidores).
La potencia máxima requerida por los equipos consumidores cada día es de 5 kW.
El periodo de autonomía del sistema aislado debe ser de 2 días.
La configuración del sistema aislado debe ser monofásica.
El suministro de energía debe contar con el apoyo de un generador por si la potencia fotovoltaica es reducida.
Se busca la información siguiente:
¿Cuántos Sunny Island deben emplearse?
¿Cuál debe ser la capacidad de la batería?
¿Qué inversores fotovoltaicos deben emplearse y en qué cantidad?
¿Cuál debe ser la potencia nominal del generador?
Paso 1: Determinar el número de Sunny Island requerido
En este ejemplo debe emplearse el Sunny Island 6.0H ( > Elección del inversor Sunny Island).
El resultado debe estar redondeado. Por ello, en este ejemplo se escoge 1 Sunny Island 6.0H.
Paso 2: Determinar la capacidad de la batería utilizable
El rendimiento medio del sistema al descargar la batería se establece con el rendimiento del inversor Sunny Island y el rendimiento de la batería. Un buen valor empírico es el factor 0,9.
En este ejemplo, la capacidad de la batería utilizable que se necesita es de 13,7 kWh o 285 Ah.
En caso de baterías de plomo, la capacidad de la batería total o bruta en este ejemplo sería de 13,7 kWh / 50 % = 27,4 kWh o 570 Ah y, en caso de baterías de iones de litio, de 13,7 kWh / 80 % = 17,125 kWh o 357 Ah.
Atención a los límites de temperatura del fabricante
La temperatura influye en la capacidad útil de la batería.
- Tenga en cuenta la documentación del fabricante de la batería.
A partir de la capacidad de la batería necesaria y del rango utilizable de la capacidad nominal puede escogerse la batería del sistema aislado ( > Diseño del sistema de baterías).
Paso 3: Determinar la capacidad nominal de la planta fotovoltaica
El sistema aislado se instalará en el norte de África. Esto ofrece otras medidas de salida para el siguiente cálculo:
Se recomienda asumir el rendimiento energético específico de 1450 kWh al año por kWp de la potencia nominal de la planta.
Se recomienda que el porcentaje de energía fotovoltaica en el suministro de energía de un sistema aislado sea del 70 %.
En este ejemplo, la capacidad nominal de planta es de 3,1 kWp. Por lo tanto, en este sistema debe utilizarse un inversor fotovoltaico con una potencia asignada de al menos 3100 W. La potencia asignada máxima del inversor fotovoltaico predetermina el Sunny Island escogido. En este ejemplo, la potencia asignada puede ser de hasta 9200 W ( > Elección de los inversores fotovoltaicos).
El diseño exacto de los módulos y del inversor fotovoltaico, así como el cableado adecuado, se puede calcular más fácilmente con Sunny Design ( > Diseño de instalaciones con Sunny Design).
Paso 4: Determinar la potencia nominal del generador
La potencia nominal del inversor Sunny Island es de 4600 W. Por tanto, la potencia nominal del generador debe situarse entre los 3680 W (80 %) y los 5520 W (120 %). Para un diseño óptimo del generador es recomendable una potencia nominal algo inferior a los 4600 W (100 %) ( > Diseño de los generadores).