- CONSIDERACIONES PREVIAS A TENER EN CUENTA
Un correcto dimensionado es fundamental no solo para el buen funcionamiento de la instalación, sino para que su vida útil sea larga, los elementos que constituyen la instalación deben guardar entre si la proporción justa y equilibrada.
De nada servirá sobredimensionar el campo de paneles con el propósito de producir más energía si las baterías tienen escasa capacidad para almacenarla. Un regulador de menor amperaje que el apropiado o un simple conductor de sección insuficiente puede ser causa de avería y paralización de la instalación, por lo que se hace necesario calcular todos los elementos de la misma.
El dimensionado debe tener en cuenta el posible prejuicio en el caso de una paralización de la instalación. Así por ejemplo, si esta suministra energía a un equipo de radioenlace, cuyo funcionamiento puede ser vital, no se debe regatear en potencia de paneles ni en capacidad y calidad de la batería y otros elementos, aún a costa de que normalmente solo se utilice una pequeña fracción de la energía obtenida.
Si por el contrario, se trata de una instalación de iluminación de viviendas, puede ser más rentable para el usuario asumir el riesgo de tener que reducir el consumo a tener que instalar mas paneles y una mayor capacidad de batería, pagando un sobreprecio considerable por tener más seguridad de suministro bajo cualquier circunstancia.
Si por el contrario, se trata de una instalación de iluminación de viviendas, puede ser más rentable para el usuario asumir el riesgo de tener que reducir el consumo a tener que instalar mas paneles y una mayor capacidad de batería, pagando un sobreprecio considerable por tener más seguridad de suministro bajo cualquier circunstancia.
El dimensionado debe abordarse pues, antes de comenzar el cálculo de cada elemento, en función de la necesidad razonable del usuario, su capacidad económica y preferencias determinadas.
Es imprescindible recoger toda la información posible directamente de quienes van a ser los que disfruten la instalación, tratando de satisfacer sus requerimientos hasta el límite de lo posible.
El usuario debe saber desde el primer momento, cuales van a ser las posibilidades y limitaciones de la instalación y haberlas asumido perfectamente. De otro modo, puede haber descontento por escasa información o, simplemente, por falta de comunicación previa entre empresa y usuarios.
Lo primero será definir perfectamente los objetivos de la instalación, atendiendo a las necesidades reales que esta debe cubrir, actuales y futuras. Desde el primer momento puede darse al usuario la opción de efectuar una instalación modular, prevista de forma que resulte fácil ir añadiendo paneles y acumuladores a medida que sus necesidades crezcan.
Una instalación fotovoltaica no tiene ninguna limitación técnica en cuanto a la potencia eléctrica que puede producir, solamente motivos de economía y rentabilidad establecen una acotación al número de paneles y acumuladores a instalar.
El mayor numero de aplicaciones que se están realizando actualmente son pequeñas instalaciones para iluminación de viviendas, de bombeo, instalaciones agrícolas varias, de señalización, albergues, refugios, campings, chalets de veraneo y fines de semana, etc.
- PROCESO DE CALCULO
- Tomar la potencia (en W) de cada aparato de consumo.
La potencia real consumida por cualquier aparato es siempre mayor que la potencia teórica indicada en sus características técnicas, ya que se producen pérdidas que disminuyen su rendimiento.
- Estimar el numero medio de horas de funcionamiento de cada aparato en el mes mas desfavorable.
Se estimaran, de acuerdo con el usuario, los tiempos medios de utilización diarios, semanales, mensuales o anuales de cada aparato de consumo, teniendo en cuenta los posibles altibajos motivados por causas diversas, ya sean periódicas o no. Por ejemplo, un agricultor puede necesitar más agua en determinados periodos, o una familia gastar mas luz durante los fines de semana que en los demás días. Cuando el consumo es más o menos homogéneo a lo largo del año, pueden establecerse unos tiempos medios diarios, que se suponen constantes.
- Calcular el consumo diario “Et” (en W.h), en el mes más desfavorable.
Se elaborará una tabla de consumos, esta tabla representa el punto de partida para el cálculo de la instalación.
Observaciones:
* Solo deben considerarse los puntos que normalmente están encendidos, aunque haya más instalados.
* El motor del frigorífico se conecta y desconecta varias veces durante las 24 horas del día, resultando difícil saber el tiempo total que permanece en funcionamiento, el cual se estimará aproximadamente. Siempre que sea posible elegir un frigorífico que consuma menos basándonos en su clase energética, o que funcione con otra energía en vez de electricidad, por ejemplo gas butano.
* Si se utiliza convertidor, es preciso señalar si únicamente va a ser conectado a determinados aparatos (p.ej. a un frigorífico o lavadora de corriente alterna), o si toda la red va a trabajar bajo tensión alterna. En el primer caso el rendimiento del convertidor afectará solo a la parte del consumo.
* En caso en los que la carga de consumo incluye motores hay que tener en cuenta el factor de potencia. La intensidad absorbida y que circulará por la línea será el resultado de dividir la Potencia Activa (en W) entre el producto de la Tensión (en V) por el Factor de potencia. A falta de información, puede estimarse un factor de potencia medio de 0,85.
* Como base para el cálculo de la instalación se tomaran los consumos del mes más desfavorable del año, por lo general suele ser Diciembre.
* Para la elección del convertidor y con el fin de aumentar su rendimiento intentaremos acercar su potencia a la potencia máxima simultanea consumida, este dato es importante también para elegir la protección contra sobre intensidad.
* Los usuarios de la instalación deben ser conscientes desde el primer momento de lo importante que es respetar los valores de consumo previstos. Un alto porcentaje de fracasos en instalaciones solares se debe a que los consumos reales son mucho mayores que los estimados partiendo de los datos facilitados por el propio usuario. En una vivienda electrificada por la red convencional, ciertos descuidos, como dejar las luces encendidas, abrir constantemente la puerta del frigorífico o mantener la televisión funcionando aunque nadie este atento, solamente supone un pequeño gasto adicional, en el caso de una instalación solar, pueden suponer el tener que quedarse a oscuras durante varios días.
- Elegir el número de días de autonomía “N”
Debe ser asignado por el proyectista de acuerdo con las características climatológicas de la zona, el servicio que la instalación preste y las circunstancias particulares de cada usuario.
Teóricamente representa el máximo de número de días consecutivos que podrían producirse con unas condiciones absolutamente desfavorables (totalmente cubiertos). Durante este periodo los paneles no recogen prácticamente energía y todo el consumo se hace a expensas de la reserva de la batería, la cual disminuye rápidamente su nivel de carga.
Si deseamos cubrir eventuales largos periodos nubosos, los cálculos nos llevarían a prever unas capacidades de baterías muy grandes, con un costo elevado, lo cual solamente puede tener justificación cuando se trate de instalaciones especialmente importantes en relación al servicio que presten (telecomunicaciones, instalaciones militares, etc.). En los casos normales, como por ejemplo la iluminación de viviendas, es preferible reducir algo el numero N de días de autonomía, asumiendo el riesgo de que alguna vez haya que recortar el consumo para evitar descargar la batería más de lo conveniente.
* 4 - 10 días como valores de referencia.
- Averiguar la profundidad de descarga máxima admitida para el acumulador, “Pd”
No excederá del 80% - (0,80) (referida a la capacidad nominal del acumulador), ya que la eficiencia de este decrece con los ciclos de carga-descarga muy profundos.
- Calcular el valor de la auto descarga diaria “Ka”
Representa la fracción de energía que se pierde diariamente por auto descarga, el fabricante debe facilitar este dato, normalmente para un periodo de tres, seis o doce meses.
Cuando lo único que se conoce es el tipo de batería que se va a utilizar, se pueden estimar los siguientes valores para Ka:
* Para baterías de baja auto descarga, como las de Ni-Cd o las de Pb-Cd, sin mantenimiento.
Ka = 0,002
* Para las baterías estacionarias de Pb normalmente utilizadas en energía solar.
* Para el resto de baterías de alta auto descarga, incluidas las de arranque utilizadas en los automóviles.
Ka = 0,012
Cuando se carece de toda información acerca del tipo de acumuladores a utilizar o de sus características, el valor por defecto que se suele asignar es del 0,5% diario.
Ka = 0,005
- Calcular el valor de las perdidas por rendimiento en el acumulador “Kb”
Indica la fracción de energía no devuelta por la batería, con respecto a la que entra en ella procedente de los paneles. Dentro de la batería, durante los procesos químicos que tienen lugar, siempre existe una pequeña producción de energía calorífica.
* Para servicios que no demanden descargas intensas (caso normal en instalaciones de energía solar).
Kb = 0,05
* Casos desfavorables (acumularores viejos, descargas fuertes, bajas temperaturas, etc.).
Kb = 0,10
- Calcular el valor de las perdidas en el convertidor “Kc”
* Si no existe convertidor.
Kc = 0
* Para convertidores de onda senoidal pura, trabajando en régimen óptimo.
Kc = 0,05
* Para otros convertidores, o trabajando lejos del régimen óptimo.
Kc = 0,1
- Calcular el valor que agrupa otras perdidas “Kv”
Tiene en cuenta el rendimiento global de toda la red de consumo, perdidas producidas por efecto Joule, etc. Es decir, agrupa todas las perdidas no tenidas en cuenta individualmente.
* Cuando se han utilizado como potencias de partida las teóricas de cada aparato.
Kv = 0,15
* Si ya se han tenido en cuenta los rendimientos de cada aparato, englobándolos en los datos de consumo.
Kv = 0,05
* Cuando no se dispone de la información en detalle de los rendimientos (caso general)
Kv = 0,10
- Calcular la energía necesaria “E”
Es la energía real necesaria diariamente que, proveniente de los paneles, debe recibir el acumulador (del cual ya habremos decidido el tipo y características básicas), teniendo en cuenta las diferentes perdidas que existen. Se obtiene aplicando:
Et
E = ──
R
siendo R un factor que expresa el rendimiento global de la instalación, a calcular como sigue:
R = ( 1 – Kb – Kc – Kv ) . ( 1 - Ka . N )
────
Pd
- Calcular la capacidad útil de la batería “Cu”
La batería debe ser capaz de acumular toda la energía necesaria para cubrir el periodo máximo de días de autonomía previsto para la instalación, por tanto será:
Cu = E . N
El valor obtenido, puesto que es costumbre medir “E” en W . h, resultará en W . h. La capacidad del acumulador suele expresarse en A . h, por lo que simplemente habrá que dividir entre su tensión nominal (por lo general 12 ó 24 V)
Cu (W . h)
Cu (A . h) = ──────
V
- Calcular la capacidad nominal de la batería “C”
Es la capacidad asignada por el fabricante referida a unas condiciones estándares, normalmente se mide a una temperatura de 20 ó 25º C. La obtendremos aplicando:
Cu
C = ──
Pd
- Buscar la energía “H” para el mes más desfavorable y la localidad en cuestión.
Se recurre a la tabla y si procede se corrige dicho valor según las condiciones de turbidez atmosférica u otros factores climatológicos.
* Si se trata de una zona de atmósfera limpia: 1,05 . H
- Hallar el número de horas de sol pico “Hsp”
El numero de horas sol pico es un concepto que resulta útil para evaluar la energía que un panel puede producir diariamente en una determinada localidad, y no es otra cosa que el valor de la energía H total incidente por metro cuadrado de superficie horizontal expresado en Kw . h ( en vez de MJ)
1 h
1 MJ = 103 KJ . ───── = 0,2778 Kw.h
3600 s
O lo que viene a ser lo mismo: 1 Kw.h = 3,6 MJ
En la transformación habrá que tener en cuenta el coeficiente “K” de corrección por inclinación de los paneles, que ha de ser de:
En la transformación habrá que tener en cuenta el coeficiente “K” de corrección por inclinación de los paneles, que ha de ser de:
* 20º más que la latitud del lugar para instalaciones que funcionen en el invierno.
* 15º mas que la latitud para instalaciones que funcionen todo el año.
* Igual a la latitud para instalaciones a utilizar en primavera y/o verano.
Latitud, altitud y temperatura mínima histórica
Factor de corrección "K" para superficies inclinadas
Latitud, altitud y temperatura mínima histórica
Factor de corrección "K" para superficies inclinadas
Por lo tanto la expresión resultante será:
H.S.P. = 0,2778 . K . H
Las H.S.P. son las “horas de sol a una intensidad de 1000 W/m2” y su significado es el siguiente. A lo largo de día la intensidad que recibe un panel fotovoltaico situado en horizontal varía continuamente. En un día típico claro, crece por la mañana, alcanza su máximo al mediodía y decrece por la tarde. Sumando toda esa energía recibida durante el día, se obtendría el valor de H.
- Calcular la potencia “Ep” que pueden producir los paneles.
E
Ep = ──
0,9
El valor de “E” obtenido es la energía que debe entrar a través de los bornes del acumulador, la cual tiene su origen en los paneles. Sin embargo, entre estos y la batería suele estar instalado un regulador que, como sabemos, disipa energía en forma de calor o bien corta el suministro durante ciertos periodos, por lo que la cantidad diaria Ep que deben producir los paneles debe ser superior a E.
Es difícil evaluar con precisión las perdidas del regulador, ya que estas dependen del estado de carga de la batería, que a su vez depende del perfil de consumo diario. Así, en aquellos momentos en que la batería este totalmente cargada, el regulador no dejará pasar ninguna energía.
Por termino medio, se considera que un 10% de la energía producida por los paneles va a ser disipada en el regulador y no se convertirá en energía útil.
- Calcular el número de paneles necesarios de potencia nominal P.
El numero de paneles a instalar vendrá dado por el cociente entre Ep y la energía que realmente es capaz de producir cada panel a lo largo del día, la cual se estima un 10% menor que la potencia máxima teórica, que suele ser la potencia nominal que especifican los fabricantes. Así:
Ep
Nº de paneles = ───────────
0,9 . P . (H.S.P.)
0,9 . P . (H.S.P.)
El factor de corrección 0,9 incluye también pequeñas perdidas adicionales debidas a la posible suciedad de los paneles, incidencia muy oblicua de la radiación (perdidas por reflexión), etc.
En aquellos casos en que la potencia P, tomada del catalogo del fabricante, ya sea la proporcionada por el panel en las condiciones reales de trabajo, no hará falta utilizar el coeficiente 0,9.
Como normalmente el resultado será un número decimal, se erigirá un número de paneles igual al número entero inmediatamente superior, salvo que el decimal sea muy próximo a la cifra por defecto, en cuyo caso se erigirá esta.
- CALCULO DE LOS ELEMENTOS DE LA INSTALACIÓN
- Reguladores.
Los paneles fotovoltaicos se diseñan para que puedan producir una tensión de salida algunos voltios superiores a la tensión que necesita una batería para cargarse. Esto se hace así para asegurar que el panel siempre este en condiciones de cargar la batería, incluso cuando la temperatura de la célula sea alta, y se produzca una disminución de la tensión generada.
Esta ligera sobretensión presenta un doble inconveniente. Por una parte se desperdicia un poco de la energía máxima teóricamente obtenible del panel (alrededor del 10%), que se obtendría a tensiones algo mayores que las que impone la batería. Por otra, ocurrirá que, aunque esta llega a su estado de plena carga, no alcanzará el potencial máximo que el panel teóricamente puede lograr, quien seguirá intentando inyectar energía a través de los bornes de la batería, produciendo una sobrecarga perjudicial para la misma la cual, si no es evitada, puede llegar a destruirla. Este ultimo inconveniente podría suprimirse instalado un interruptor entre paneles y batería que permitiese interrumpir el circuito cada vez que se observase (mediante un voltímetro) que la tensión en esta corresponde a su estado de plena carga (aprox. 13 V en circuito abierto para baterías de tensión nominal de 12 V). Permanecería así durante cierto tiempo hasta que la tensión de la batería bajase un poco. Esto es inviable puesto que requiere una persona pendiente constantemente de la lectura del voltímetro. Esta será una misión para el regulador.
El regulador regulará la corriente que absorbe la batería con el fin de que en ningún momento se sobrecargue peligrosamente pero, al mismo tiempo, evitando en lo posible que deje de aprovechar energía captada por los paneles (lo que ocurriría inevitablemente si el control se realizara manualmente con el interruptor). Para ello, este aparato mide constantemente la tensión y, si llega al valor correspondiente al estado de plena carga, corta el flujo de corriente hacia la batería, o bien permite que fluya únicamente la justa para que se mantenga en estado de plena carga. Esta corriente mínima se denomina “ de flotación” y, en periodos de ausencia de consumo se corresponde con la necesaria para compensar la auto descarga.
- Tipos de reguladores.
Hay dos tipos según el sistema que empleen para lograr su objetivo: los de tipo paralelo (ó shunt) y los de tipo serie. Los primeros se han utilizado tradicionalmente en pequeñas instalaciones, hoy en día se utilizan reguladores serie, tanto en pequeñas como en instalaciones mayores.
El regulador shunt, cuando detecta un valor de tensión demasiado elevado, deriva la corriente a través de un dispositivo de baja resistencia, convirtiendo su energía en calor por efecto Joule, disipando dicho calor mediante unas aletas metálicas de diseño adecuado. Se comprenden fácilmente sus limitaciones, en cuanto a potencia de las instalaciones, ya que la disipación de una potencia térmica grande conlleva problemas técnicos diversos.
Los reguladores serie, no disipan energía, simplemente interrumpen el circuito cuando la tensión alcanza un valor determinado. Se intercalan en serie (de ahí su nombre) y su resistencia es despreciable cuando permiten el paso de corriente. U relé de alta fiabilidad es quien se encarga de abrir o cerrar el circuito, según la tensión detectada.
Se suele aprovechar la estructura externa del regulador para integrar, formando un conjunto compacto, una serie de instrumentos que complementan la función del mismo.
Es frecuente disponer de:
* Amperímetro y voltímetro, graduados a escala adecuada a la intensidad y tensión del campo de paneles.
* Alarma de aviso por baja tensión de la batería.
* Sensor de temperatura que regula automáticamente el valor máximo de la tensión máxima de carga.
* Desconectadores automáticos del circuito de consumo por baja tensión.
* Contadores de A . h
* Visualizadores digitales, etc.
Un elemento especialmente importante que suele incorporarse también al regulador (aunque puede ir fuera de el) es un diodo de bloqueo, que permite el paso de la corriente en un solo sentido (del panel hacia la batería). Es necesario para evitar que la batería se descargue cuando las condiciones de iluminación sean débiles o nulas (noches), ya que en esos momentos la tensión de la batería es superior a la que puede generarse en el panel, y haría circular corriente a través del circuito de paneles. Esta siempre seria pequeña, debido a que las células fotovoltaicas presentan una resistencia a ser atravesadas por una corriente en sentido inverso al de la naturalmente generada, pero no es deseable ya que podría perjudicar al panel y supone un derroche de energía innecesario.
Los reguladores seria no necesitan diodo de bloqueo, pues su propio diseño hace que el circuito quede interrumpido cuando las condiciones son desfavorables.
- Necesidad del regulador.
Como elemento de seguridad y protección de la batería, el regulador siempre es recomendable. Sin embargo, hay caso en los que no resulta imprescindible, y es:
* Cuando la relación entre la potencia de los paneles y la capacidad de la batería es muy pequeña (baterías sobredimensionadas por razones de seguridad u otras), ya que la corriente de carga difícilmente llegará a producir daños en la batería.
* Cuando la autonomía del sistema es alta, superior a 20 días, es casi seguro que la batería es lo suficientemente grande para, aunque este a plena carga, absorber la intensidad de corriente producida por los paneles.
- Dimensionado del regulador.
El dimensionado del sistema de regulación se debe realizar con un factor de seguridad tal que entre la potencia máxima producida por el campo de paneles y la potencia máxima del regulador haya un 10% como mínimo.
Cuestión:
¿Es correcto utilizar un regulador para 40 W en una instalación que consta de 2 paneles de 20 W?
En el dimensionado se debe adoptar un coeficiente de seguridad del 10% como mínimo, por lo que no es correcto su uso.
En general se debe procurar que el número de reguladores sea el mínimo posible, pero si fuese necesario más de uno, su número “Nr” se hallará con la siguiente formula:
Npp . Ip
Nr = ───────
Ir
En donde:
* Npp = Número de paneles en paralelo.
* Ip = Intensidad de pico del panel seleccionado.
* Ir = Intensidad máxima que es capaz de disipar el regulador.
Si el valor de Nr no es un número entero, el número de reguladores será igual al entero inmediato superior. En cualquier caso, siempre es preferible utilizar un único regulador de mayor capacidad. Ejemplo:
Una instalación consta de 7 paneles en paralelo con una intensidad de pico de 3,33 A cada uno. Sabiendo que los reguladores disponibles son capaces de admitir una intensidad máxima de 5 A. ¿Cuántos reguladores han de instalarse?
Npp . Ip 7 x 3,33
Nr = ─────── = ───── = 4,66
Ir 5
Serán necesarios cinco reguladores, aunque debería buscarse un modelo de mayor capacidad. Utilizando uno de 15 A ya solo habría que instalar:
7 x 3,33
Nr = ─────── = 1,55 = 2 reguladores
15
7 x 3,33 = 23,31 A = 25 A
- CONVERTIDOR
Las características de funcionamiento que definen un convertidor de CC-CA son:
* Tensión nominal de entrada:
La tensión de entrada en un convertidor situado en una instalación fotovoltaica no va a ser siempre constante, por lo cual el aparato seleccionado debe ser capaz de transformar distintas tensiones continuas dentro de un rango de operación del orden de un 15%. El valor nominal es un valor de referencia dentro del intervalo de actuación, que sirve para identificar el tipo de convertidor.
* Potencia nominal:
En cualquier instalación el convertidor puede tener que actuar por encima de su potencia nominal durante un cierto intervalo de tiempo, como por ejemplo en la puesta en marcha de un motor, con lo cual estará sometido a una sobrecarga. Esta sobrecarga deberá poder ser como mínimo del orden de 160% de la potencia nominal durante un minuto, del orden de un 140% durante tres minutos y del orden de un 120% durante diez minutos.
* Tensión de operación y nominal de salida:
La variación de la tensión de salida no deberá ser superior a un 5% de la tensión nominal de salida para convertidores de onda senoidad y un 10% para convertidores de otro tipo.
* Eficiencia.
Se define como la relación entre la potencia que el convertidor entrega a la utilización y la potencia que el convertidor extrae de los paneles o del sistema de acumulación. En función de la carga, tendrá como mínimo los valores presentados en la tabla siguiente, para factores de potencia comprendidos entre 0,8 y 0,9.
Carga en % de potencia nominal | 10 | 20 | 30 | 40 | 40 |
Eficiencia | 60 | 70 | 75 | 80 | 85 |
¿Qué desventaja existe cuando se usa un convertidor para alimentar a varios aparatos de consumo y en un momento dado solo esta activo uno de ellos?
El rendimiento o eficiencia de trabajo de un convertidor es tanto menor cuanto mas pequeña sea la potencia que suministra con respecto a la máxima prevista (ver tabla). Por tanto, si únicamente se entrega una potencia de, pongamos por caso, un 20 o 30% de la nominal, su rendimiento bajará sensiblemente.
El convertidor seleccionado deberá incorporar un sistema de desconexión por falta de carga y estará protegido contra:
a). Cortocircuitos.
b). Sobrecarga.
c). Inversión de polaridad en la alimentación.
La resistencia al cortocircuito del convertidor será tal que se garantice su desconexión automática, y la sobrecarga admisible del convertidor asegurará el buen funcionamiento de la instalación.
La gama de convertidores que existe en el mercado es muy amplia, la decisión de utilizar uno u otro se deberá tomar teniendo en cuenta que el convertidor seleccionado sea compatible en cuanto a potencia nominal, forma de onda y factor de distorsión, con los equipos a los que vaya a conectarse.
- Necesidad de uso del convertidor.
Es una cuestión meramente económica, para pequeñas instalaciones de electrificación mínima (puntos de luz, televisor y algún pequeño aparato) es más rentable prescindir del convertidor y proyectar la red para funcionar en continua.
Cuando el usuario ya posee aparatos de consumo de corriente alterna, que desea seguir utilizando, será necesario utilizar el convertidor, aunque es posible instalar dos líneas de reparto, una tomada directamente de la batería (por ejemplo para iluminación) y otra del convertidor, para los aparatos de corriente alterna.
- Dimensionado.
Todos los tipos de convertidores tienen un pequeño consumo adicional (especificado por el fabricante) que hay que tener en cuenta en los cálculos, además de provocar unas perdidas por rendimiento de alrededor del 15% (trabajando a su potencia nominal).
La potencia de entrada “Pe” del convertidor se calculara mediante la expresión:
Potencia de salida
Pe = ────────────
Eficiencia
- SECCIÓN DEL CONDUCTOR
Es muy importante minimizar todo lo posible la longitud del cable a utilizar, procurando para ello que las distancias entre los paneles, el regulador, la batería y el inversor sean lo menores posible.
La sección de los conductores se elegirá de modo que las máximas caídas de tensión que se produzcan en ellos, comparadas con la tensión a la que están trabajando, no superen estos límites:
Tramo Campo de paneles – Acumulador | 1% |
Tramo Acumulador – Convertidor | 1% |
Tramo Linea Principal – Iluminación | 3% |
Tramo Línea Principal – Equipos (electrodomésticos, etc.) | 5% |
Para calcular la sección utilizaremos esta expresión:
2 . ρ . L . I
U
* ρ = Coeficiente de resistividad del conductor. Para cobre = 0,017851
* L = Longitud del conductor.
* I = Intensidad = Resultado de dividir la Potencia entre la Tensión.
* U = Caída de tensión máxima admisible. (Según la tabla)
También podemos utilizar esta expresión:
Donde:
* L = Longitud del conductor.
* P = Potencia = Resultado del producto de la Intensidad por la Tensión.
* ρ = Coeficiente de resistividad del conductor. Para cobre = 0,017851
* U = Caída de tensión máxima admisible. (Según la tabla)
* V = Tensión a utilizar. (12 – 24 V normalmente en instalaciones aisladas)
Ejemplo:
¿Cuál debe ser la sección del conductor de cobre que une una batería de acumuladores de 12 V con el punto más alejado de la red de iluminación, sabiendo que su longitud es de 15 m.? La potencia total de las lámparas que alimenta la línea es de 160 W.
La máxima caída de tensión según la tabla es del 3% - 12 . 3% = 0,36 V.
* U = Caída de tensión máxima admisible. (Según la tabla)
También podemos utilizar esta expresión:
(2 . L) . P . ρ
S = ─────────
U . V
Donde:
* L = Longitud del conductor.
* P = Potencia = Resultado del producto de la Intensidad por la Tensión.
* ρ = Coeficiente de resistividad del conductor. Para cobre = 0,017851
* U = Caída de tensión máxima admisible. (Según la tabla)
* V = Tensión a utilizar. (12 – 24 V normalmente en instalaciones aisladas)
Ejemplo:
¿Cuál debe ser la sección del conductor de cobre que une una batería de acumuladores de 12 V con el punto más alejado de la red de iluminación, sabiendo que su longitud es de 15 m.? La potencia total de las lámparas que alimenta la línea es de 160 W.
La máxima caída de tensión según la tabla es del 3% - 12 . 3% = 0,36 V.
2 . ρ . L . I 2 . 0,017851 . 15 . (160/12)
S = ────── = ────────────────── = 19,8 mm2
U 0,36
* O aplicando la otra expresión:
(2 . L) . P . ρ (2 .15) . 160 . 0,017851
S = ─────── = ───────────────── = 19,8 mm2
U . V 0,36 . 12