a15. Electrico Fotovoltaica

Anejo N 15Instalacin elctrica y

fotovoltaica

Transformacin de secano a regado de una finca de 12 Ha. en el T.M. de Dalias (Almera), con sistema de autoabastecimientoelctrico mediante paneles solares fotovoltaicos para el cultivo de vid de mesa.

Instalacin elctrica y fotovoltaica

Jess M. Rubio Ramos - 2 -

NDICE1. INTRODUCCIN ____________________________________________ 42. NORMATIVA _______________________________________________ 43. ILUMINACIN______________________________________________ 4

3.1. Clculo de la iluminacin interior ___________________________ 43.2. Clculo de la iluminacin exterior ___________________________ 113.3. Clculo de la iluminacin de emergencia______________________ 12

4. TOMAS DE FUERZA _________________________________________ 144.1. Tomas de corriente _______________________________________ 144.2. Tomas de fuerza para maquinaria ___________________________ 144.3. Conclusin _____________________________________________ 15

5. DESCRIPCIN Y DIMENSIONADO DE LA INSTALACIN FOTOVOLTAICAE INSTALACIN ELCTRICA 15 5.1. Introduccin 155.2 Dimensionado 165.3. Caja general de proteccin y medida _________________________ 345.4. Derivacin individual_____________________________________ 345.5. Sistema de instalacin interior ______________________________ 355.6. Mdulo de dependencias __________________________________ 385.7. Alumbrado exterior ______________________________________ 385.8. Alumbrados especiales____________________________________ 385.9. Sistema de puesta a tierra __________________________________ 395.10. Instalacin y montaje de la maquinaria ______________________ 39

6. MANTENIMIENTO INSTALACIN FOTOVOLTAICA ____________ 406.1. Plan de Vigilancia _______________________________________ 406.2. Plan de mantenimiento preventivo___________________________ 40

7. POTENCIA Y DIMENSIONADO DE LA INSTALACIN ELCTRICA. 41

7.1. Cuadros parciales de potencia 417.2. Clculos de lneas de distribucin elctrica.




Secciones de los conductores. 42

8. RESULTADOS. CUADRO GENERAL DE MANDO Y PROTECCIN 44

9. ESQUEMA ELCTRICO UNIFILAR ____________________________ 4410. DOCUMENTACIN CONSULTADA___________________________ 45




1. INTRODUCCINEl objetivo del presente anejo es el clculo y diseo de las instalaciones elctricas

en baja tensin para el perfecto funcionamiento de la actividad, con el fin de que sirvan debase para dimensionar la instalacin fotovoltaica necesaria para abastecer de energaelectrica a a la explotacin, de acuerdo con lo estipulado en el Reglamento Electrotcnicopara Baja Tensin (RBT)-Ministerio de Industria Turismo y Comercio, as como el nuevoCdigo Tcnico de Edificacin (CTE.), que lo regulan.

2. NORMATIVAEn la redaccin del presente anejo se ha tenido en cuenta lo especificado en la

siguiente reglamentacin: Reglamento Electrotcnico para Baja Tensin e Instrucciones Tcnicas

Complementarias. Real Decreto 842/2002 de 2 de agosto por el que se aprueba elReglamento electrotcnico para baja tensin. (BOE 224. 18-092002).

Cdigo Tcnico de la Edificacin Real Decreto 314/2006 de 17 de marzo delMinisterio de Vivienda. (BOE 28-03-2006).

Norma Tecnolgica de la Edificacin-Instalaciones. Alumbrado interior,alumbrado exterior y baja tensin - Ministerio de Fomento.

Ordenanza General sobre Seguridad e Higiene en el trabajo.

3. ILUMINACIN3.1. Clculo de la iluminacin interior

El proyecto de iluminacin de interiores se diferencia fundamentalmente delalumbrado exterior en que, debido a los fenmenos de reflexin se producen con facilidadefectos fisiolgicos nocivos, con la ventaja de que mediante estas mismas reflexiones sepuede reforzar la iluminacin en el plano de trabajo, lo cual repercute en una mejora delnivel de iluminacin general.Estrictamente, una buena iluminacin tendra que estar definida a travs de una seriede parmetros mnimos que, en todos los casos, debiera responder al listadosiguiente:

Adecuado nivel de iluminacin. Uniformidad del nivel de iluminancia. Limitacin del deslumbramiento.




Limitacin de los contrastes de luminancias. Direccin de la luz y efectos de sombras. Color de la luz y calidad de la reproduccin cromtica.

3.1.1. Determinacin del nivel medio de iluminacin requeridoEl nivel de iluminacin, (E), se fija de acuerdo con la naturaleza del trabajo,

pues dentro de amplios lmites, cuanta ms luz exista sobre la tarea visual, ms fcilresultar la visin, y sta provocar menos tensin sobre el organismo. En la Tabla 1,se indican los valores idneos para obtener unos niveles de iluminacin satisfactoriosen las distintas zonas de trabajo:

Tabla 1: Niveles medios de iluminacin requeridos

Recinto a iluminar E (lux)Cabezal de Riego 250

Almacn 250Pasillo 250

Aseo/ Vestuario 120

Oficina y administracin 500

3.1.2. Eleccin del sistema de alumbrado y luminariasAl proyectar un sistema de alumbrado general es fundamental prever un nivel

de iluminacin uniforme en toda la extensin del recinto. De esta forma se eliminanlas manchas y ngulos oscuros, haciendo todas las superficies del recinto adecuadascomo espacio de trabajo o para otro propsito cualquiera. Esta uniformidaddepender de la altura de la fuente luminosa y de las caractersticas fotomtricas dela luminaria.Los tipos de luminarias empleadas en las distintas dependencias de la nave son debajo consumo, y se describen a continuacin:

Luminaria con una lmpara fluorescente de 36 W, flujo luminoso de 3100 Lmx lmpara-1 y tono de luz blanco (A). Corriente alterna

Luminaria con una lmpara fluorescente de 58 W, flujo luminoso de 4 800 Lmx lmpara-1 y tono de luz blanco (B). Corriente alterna




Luminaria con dos lmparas fluorescentes de 58 W cada una, flujo luminosode 5400 Lm. x lmpara-1 y tono de luz blanco (C). Corriente alterna

Luminaria con una lmpara de vapor de mercurio de 150 W, flujo luminoso de23000 Lm x lmpara-1 y tono de luz blanco (D). Corriente alterna

3.1.3. Determinacin del coeficiente de utilizacinAl cociente entre el flujo luminoso que llega al plano de trabajo (flujo til), y

el flujo total emitido por las lmparas instaladas, es lo que llamamos "Coeficiente deutilizacin". Dicho coeficiente responde a la siguiente expresin:

(1)

Donde: u : Flujo til en el plano de trabajo (Lm). t: Flujo total emitido (Lm). ,

Este coeficiente depende de diversas variables tales como la eficacia de lasluminarias, la reflactancia de los paramentos, y las dimensiones del local.La luminaria, aparato utilizado para soportar, alojar y distribuir el flujo luminoso delas lmparas, tiene una relativa incidencia sobre el coeficiente de utilizacin, segnse trate de un sistema de iluminacin directa, semidirecta o a travs de difusores.

La reflexin de la luz sobre los paramentos del local juega un importantepapel sobre el coeficiente de utilizacin, dado que, de la totalidad del flujo luminosoque incide sobre las distintas superficies, una parte se refleja, mientras que otra esabsorbida y anulada, dependiendo la proporcin de una y otra, del color de dichassuperficies. Para nuestro propsito ser suficiente diferenciar cuatro tonalidadesdiferentes, que se indican en la Tabla 2.

tuCu




Tabla 2: Valores de reflexin

Color Reflexin(%)Blanco 70Claro 50Medio 30Oscuro 10

Otro factor importante son las dimensiones del local ya que juegan un papelimportante sobre el valor del coeficiente de utilizacin. Esto se pone en evidenciacon lo expresado anteriormente, "la proporcin de flujo luminoso que llega a lasuperficie de trabajo depende de la relacin que exista entre el flujo directo y elreflejado".Para calcular el coeficiente de utilizacin obtenemos, en primer lugar, el "ndicedel local" segn la expresin:

(2)

Donde: L: Longitud de la habitacin en estudio (m). A: Ancho de la habitacin en estudio (m). H: Altura de montaje de las luminarias respecto al plano de trabajo (m).

La altura de montaje de las luminarias se puede obtener, de la siguiente forma:

(3)

Siendo: h: Altura de la habitacin en estudio (m).




h: Altura del plano de trabajo (m).

En la Tabla 3, se recogen los valores del "ndice del local" de los distintos recintos:

Recinto L (m) A (m) h (m) h (m) H (m) kSala de cabezalde riego yfitosanitarios

28.52 5 5 0,85 4,15 1,03

Almacn 38,72 9,78 5 0,85 4,15 1,64Pasillo 20,72 0,78 5 0,85 4,15 0,18Aseo/vestuarios 18,72 4,68 3 0,85 2,15 1,74Oficina 18,72 4,68 3 0,85 2,15 1,74

Tanto los techos como las paredes sern pintados de color claro (reflexin 70 %),mientras que el suelo tendr un color medio (reflexin 30%).

Con los datos anteriormente obtenidos y utilizando las tablas proporcionadaspor los fabricantes de las distintas luminarias, se obtienen los coeficientes deutilizacin, recogidos a continuacin:

Recinto a iluminar CuSala Cabezal 0,60Almacn 0,60Pasillo 0,60

Aseo/ Vestuario 0,57

Oficina 0,57

3.1.4. Determinacin del coeficiente de conservacinEl "Coeficiente de conservacin" (Cc), se determina en funcin del grado de

polvo y suciedad existente en las instalaciones, nmero de limpiezas anuales yperodos de reposicin de las lmparas.




Debido a las caractersticas de la nave se prev un ambiente limpio, consideramospor tanto un coeficiente de conservacin medio de 0,7.

3.1.5. Clculo del flujo luminoso necesarioEl flujo luminoso se calcula con la siguiente expresin:

(4)

Donde: E: Nivel medio de iluminacin (Lux). A: rea de la superficie a iluminar (m2). Cu: Coeficiente de utilizacin. Cc: Coeficiente de conservacin.

Recinto ailuminar E ( lux) A (m

2) Cu Cc t (lm)Sala Cabezal yfitosanitarios 250 41.22 0,6 0,7 24535,71Almacn 250 93,69 0,6 0,7 57767,9Pasillo 250 7,47 0,6 0,7 4446,43Aseo

Vestuario 120 21,9 0,570,7 6586,47

Oficina 500 21,9 0,57 0,7 27443,61

3.1.6. Clculo del nmero de lmparas y luminarias

La frmula a emplear es:

(5)

Siendo:




t : Flujo luminoso total (Lm). u : Flujo luminoso unitario por lmpara (Lm).

Nmero de lmparas y luminarias

Recinto a iluminar t(Lm)

Tipoluminaria

Flujolmpara (Im)

NLmparas

Sala Cabezal yfitosanitarios 24535,71 C 5400 5

Almacn 57767,9 C 5400 11Pasillo 4446,43 A 3100 2Aseo

Vestuario 6586,47A 3100 3

Oficina 27443,61 B 4800 6

En las salas en las que se considere que la distribucin lumnica no sera uniforme conel nmero de luminarias calculado, se reforzar este nmero a fin de que se considereuniforme.Teniendo en cuenta lo dispuesto anteriormente, se presenta el siguiente resumen de lasnecesidades de alumbrado interno.

Resumen de necesidades de alumbrado interno

Recinto ailuminar

Tipoluminaria

NLmparas

Potencialmpara(W)

Potenciatotal(W)

Potencia totaldiaria estimada (KW h/da)

Sala Cabezal yfitosanitarios C 5 116 580

(11 horas de riego3 horasestancia almacn)

1,74Almacn C 11 116 1276 1 hora/da1,276Pasillo A 2 36 72 1 hora/da 0,072AseoVestuario A 3 36 108 1 hora/da 0,108

Oficina B 6 58 348 2 horas/da 0,0,696TOTAL 2384 3,89




3.2. Clculo de la iluminacin exterior

3.2.1. Determinacin del nivel medio de iluminacin requeridoSe considera que una iluminacin media de 50 lux ser suficiente.

3.2.2. Eleccin del sistema de alumbrado y luminariasEn el alumbrado exterior se emplearn farolas con una lmpara de vapor de

sodio de alta presin de 150 W cuyo flujo luminoso es de 14 000 Lm x lmpara-1,montada en brazo tubular recrecido con fijacin mural (E).

3.2.3. Determinacin del coeficiente de utilizacinLa nave tiene un permetro de 96 m y se pretende iluminar una franja de 10 m

desde la misma.Slo se alumbrar el frontal oeste (fachada) que tienen 12 m de longitud total. Laaltura de montaje de las luminarias es de 5 m respecto al suelo.Para calcular el coeficiente de utilizacin obtenemos, en primer lugar, el "ndice dellocal", sustituyendo los datos anteriores en la ecuacin (2):

K=1,70

Con este dato y considerando valores de reflexin mnimos, del 10%, obtenemos elcoeficiente de utilizacin a partir de la tabla proporcionada por el fabricante de laluminaria propuesta, correspondiendo con el siguiente valor:

Cu=0,64

3.2.4. Determinacin del coeficiente de conservacinSe considera un coeficiente de conservacin medio de 0.7, en espera de un ambientelimpio.

3.2.5. Clculo del flujo luminoso necesario




Sustituyendo los datos obtenidos en los apartados anteriores en la ecuacin(4), obtenemos el flujo luminoso necesario, que en nuestro caso es:

3.2.6. Clculo del nmero de lmparas y luminariasSustituyendo en la ecuacin (5), obtenemos: Nmero de lmparas = 0,96

lmparas 1 lmpara tipo E, la cual ser colocada en el frontal oeste. Sudistribucin se define en el Documento N 2 Planos. En la tabla 8 se presenta unresumen del alumbrado exterior.

Resumen del alumbrado exterior

Recinto ailuminar Tipo

NLmparas

Potencialmpara(W)

Potenciatotal(W)

Potenciatotal

(KWh/da)Exterioresde la nave(Sur, Estey Oeste)

E 1 150 150 1,5

TOTAL 150 1,35

9 horas de iluminacin nocturna (21:00 h 6:00 horas)

3.3. Clculo de la iluminacin de emergenciaLas instalaciones destinadas a alumbrado de emergencia tienen por objeto

asegurar, en caso de fallo de la alimentacin al alumbrado normal, la iluminacinnecesaria en los locales y accesos hasta la salida, para una eventual evacuacin deledificio o iluminar otros puntos que se sealen. La iluminacin de emergencia ha desatisfacer los requisitos marcados en el Anejo N 13, Justificacin del DB-SI

3.3.1. Eleccin del sistema de alumbrado de emergencia y luminarias

t = 13392,85 Lm




La luminaria empleada en el alumbrado de emergencia se describe acontinuacin:

Luminaria de emergencia fluorescente de 8 W y flujo luminoso de 142 Lm(F).

3.3.2. Necesidades de alumbrado de emergenciaLas necesidades de alumbrado interno de emergencia se particularizan en la siguiente

tabla:Resumen de necesidades de alumbrado interno de emergencia.

Recinto a iluminar Tipo N lmparas Potencialmpara(W)

Potenciatotal (W)

Sala cabezal F 2 8 16Almacn F 3 8 24Pasillo F 1 8 8TOTAL 48

4. TOMAS DE FUERZA

4.1. Tomas de corrientePara cada uno de los recintos se proyectan las siguientes tomas de corriente:

Tabla 10. Tomas de corrienteRecinto Nmero Potencia

(W)Potencia total(W)

Potencia diariaEstimada

Kwh. /da

Sala cabezal 1 250 250 -Almacn 2 250 500 0,5Pasillo - - - -Aseo 1 250 250 0,25Vestuario 1 250 250 0,25Oficina 2 250 500 0,5TOTAL 1750 1,5

El consumo de tomas de corriente para las distintas dependencias es muy relativo, ya queno se trata de unas instalaciones en las que se desarrollen las 8-10 horas de trabajo en elmismo puesto. Habr das (pocas) en las que el consumo en la oficina, por ejemplo, seanulo. Por tanto, desglosemos minuciosamente el potencial consumo de cada dependencia:




Sala cabezal: Hay un toma de 250 W. El consumo elctrico de esta toma ser,prcticamente, nulo, ya que todas las maquinarias necesarias para el riego estnconectadas a las tomas de fuerza necesarias. No se tiene en cuenta a la hora dedimensionar el sistema FV.

Almacn: En el almacn disponemos de 2 tomas de corriente. El tiempo de estanciamedio del almacn no ser muy elevado por parte de los operarios, y potencialmenteno se prev conectar ningn aparato a la red elctrica. No obstante, y para mayorar eldimensionado, haremos los clculos en base a una toma de corriente con un uso de 2horas al da, lo que da 0,5 Kwh./da.

Aseo: En el aseo, estimaremos un consumo de 0,25 Kwh. /da. Vestuario: En esta zona se estima un consumo de 0,25 Kwh. /da. Oficina: La oficina de la explotacin no se usar a diario ya que la actividad que se va

a desarrollar no requiere la presencia de un administrativo y/o tcnico de maneradiaria. Se estima que el tcnico pase por la explotacin 2 veces al mes, al igual que lalabor administrativa, a razn de 2 horas cada visita, son 8 horas al mes. Haremos losclculos con 10 horas al mes, lo que representa 0,33 horas al da. Igualmente,volvemos a mayorar y dejamos el consumo en 0,5 horas/da, con lo que tenemos unvalor de 0,5 Kwh. /da.

4.2. Tomas de fuerza para maquinaria

Las tomas de fuerza necesarias para cada una de las maquinas proyectadas se recogenen la siguiente tabla:

Tomas de fuerza para maquinaria.

Maquinaria Numero Potencia (W) Potencia total(Kw h/da)Maquinaria deinyeccin y

regulacin del pH1 710,61 1 *

Bomba deimpulsin 1 4045,25 43,7




TOTAL 4755,86 44,7

* La inyeccin de fertilizante no se realiza durante todo el tiempo de riego, por tanto, habrque estimar de manera ptima su tiempo de funcionamiento. El tiempo de riego mayorcorresponde al mes de Junio, con 3,6 horas por cada sector. La inyeccin de fertilizante serealiza, aproximadamente, despus del 60 % del tiempo de riego, y nos guardamos un 10 %del tiempo de riego despus de la inyeccin para la limpieza de tuberas y la correctamovilizacin del abono en el suelo, por lo que nos queda un 30 % del tiempo total de riego,es decir, 60 minutos1 hora. Por tanto, el consumo elctrico de esta maquinaria se mayoraa 1 Kw x h /da.

4.3. ConclusinLa potencia requerida referida a Kwh. /da estar entorno a 51,44 Kwh. /da

mientras que la potencia total instalada es de 8538,86 w.

5. DESCRIPCIN Y DIMENSIONADO DE LA INSTALACINFOTOVOLTAICA AUTNOMA.

5.1 Introduccin.El propsito del dimensionado del sistema FV es el clculo de los elementos del sis-

tema (bsicamente potencia del generador FV, capacidad de la batera y cableado) para sumi-nistrar de modo fiable un determinado consumo elctrico combinando la mxima fiabilidad ymnimo coste.

El correcto dimensionado de un sistema FV autnomo implica una armona entre los tamaosdel generador FV y batera de acumulacin. Por un lado cuanta ms potencia de generador yms capacidad de batera se instalen para satisfacer un mismo consumo, se obtendr unsistema con menor probabilidad de fallo, pero tambin aumentar su coste. As, un sistemacon una potencia muy elevada de generador FV necesita muy poca batera y viceversa.Adems del ptimo econmico de inversin inicial, es necesario tener en cuenta que unsistema con mucha potencia de generador FV en relacin con la capacidad de la bateraconduce un desperdicio energtico por encontrarse la batera completamente cargada. En elcaso de un sistema con excesiva capacidad de batera en relacin con la potencia del




generador F V, se tendrn problemas para conseguir cargarla batera completamente, con losconsecuentes efectos de degradacin y reduccin de su tiempo de vida.

Una de las prioridades de la instalacin ser el ahorro de la energa. El elevado preciode los paneles fotovoltaicos y de las bateras hace que se deba tratar de optimizar sudimensionado, empleando elementos de consumo que desaprovechen la menor cantidad deenerga posible. El siguiente es un ejemplo de una estacin fotovoltaica autnoma.

Fuente: CIEMAT. Universidad de Jan

5.2 DimensionadoEl dimensionado de los sistemas FV se puede disear mediante dos metodologas: Probabilidad de prdida de carga LLP.

Basado en el concepto de "Loss of Load Probability" LLP o probabilidad de prdidade carga, indicador de que el sistema falle o no sea capaz de suministrar el consumorequerido. Por ejemplo una LLP del 1 % indicara que a largo trmino la disponibilidaddel sistema para el consumo de diseo sera del 99%. Es un mtodo basado en clculoscon ordenador. Se especifica el consumo de diseo, incluyendo los rendimientos delregulador de carga, de carga de la batera, y del inversor. Se trata de utilizar los modelosde los distintos componentes (radiacin solar, generador, batera, regulador...) para de-terminar cuanta energa de generador es necesaria para suministrar el consumo de diseocon una determinada fiabilidad o probabilidad de fallo. Esto depende del tamao delgenerador y de la batera y de la radiacin solar disponible. La LLP depende pues deltratamiento estadstico de los datos de radiacin solar. Una vez que se obtienen diferentescombinaciones de batera/generador FV se ha de proceder a calcular los costes de los




sistemas para la determinacin de la configuracin ptima. Existen programascomercialmente disponibles para realizar este tipo de dimensionado.

"Amperios-hora".

Estos mtodos se basan en el clculo del consumo diario en amperios-hora, teniendoen cuenta las prdidas entre la batera y las cargas y el rendimiento de carga de la batera.La batera se dimensiona teniendo en cuenta el "nmero de das de autonoma", entendidocomo aquel nmero de das durante los cuales la batera puede satisfacer el consumo deuna determinada instalacin sin generacin FV (con radiacin solar nula). Paradimensionar el generador FV y obtener su orientacin ptima son necesarios los datos deirradiacin del lugar de la instalacin. En el caso ms simple se supone un consumoconstante durante todo el ao, en cuyo caso se necesitan los valores diarios mediosmensuales en el plano del generador para el peor mes del ao y el ngulo ptimo deinclinacin.

Mientras que ste ltimo mtodo se puede realizar con clculos simples, el primerorequiere clculos mediante ordenador.

Dimensionaremos nuestro sistema fotovoltaico con la metodologa amperios-hora.

El mtodo est basado en simples principios:

Se dimensiona para que la produccin del generador fotovoltaico sea igual alconsumo (en valores promedio).

Se dimensiona para que la batera pueda abastecer el consumo cuando no haysol durante un determinado nmero de das consecutivos.

Los pasos fundamentales en el proceso de dimensionado son:

Determinacin de los consumos. Clculo de la radiacin solar disponible sobre superficies en diferentes

orientaciones (acimut, o ngulo que mide la desviacin respecto del sur, yla inclinacin, , o ngulo formado por la superficie de los mdulos y elplano horizontal).

Clculo de la capacidad de batera.




Clculo de la potencia necesaria del generador FV.

Seleccin del regulador de carga

Seleccin del inversor, si se utiliza.

Dimensionado del cableado.

5.2.1 Dimensionado de la estacin fotovoltaica mediante el mtodo Amperios- hora.Mtodo simplificado.

Clculo de los consumos diariosSe trata de obtener el consumo medio diario, en amperios-hora por da, en la

batera. Al utiliza un inversor se ha de tener en cuenta su rendimiento, que puede serdiferente para diferentes consumos. Se debera establecer un perfil de consumo diario paraobtener el nivel de potencia a la que opera el inversor, y por tanto su rendimiento.Para estimar los consumos es necesario confeccionar un listado de los diversos aparatosconectados al sistema, el nmero de horas de uso diario y el voltaje nominal de operacinde cada uno. En principio la determinacin del consumo resulta clara y directa:nicamente se necesita calcular el consumo de energa de todos los dispositivos que seincluirn en el sistema fotovoltaico. En la prctica, sin embargo, la demanda de energaresulta incierta, porque a menudo se desconoce el periodo de tiempo en que funcionarcada aparato.La tensin (voltaje) nominal del sistema es normalmente la necesaria para las cargas demayor. La definicin del voltaje determina la corriente del sistema, que es necesariomantener en unos niveles aceptables.La seleccin del inversor es importante e influye tanto en el coste como en elfuncionamiento y la fiabilidad del sistema.La demanda diaria mayor se produce en el mes de Junio, ya que es cuando ms consumohay. La demanda se ha estimado en 51,44 Kwh./da, por lo que nuestro sistema trabajara 24 V.

Clculo de la potencia y de la corriente picoEste paso es necesario para el dimensionado del regulador de carga, inversor, cable-

ado, fusibles, etc..., de modo que puedan soportar la potencia pico. Consiste en sumar la




potencia, en este caso slo hay potencia AC, del consumo y dividirlo por el rendimientode la batera y el rendimiento del inversor. En nuestro caso:

(6)

Donde: ETCA es carga diaria en corriente alterna. b: eficiencia carga/descarga de la batera inv: eficiencia media diaria del inversor

Para el diseo de ambos sistemas se utilizan valores de b= 0.90 y inv= 0.9, entonces:

90,090,044,51

= 63,50 Kwh/da

Estimacin de la capacidad de la batera.La capacidad de la batera se calcula en funcin del nmero de das de autonoma (N) y

del consumo medio diario (L), de acuerdo con la expresin:(7)

donde: CB: es la capacidad de la batera, en Wh. L: es la energa real necesaria, en Wh. N: el numero de das de autonoma. Este parmetro es sensible de un estudio detallado.

Teniendo en cuenta que nos encontramos en Almera, y teniendo encuenta que la poca de mayor demanda de energa y las necesidadesson, prcticamente, diarias coinciden con los periodos en los que,prcticamente, todos los das son soleados (primavera), la autonoma seha fijado en 3 das (mnima autonoma permitida) , para abaratar costesde instalacin.

DOD: mxima profundidad de descarga de la batera. La establecemos, en funcin delas caractersticas de la batera, en un 80 %

Por tanto,

INVBTCA

elecEE

DODNLCB




80,0363500CB = 238125 Wh 24

238125CB = 9921,88Ah

En resumen, el tamao del sistema de acumulacin ser de 9921,88 Ah, por lo que elegimoscinco bateras de 2000 Ah. en paralelo, lo que nos da 10000 AhN baterias en paralelo: 596,42000

88,9921 batera en paralelo.Voltaje nominal de la batera: 2 VVoltaje nominal del sistema es de 24 V.Nos da un total de 60 bateras montadas en serie, es decir, 5 agrupaciones en paralelo de 12bateras montadas en serie.

Informacin batera. Datos tcnicos.o Marca: XXXo Modelo: XXX-2000o Tipo: Pb cido vasos de 2 Vo Voltaje Nominal (V): 2o Capacidad nominal (Ah): 2000

Llegado a este punto, tenemos que conocer la radiacin que llega a los paneles solarespara seguir adelante con el dimensionado. Es por ello que debemos de estudiar la geometrasolar, por lo que abrimos un subapartado a modo de nota, ya que es una materia que, aunquees complementaria al dimensionado, es distinta.

NOTA: Geometra solar.La tierra gira en torno al Sol, obedeciendo a las leyes de la gravitacin universal y

describiendo una rbita elptica en la que el Sol ocupa uno de los focos.

Posicin relativa del Sol respecto a las superficies terrestres

Declinacin solar: La calcularemos para el solsticio de invierno. Por tanto, ladeclinacin es de -23,5 .

Superficies horizontalesEn la mayora de las aplicaciones es necesario determinar la posicin del Sol enrelacin a una superficie inclinada un ngulo, (formado por la superficie con el




plano horizontal) y orientada un ngulo de acimut, , (ngulo formado por lasproyecciones sobre el plano horizontal de la normal a la superficie y del meridianodel lugar)Para especificar la posicin de un punto en la superficie de la tierra es necesarioconocer su latitud, ( se define como positiva en el hemisferio norte y negativaen el sur), y su longitud, L.Para localizar la posicin del Sol en la esfera celeste, en un sistema de coordenadasesfricas fijo en un punto de la tierra, donde el plano xy coincide con el planohorizontal, y el eje x est orientado hacia el ecuador del observador (haca el Sur enel hemisferio Norte y hacia el Norte en el hemisferio Sur), es necesario determinardos ngulos: la distancia cenital ZS , ngulo formado por el vector Sol tierra con eleje z, (o su complementario, S ngulo de elevacin) y el ngulo acimutal, S queforman la proyeccin del vector Sol-Tierra sobre el plano xy con el eje x. Conocidosestos ngulos ya podemos determinar la posicin del sol con exactitud.

Figura : Esfera celeste y coordenadas solares relativas a un observador en la superficiede la tierra. Sistemas fotovoltaicos. Alonso Abella. 2005




Mediante relaciones elementales de trigonometra esfrica se puede expresar la elevacin,S , y el acimut solares S , en un instante determinado, en funcin del ngulos solar

horario, la declinacin y la latitud. Esto es de la siguiente forma:

2 SZS (8)

(9)

Entonces, conocida la latitud ( ), la declinacin y la hora solar )( 0( para elmedioda) ya podemos calcular la distancia cenital ( ZS ) y/o el ngulo de elevacin solar( S ).

Entonces:o Declinacin solar : -23,5 o Latitud ( ): 36,80 No Hora solar )( : 0

Aplicando la ecuacin (9), tenemos que distancia cenital ( ZS ) = 60,30 y laelevacin solar ( S ) ser de 29,70 (ambos son complementarios)

Pero an nos falta conocer un dato para relacionar la incidencia solar en unasuperficie inclinada a partir de la radiacin recibida en una superficie horizontal. Para ellodebemos hallar el ngulo de incidencia solar sobre una superficie inclinada un ngulo (que es el ngulo de la cubierta de la nave, es decir, 16,7 ) y orientada un ngulo respectodel sur (si estuvisemos en el hemisferio sur sera respecto del norte). Este dato se calculamediante la expresin 10:

sZS sensensen coscoscoscos




Como se ha dicho anteriormente, un parmetro importante es la orientacin (acimut einclinacin) del generador FV. En general conviene tener el generador fotovoltaico orientadohacia el ecuador terrestre (hacia el Sur en el Hemisferio Norte y hacia el Norte en elHemisferio Sur), por lo que tomar el valor de 0.

Entonces, la expresin (10) tomar un valor de 0,69 y S = 46,29El ngulo de inclinacin del generador FV respecto de la horizontal, , para estructuras sinseguimiento solar vendr determinado por aquel valor que optimice la generacin de energa.El ngulo ptimo de inclinacin del generador FV se determina como aquel en el que seobtiene la mayor radiacin en el peor mes del ao (en relacin con el consumo para cadames).

En nuestro caso, el ngulo de inclinacin de los paneles solares coincidir con el de lacubierta, ya que utilizaremos placas de lmina delgada de silicio amorfo, las cuales noprecisan de una estructura auxiliar de sujecin.

NOTA IMPORTANTE:El valor a tener en cuenta a la hora de determinar la radiacin solar recibida para el

dimensionado del sistema fotovoltaico sera el que le corresponde al mes de radiacin msdesfavorable que, tras consultar la serie histrica de la estacin experimental de LasPalmerillas, coincide con el mes de diciembre. Ahora bien, si nos ceimos a la actividad quese va desempear en la finca, nos encontramos que en dicho mes la plantacin est en reposovegetativo, no hay que efectuar riegos, por lo que la mayor demanda de energa elctrica seranula, y por extensin, prcticamente la explotacin est en su poca de mnima demandaenergtica. Sera un sobredimensionamiento totalmente innecesario y que disparara loscostes de la instalacin fotovoltaica de manera desorbitada e irreal. Por tanto, y siemprebajo criterio tcnico, vamos a designar como mes ms desfavorable en cuanto a radiacin serefiere al mes de marzo, ya que en este mes se empieza a intensificar el riego (an muy pordebajo de el mes de mxima demanda), no teniendo problemas de autoabastecimiento en losmeses de mayor demanda.Tomando, nuevamente, los datos climticos de la estacin experimental Las Palmerillas,de la fundacin Cajamar, el mes de marzo arroja una radiacin media en los ltimos 27 aosde 5,2 Kwh./m2/da.




El valor obtenido es sobre una superficie horizontal. Existe una relacin geomtrica entrelas irradiancias sobre superficies horizontales e inclinadas, la cual las relaciona,denominndose factor Rb.

ZSS

bR

coscos (11)

En el proyecto, 40,130,60cos29,46cos bR , por lo que el valor de radiacin en marzo habr que

multiplicarlo por 1,40

Resulta conveniente utilizar el concepto de Horas de Sol Pico (HSP): entendido como elnmero de horas de sol en media diaria a una radiacin de 1000 W/m2. Es equivalente a laenerga total diaria incidente sobre una superficie horizontal en Kwh./m2/da.

(12)

donde: Gdm (,) est en kWh/m2/da. La radiacin media del mes de marzo sobre una superficie horizontal es de 5,2

Kwh./m2/da, lo que equivale a 5,2 HSP

En nuestro caso, en el mes de marzo y a 16,7 orientado al sur Gdm (0,17) = 7,28 Kwh/m2/da).= 7,28 HSP

Clculo de la potencia nominal del generador FV. Dimensionado de panelesfotovoltaicos.

Es necesario conocer los valores de la radiacin media mensual sobre superficiehorizontal Gdm(0) y poder estimar los valores sobre superficies inclinadas, segn los mtodosexplicados en la NOTA: Geometra solar. El nmero de horas de sol en la superficieinclinada del proyecto es 7,28 HSP.

),()( , dmGHPS




El dimensionado de la batera se ha realizado en base al nmero de das de autonoma. Eldimensionado del generador FV se basa en suministrar el consumo medio diario. El tamaodel campo de paneles, o potencia pico de la instalacin, se calcula teniendo en cuenta laradiacin solar disponible.

Especificaciones tcnicas panel FV silicio amorfo elegido

ESPECIFICACIONES TCNICASCAPTADOR SOLAR

Potencia mxima Pmpp (Wp) 130Tensin en el MPP Vmpp (V) 45,4Intensidad en el MPP Impp (A) 2,23Intensidad de cortocircuito Isc (A) 3Tensin en circuito abierto Voc (V) 64,08Coeficiente de temperatura para Voc (%/C) 0,237Coeficiente de temperatura para Isc(%/C) 0,086Tolerancia de potencia (V) 600Voltaje mximo del sistema + 5%Incremento de Voc antes de la estabilizacin 18%

Se utiliza el valor de HSP para el dimensionado. Con este valor, y teniendo en cuenta losvatios pico de un panel se calcula el nmero de paneles necesario, de acuerdo con la expresin:

(13)

Donde: L es la energa mxima diaria real necesaria, en nuestro caso es de 51440 wh W los vatios pico de mdulo FV que se utiliza en la instalacin, siendo 130 wp. (HSP) : son las horas de sol pico incidentes sobre el plano de los paneles. Este

parmetro toma el valor de 7,28 HSP




d : es un factor global de prdidas que se producen en el generador fotovoltaico. Eneste factor global de prdidas estn contempladas las prdidas por conexionado ydispersin de parmetros, las prdidas debidas al punto de trabajo del sistema, que engeneral no coincide con el punto de mxima potencia de los paneles. Contemplatambin la disminucin de potencia entre la nominal y la real de los mdulos. En estepunto hay que recordar que los fabricantes aseguran una potencia pico nominal 10%. Teniendo en cuenta todos estos factores las prdidas de potencia del generadorson al menos de un 10 %.

Aplicando la expresin (13) tenemos un total de 60.04 paneles, equivalentes a 60 panelesEstos mdulos se agruparn en 10 strings de 6 paneles cada uno.10 Agrupaciones o strings de 6 mdulos cada una, es decir, 10 strings en paralelo y en cadastrings habr 6 mdulos en lnea.

Diseo del regulador-controlador de carga

Los controladores de carga se incluyen en los sistemas FV para proteger las baterascontra sobrecargas y descargas excesivas. La mayora de los controladores detectan la tensinde batera y actan de acuerdo con los niveles de tensin. Algunos tambin poseen sensores detemperatura para compensar el efecto de la temperatura sobre la tensin de la batera y suestado de carga. El controlador debe tener suficiente capacidad para controlar la mximacorriente del sistema. Se recomienda incluir un factor de seguridad de 1,25 respecto de lacorriente de cortocircuito del generador para acomodar el incremento de corriente excesi-va causada por el aumento de irradiancia que a veces producen las nubes durante cortosperiodos de tiempo. Dado que las caractersticas y los tipos de reguladores disponibles esmuy amplia, se ha de elegir aquel regulador que mejor se adapte al sistema que se estdiseando.En cuanto a su instalacin, el regulador siempre se ha de proteger contra la intemperie,instalndolo preferiblemente en el interior de una caja protegida. Por otro lado, el calor esuna fuente comn de fallo con lo que se ha de procurar un correcta ventilacin.

Tenemos un total de 60 mdulos y cada mdulo nos proporciona una intensidad de 3 Acon un voltaje (VOC) de 64,08 V.




Entonces:

5,223625,1 Isc A (14)

Respecto a la tensin de circuito abierto de cada uno de los strings o agrupaciones de 8paneles sera la suma de las tensiones de cada uno.

Voc= 64,08 x 6 = 384,48 V (15)

Con estos datos elegimos un regulador del mercado que tenga una corriente nominalsimilar, por ejemplo, de 60 A (30 A. hemos calculado nosotros como mximo, admite unacorriente mxima de 60 A) y que soporte una tensin del circuito mxima en cortocircuitoCC de 512,64V.

Tabla. Especificaciones tcnicas regulador

Marca-modelo XXXXVoltaje (V) 24

Tensin mximade circuito abiertodel campo FV

( V)

600

Intensidad decortocircuito delcampo (CC)

Max 60

Consumo totalfuncionamiento

(W)2,5

Eleccin del Inversor

Este paso en el dimensionado est destinado a escoger un inversor para convertir lacorriente continua de las bateras en corriente alterna. Se emplear un inversor hbrido parapoder utilizarlo tambin para recargar las bateras mediante un grupo electrgeno si se dieran




unas condiciones de escasa insolacin de manera continuada. Emplearemos un hbrido deonda senoidal pura. Se dan 3 valores de potencia en las caractersticas tcnicas de losinversores, una es referida a la potencia que puede soportar de manera continua, otra es la quepuede soportar durante 30 minutos sin daarse y otra la que puede soportar durante 5segundos.En el clculo de consumos nos ha dado un total 51440 wh y un voltaje de 24V del sistema.Con estos datos buscaramos un inversor que cumpliese dichas caractersticas, fuese hbridoy, adems debe de producir corriente trifsica.

Tabla. Especificaciones tcnicas inversor

Modelo XXXXTensin nominal batera 24 VTensin mxima entrada 600 VPotencia continua 60 KwPotencia 30 mn 60 KwPotencia 5 segundos 3 X P nominalPotencia mxima Hasta cortocircuitoCos 0.1-1 MAX 96%ConsumoOn/stand by/ Off(W)

30/3/2

Tensin de salida 380 ( %10 )Frecuecia de salida 50 Hz ( %05,0 ) controlado por cuarzoProteccin sobrecarga y cortocircuito Desconexin automtica con 3 intentos de reinicioProteccin de sobretemperatura Alarma acstica antes de corte y reinicio automtico

ContadorSe colocar un contador a la salida del inversor, tal y como indica el IDAE

CableadoEl cableado de un sistema fotovoltaico debe cumplir con el Reglamento Electrotcnico de

Baja Tensin.




La correcta seleccin del tipo y seccin de los conductores aumenta el rendimiento y lafiabilidad del sistema FV.En general es suficiente con cumplir la normativa expresada en el REBT. Se usaninterruptores y fusibles para proteger los equipos y al personal. Los interruptores permitencortar manualmente el flujo de corriente en caso de emergencia. Los fusiblesproporcionan proteccin contra sobrecorrientes en caso de cortocircuito del sistema o defallo a tierra.La seccin se calcula en funcin de la longitud de los cables y de la corriente que circula porellos. Se ha diseado las secciones del cableado con una cada entre el 1 y 1,5% dependiendode los tramos.

Clculos del cableado de CCLos conductores positivos y negativos irn entubados de manera separada, segn

indica la legislacin vigente (pliego de condiciones del sistema FV)

1. Tramo generador-reguladorDatos: 60 mdulos o paneles de 130 wp Vmpp: 45,4 V Impp: 2,23 A 10 strings de 6 mdulos cada uno. La distancia entre los mdulos y el regulador: 25metros. Conductor empleado:

o cobre (= 0,018 x mm2/m a 20C).o 3 cables unipolares (positivo, negativo y tierra)o Tubo de proteccin de conductores.

Empleamos el criterio de cada de tensin y el del calentamiento de los cables, considerandoel ms restrictivo, es decir, el que obligue a emplear mayor seccin.

Criterio de calentamiento.Si consideramos las tablas del REBT, para cables bajo tubo con 3 cables en el interior del

tubo, elegimos la seccin de 0,5 mm2 Criterio de cada de tensin.




La cada de tensin no podr superar lo estipulado anteriormente entre el generador y elregulador, que es el 3%, aunque lo recomendado es una cada mxima del 1,5 %Entonces tenemos:

panelesnVmpp 1005,1 (16)

1,464,451005,1 V

Aplicando la ley de Ohm, obtenemos la resistencia mxima admisible.

IVR (17)

donde: R: resistencia mxima.() V: Tensin calculada anteriormente.(V) I: Impp (A)

84,123,21,4 R

A partir de la ecuacin de la seccin del cabe podemos calcular la seccin mnima de ste.

RLS (18)

Donde: = 0,018 x mm2/m a 20C L: longitud del cable R: resistencia del cable anteriormente calculada

84,125018,0 S = 0,25 mm2

Como podemos observar, la seccin calculada es inferior a la del criterio del calentamiento,por lo que elegimos la de 0,5 mm2.La seccin es la mas pequea de las comerciales, por lo que a la hora de montar elsistema FV se podr poner un conductor de mayor seccin, generalmente de 1,5 mm2.




2. Tramo Regulador - BaterasDatos:Se dimensionar de acuerdo con los datos mximos del inversor:

Intensidad mxima de diseo: 60 A. Tensin mxima en circuito abierto: 600 V. La distancia entre el regulador y batera: 2 metros. Conductor empleado:

o cobre (= 0,018 x mm2/m a 20C).o 3 cables unipolares (positivo, negativo y tierra)o Tubo de proteccin de conductores. (1 tubo para + y otro tubo para y tierra)



tubo, elegimos la seccin de 35 mm2 Criterio de cada de tensin.

La cada de tensin no podr superar lo estipulado anteriormente entre el generador y elregulador, que es el 1%Entonces tenemos:

V1001 (19)

66001001 V

Aplicando la ley de Ohm (ecuacin 17) obtenemos la resistencia mxima admisible.

1,0606 R

A partir de la ecuacin (18) de la seccin del cabe podemos calcular la seccin mnima deste.

1,06018,0 S = 1,08 mm2




Como podemos observar, la seccin calculada es inferior a la del criterio del calentamiento,por lo que elegimos la de 35 mm2.

3. Tramo Bateras - InversorDatos:Se dimensionar de acuerdo con los datos mximos del regulador:

Intensidad mxima de diseo: 60 A. Tensin mxima en circuito abierto: 600 V. La distancia entre la batera y el inversor: 1 metros. Conductor empleado:

o cobre (= 0,018 x mm2/m a 20C).o 3 cables unipolares (positivo, negativo y tierra)o Tubo de proteccin de conductores. (1 tubo para + y otro tubo para y tierra)



tubo, elegimos la seccin de 35 mm2 Criterio de cada de tensin.

La cada de tensin no podr superar lo estipulado anteriormente entre el generador y elregulador, que es el 1%Entonces tenemos:

V1001 (19)

66001001 V

Aplicando la expresin (17), obtenemos la resistencia mxima admisible.

1,0606 R




A partir de la ecuacin (18) de la seccin del cabe podemos calcular la seccin mnima deste.

1,06018,0 S = 1,08 mm2

Como podemos observar, la seccin calculada es inferior a la del criterio del calentamiento,por lo que elegimos la de 35 mm2.

En resumen, las secciones en corriente continua son las siguientes:

Tabla Secciones utilizadas en sistema FV

Tramo de cable Seccin calculada(mm2)Mdulo-Mdulo 0,5*

Generador-Regulador 0,5*Regulador-Bateras 35Bateras-Inversor 35

* Se instalarn siempre cables de mayor seccin a criteriodel instalador.

Otras consideraciones:La conexin elctrica entre los entre los mdulos fotovoltaicos se har mediante los

conectores que tienen los mdulos para tal fin, los cuales vienen con elementos de proteccinadecuados.

Los acumuladores, reguladores e inversores se alojarn en un mismo lugar habilitadopara ello anexo a la nave. Dentro de este recinto se dispondr de un armario de conexiones enel cual irn instalados el regulador e inversor, adems de la caja general de proteccin ymedida, que aloja los elementos de proteccin de las lneas generales dealimentacin.




Los acumuladores se pondrn distantes del armario de conexiones, ya que los acumuladorespueden despedir gases perjudiciales para estos aparatos.

El inversor deber de colocarse de manera correcta segn indique el fabricante, ydeber de indicar de manera clara cual es la entrada de corriente continua y cual es la salidade alterna. Debern de dejarse, al menos, 10 centmetros entre l y los dems mecanismos,para evitar sobrecalentamientos.

Dentro del recinto, y dentro del armario de conexiones, debern de mantenerse unascondiciones ptimas de ventilacin para que los distintos mecanismos funcionen de la maneraproyectada.

5.3 Caja general de proteccin y medidaLa caja general de proteccin aloja los elementos de proteccin de las lneas

generales de alimentacin.Se instalar en un nicho dentro de la zona libre privada que posee la parcela, secerrar con una puerta preferentemente metlica, con grado de proteccin 1K 10segn UNE-EN- 50 102, revestida exteriormente de acuerdo con las caractersticasdel entorno y estar protegida contra la corrosin disponiendo de una cerradura ocandado. La parte inferior de la puerta se encontrar a un mnimo de 30 cm del suelo.El equipo de medida, deber estar instalado a una altura comprendida entre 0,7 m y1,80 m. Los fusibles sern de seguridad del tipo gl con una intensidad nominal de1000 A y un poder de corte de 16 kA.

La caja de proteccin y medida cumplir todo lo que sobre el particular seindica en la Norma UNE-EN- 60.439-1, tendr grado de inflamabilidad segn seindica en la UNE-EN- 60.439-3, una vez instalada tendr un grado de proteccinIP43 segn UNE 20.324 e IK09 segn UNE-EN-50.102 y sern precintables.

5.4. Derivacin individualLa derivacin individual es la parte de la instalacin que, partiendo de la lnea

general de alimentacin, suministra energa elctrica a la instalacin. Enlaza la cajageneral de proteccin y medida con el cuadro general de distribucin.Su ejecucin ser en canalizacin superficial de tubo 131 unipolares de XLPE de 63mm de dimetro, con la oportuna sealizacin de la existencia de la canalizacin ycapa de hormign de 15 cm para proteccin.




5.5. Sistema de instalacin interiorEl cuadro general de distribucin se situar en el interior de la nave, de este

partirn las distintas lneas de distribucin que terminarn en los correspondientescuadros parciales. En dicho cuadro se instalar, un interruptor general automtico decorte omnipolar que permita su accionamiento manual y est dotado de dispositivosde corte contra sobrecargas y cortocircuitos, y los correspondientes dispositivos deproteccin contra sobrecargas y cortocircuitos por cada uno de los circuitos queparten de l.

Tambin se dispondr en el cuadro general de un borne para la conexin delos conductores de proteccin de la instalacin anterior con la derivacin de la lneaprincipal de tierra, que ser de conductor de Cu de 120 mm2 aislado de 750V.

Sobre cada dispositivo de proteccin se pondr un rtulo con el nombre de lalnea o del circuito al que pertenece y en la tapa interior del cuadro se dejaradherido el esquema unifilar del propio cuadro.

La instalacin elctrica se realizara con material de primera calidad yejecutado por personal especializado, debidamente autorizado por la Delegacin deAlmera de la Consejera de Industria, Comercio y Turismo de la Junta de Andaluca,y a tenor de lo dispuesto al caso en el vigente Reglamento Electrotcnico para BajaTensin.

El alumbrado se realizar bajo tubos unipolares, en montaje superficial oempotrado en obra. Se procurar la correcta estanqueidad al polvo de lascanalizaciones mediante la adecuada instalacin de estas.La instalacin de las lmparas de vapor de mercurio se realizar en luminariascerradas, reflector del tipo industrial colgadas en la estructura de la cubierta de lanave.La instalacin de las oficinas se realizar con tubo de PVC unipolar colocadoempotrado en paramentos horizontales y verticales. El dimetro de los tubos deproteccin, tanto si son flexibles, como rgidos, en funcin del nmero deconductores por cada uno de ellos, cumplir con lo especificado en la InstruccinITC-BT-21.Los mecanismos de alumbrado de oficinas sern de intensidad nominal de 10 A y susprotecciones diferenciales sern de alta sensibilidad (30 mA).




Las tomas de corriente de oficinas sern de intensidad nominal de 25 A e irnprovistas de su correspondiente toma de tierra.Las conexiones dentro de las cajas de derivacin se realizarn con mecanismos deconexin y no por simple retorcimiento y posterior encintado aislante.La alimentacin desde el cuadro general a los distintos subcuadros y cuadrosauxiliares, se realizar con conductor del tipo RV 0,6/1 KV tensin de aislamiento,colocado sobre bandeja preferentemente.Todos los armarios de los cuadros elctricos sern estancos y llevarn cerradura conllave.Cerca de cada uno de los interruptores de cada cuadro se colocar una placaindicadora del circuito a que pertenecen.Los conductores estarn perfectamente identificados mediante colores normalizados.Para la eleccin del dimetro de los tubos en funcin del nmero de conductores porcada uno de ellos, se estar de acuerdo con la instruccin ITC-BT-21. Las canaletasy los tubos deben de soportar una temperatura mnima de 60 C sin deformacinalguna.Para la colocacin de los tubos se tendrn especialmente en cuenta las siguientesprescripciones:

El trazado de las canalizaciones se har siguiendo preferentemente lneasparalelas a las verticales y horizontales que limitan el local donde se efectala instalacin.

Los tubos se unirn entre s mediante accesorios adecuados a su clase queaseguren la continuidad de la proteccin que proporcionan a los conductores. Las curvas practicadas en los tubos sern continuas y no originarnreducciones de seccin inadmisibles. Los radios mnimos de curvatura paracada clase de tubo son los indicados en la ITC-13T-21.

Ser posible la fcil introduccin y retirada de los conductores en los tubosdespus de colocados y fijados estos y sus accesorios, disponiendo para ellolos ' registros que se consideren convenientes y que en tramos rectos noestarn separados entre s ms de 15 m. El nmero de curvas en ngulo rectosituadas entre dos registros consecutivos no ser superior a 3. Los conductoresse alojarn en los tubos despus de colocados estos.




Los registros podrn estar destinados nicamente a facilitar la introduccin yretirada de los conductores en los tubos o servir al mismo tiempo como cajasde empalme o derivacin.

Las conexiones entre conductores se realizarn en el interior de cajasapropiadas de material aislante. Las dimensiones de estas cajas sern tales quepermitan alojar holgadamente todos los conductores que deban contener. Suprofundidad equivaldr, cuando menos, al dimetro del tubo mayor mas un 50% del mismo, con un mnimo de 40 mm para su profundidad y 80 mm para eldimetro o lado interior.

En ningn caso se permitir la unin de conductores, como empalmes oderivaciones por simple retorcimiento o arrollamiento entre s de losconductores, sino que deber realizarse siempre utilizando bornes de conexinmontados individualmente o constituyendo bloques o regletas de conexin.Siempre deber realizarse en el interior de cajas de empalme o de derivacin.Si se trata de cables deber cuidarse al hacer las conexiones que la corrientese reparta por todos los alambres componentes y si el sistema adoptado es detornillo de aprieto entre una arandela metlica bajo su cabeza y una superficiemetlica, los conductores de seccin superior a 6,0 mm2 debern conectarsepor medio de terminales adecuados, cuidando siempre de que las conexiones,de cualquier sistema que sean, que queden sometidas a esfuerzos mecnicos.

Para la colocacin de los conductores se seguir lo sealado en la InstruccinITC-BT-20.

La instalacin empotrada de tubos normales ser admisible cuando su puestaen obra se efecte despus de terminados los trabajos de construccin y deenfoscado de paredes, pudiendo el enlucido de los mismos aplicarseposteriormente.

En la ITC-BT-20 se recomiendan las condiciones para la instalacin de lostubos en el interior de los elementos de la construccin. En cualquier caso, lasrozas no pondrn en peligro la seguridad de las paredes o techos en que sepractiquen. Las dimensiones de las rozas sern suficientes para que los tubosqueden recubiertos por una capa de 1 cm de espesor, como mnimo, delrevestimiento de las paredes o techos. En los ngulos, el espesor de esta capapuede reducirse a 0,5 cm.




Las tapas de los registros y las cajas de conexin quedarn accesibles ydesmontables una vez finalizada la obra. Los registros y cajas quedaranenrasados con la superficie exterior del revestimiento de la pared o techocuando no se instalen en el interior de un alojamiento cerrado y practicable.

Igualmente, en el caso de utilizar tubos normales empotrados en paredes, esconveniente disponer los recorridos horizontales a 50 centimetros, comomximo, de suelo o techos y los verticales a una distancia de los ngulos deesquinas no superior a 20 cm.

5.6. Modulo de dependenciasLa instalacin de los conductores se realizar bajo tubo de PVC flexible. Este

ir empotrado en paredes de obra y suelos.Se realizar una conexin equipotencial entre las canalizaciones metlicas existentesy las masas de los aparatos sanitarios y todos los dems elementos conductoresaccesibles.

5.7. Alumbrado exteriorLa instalacin elctrica exterior ser al aire mediante grapeado en el lado

interior de los cerramientos de la nave alimentando a los proyectores ubicados en elexterior de dicho paramento. En el Documento N 2 Planos se define lascaractersticas del alumbrado exterior.Las luminarias proyectadas en el alumbrado exterior son cerradas, con proteccincontra el agua pulverizada desde cualquier direccin.Los conductores a emplear sern de Cu de dos unipolares, de 450 v. de tensin deaislamiento en el alumbrado exterior.

5.8. Alumbrados especialesSe dotar a la instalacin con un sistema de alumbrados especiales de

emergencia. Con este alumbrado se garantiza una evacuacin segura en caso de faltade alumbrado general.




El criterio de diseo se basa en colocar equipos de sealizacin marcando las salidas,y en aportar una iluminacin de emergencia.Los aparatos autnomos sern del tipo homologado y cumplirn con las normas UNE20.062.73.Los equipos autnomos de alumbrado y sealizacin de emergencia entrarn enfuncionamiento automticamente al producirse un fallo en el alumbrado general, ocuando este baje a menos de 70% de su valor nominal.Las lneas que alimentan a los equipos autnomos estarn protegidas en cabeza coninterruptores automticos magnetotrmicos de intensidad nominal 10 A, 2 polos eirn asociados a su diferencial de zona.

5.9. Sistema de puesta a tierraEl sistema de puesta a tierra de la instalacin estar formado por tantas picas

de acero cobreado, de 2 m de longitud y 14 mm de dimetro como sean necesariaspara conseguir una resistencia de difusin inferior a 20 , a la vez que se conecta ala estructura metlica de la nave, mediante anillo formado por cable de cobredesnudo de 35 mm2 de seccin unido a pilares mediante soldadura aluminotrmica.

Los conductores de proteccin a cada uno de los receptores tendrn, engeneral, una seccin igual a la del conductor de fase, pudiendo reducirse dichassecciones de acuerdo con la ITC-13T-19.

Las picas de puesta a tierra irn provistas de los medios necesarios para suhumectacin.

5.10. Instalacin y montaje de la maquinariaSe protegern convenientemente, los rganos mviles de las mquinas, para

evitar los contactos accidentales del personal. Todo elemento con rganos mviles semantendr en perfecto estado de conservacin, principalmente en lo que se refiere asu equilibrio dinmico y esttico, as como la suavidad de marcha en sus cojinetes ocaminos de rodadura.




6. MANTENIMIENTO DE LA INSTALACIN FOTOVOLTAICA.

Para englobar las operaciones necesarias durante la vida de la instalacin para asegurar elfuncionamiento, aumentar la fiabilidad y prolongar la duracin de la misma, se definen dosescalones complementarios de actuacin:

Plan de vigilancia Plan de mantenimiento preventivo.

6.1 Plan de vigilancia

El plan de vigilancia se refiere bsicamente a las operaciones que permiten asegurarque los valores operacionales de la instalacin son correctos. Es un plan deobservacin simple de los parmetros funcionales principales (energa, tensin etc.)para verificar el correcto funcionamiento de la instalacin, incluyendo la limpieza delos mdulos en el caso de que sea necesario.

6.2 Plan de mantenimiento preventivo Son operaciones de inspeccin visual, verificacin de actuaciones y otros, que

aplicados a la instalacin deben permitir mantener dentro de lmites aceptables lascondiciones de funcionamiento, prestaciones, proteccin y durabilidad de lainstalacin.

El plan de mantenimiento debe realizarse por personal tcnico competente queconozca la tecnologa solar fotovoltaica y las instalaciones elctricas en general. Lainstalacin tendr un libro de mantenimiento en el que se reflejen todas lasoperaciones realizadas as como el mantenimiento correctivo.

El mantenimiento preventivo ha de incluir todas las operaciones de mantenimiento ysustitucin de elementos fungibles desgastados por el uso, necesarias para asegurarque el sistema funcione correctamente durante su vida til.

El mantenimiento preventivo de la instalacin incluir, al menos, una revisinsemestral en la que se realizarn las siguientes actividades:

o comprobacin de las protecciones elctricas.




o comprobacin del estado de los mdulos: comprobar la situacin respecto alproyecto original y verificar el estado de las conexiones

o comprobacin del estado del inversor: funcionamiento, lmparas desealizaciones, etc.

o comprobacin del estado mecnico de cables y terminales (incluyendo cablesde tomas de tierra y reapriete de bornas), pletinas, transformadores,ventiladores/extractores, uniones, reaprietes, limpieza.

7. POTENCIA Y DIMENSIONADO DE LA INSTALACIN ELCTRICA.7.1. Cuadros parciales de potencia

Se definen los distintos cuadros parciales y el cuadro general, adems derelacionar la potencia de alumbrado y de fuerza.Desglosaremos la potencia de cada elemento, y las relacionaremos mediante loscuadros de mando y proteccin, dependiendo de las zonas y/o usos.

Se establecern 2 subcuadros elctricos parciales de mando y proteccinsiguiendo el criterio de ubicacin de las tomas fuerza y alumbrado

Cuadro parcial 1.o Iluminacin sala cabezal.o Maquinaria de inyeccin de fertilizantes y regulacin del pH.o Tomas de fuerza de sala cabezal.o Alumbrado exterior.

Tabla. Potencia Total cuadro parcial 1

Elemento Potencia Total(W)Iluminacinsala cabezal 232

Maquinaria yBomba de impulsin 4754,86

Tomas de fuerza 250Alumbrado exterior 150

TOTAL 5386,86




Cuadro parcial 2.o Iluminacin almacn.o Iluminacin pasillo.o Iluminacin aseo/vestuarioo Iluminacin oficinao Tomas de fuerza almacn.o Tomas de fuerza aseo/vestuario.o Tomas de fuerza oficina.

Tabla. Potencia Total cuadro parcial 2

Elemento Potencia Total(W)Iluminacinalmacn 1160

Iluminacinpasillo 36

Iluminacin aseo/vestuario 108

IluminacinOficina 348

Tomas de fuerzaAlmacn (2) 500

Tomas de fuerzaaseo/vestuario (2) 500

Tomas de fuerzaOficina (2) 500

TOTAL 3152

Todos los elementos de la instalacin elctrica funcionan con corrientemonofsica, a excepcin del equipo de abonado y bomba de impulsin, que sertrifsica.Las lneas son abiertas, ya que son alimentadas por uno de sus extremos, no porambos.




7.2. Clculos de lneas de distribucin elctrica. Secciones de los conductores.

7.2.1. Clculos elctricosEn referencia al cos, el inversor del sistema fotovoltaico nos da un cos=

0,96, por lo que tomaremos un valor de 0,90 para toda la instalacin, colocandosistemas de correccin del factor de potencia si fuese necesario para mantener dichovalor. La potencia total en el cuadro general de mando y proteccin es de 8538,86w, y en relacin al Wp de la instalacin fotovoltaica es de 0,9, valor ptimo entre lapotencia Wp y la potencia de la instalacin elctrica.Para los clculos elctricos vamos a servirnos de las siguientes frmulaselectrotecnias:

Sistema Monofsico:

RUPcI cos

)(

2RSUk

PcLe

Sistema Trifsico:

RUPcI cos72,1

)( RSUk

PcLe

Donde: Pc = Potencia de clculo (W). U = Tensin de servicio (V) 230 V en monofsico y 380 V en trifasico. Cos = factor de potencia, en nuestro caso consideramos cos =0,9. R= Rendimiento (para lneas motor) e = cada de tensin (V) K= conductividad (Cu = 56, Al = 35) L = longitud de la lnea de clculo (m) S = Seccin del conductor (mm2) Criterio de clculo: C.T. mx 3 %




8. RESULTADOS. CUADRO GENERAL DE MANDO Y PROTECCIN

Denominacin P.Clculo Dist.Clc Seccin I.Clculo I.Adm. C.T.Parc. C.T.Total(W) (m) (mm) (A) (A) (%) (%)

ACOMETIDA 8538,86 10 4x16Al 14,51 77.6 0.40 0.40LINEA GENERAL ALIMENT. 8538,86 0.3 4x10+TTx10Cu 14,51 60 0 0DERIVACION IND. 8538,86 1 4x6+TTx6Cu 14,51 44 0.06 0.06SUBCUADRO 1 5386,86 0,4 4x2.5+TTx2.5Cu 9,16 18.5 0.04 0.10SUBCUADRO 2 3152 0.4 2x2.5+TTx2.5Cu 15,91 18.5 0.08 0.14

Subcuadro 1Denominacin P.Clculo Dist.Clc Seccin I.Clculo I.Adm. C.T.Parc. C.T.Total

(W) (m) (mm) (A) (A) (%) (%)AGRUP. MAQ. CABEZAL 4754,86 11,83 4x2.5+TTx2.5Cu 9,50 22 0,28 0,38ALUM. SALA CABEZAL 580 13,89 2x2.5+TTx2.5Cu 0.91 21 0,23 0.33TOMA FUERZA SALA CAB 250 7,53 2x2.5+TTx2.5Cu 0.16 21 0,27 0,37ALUM. EXTERIOR 150 1,58 2x2.5+TTx2.5Cu 0.65 21 0,01 0,11

Subcuadro 2Denominacin P.Clculo Dist.Clc Seccin I.Clculo I.Adm. C.T.Parc. C.T.Total

(W) (m) (mm) (A) (A) (%) (%)AGRUPACIN 1 1804 0.3 2x4+TTx4Cu 9,11 23 2,20 2,34ALUM. ALMACN 1276 35,26 2x4+TTx4Cu 6,44 23 1,82 1,96ALUM. PASILLO 72 12,64 2x1.5+TTx1,5Cu 0.36 15 0,1 0.24TC ASEO/VESTUARIO 108 15,1 2x1.5+TTx1.5Cu 0,54 15 0.18 0.32ALUM. OFICINA 348 3,49 2x1.5+TTx1.5Cu 1,75 15 0,13 0,27Denominacin P.Clculo Dist.Clc Seccin I.Clculo I.Adm. C.T.Parc. C.T.Total

(W) (m) (mm) (A) (A) (%) (%)AGRUPACIN 2 1000 0.3 2x2.5+TTx2.5Cu 5,05 15 1,95 2,1TC 1 ALMACN. 250 10,19 2x1.5+TTx1.5Cu 1,26 15 0.28 0.42TC 2 ALMACN 250 1,95 2x1.5+TTx1.5Cu 1,26 15 0.05 0.19TC 1 OFICINA 250 6,15 2x2.5+TTx2.5Cu 1,26 21 0.1 0.24TC 2 OFICINA 250 6,72 2x2.5+TTx2.5Cu 1,26 21 0.11 0.25AGRUPACIN 3 500 0.3 2x1.5+TTx1.5Cu 9,11 15 2,52 2,66TC 1 ASEO 250 6,15 2x2.5+TTx2.5Cu 1,26 21 0.1 0.24TC 2 ASEO 250 6,09 2x2.5+TTx2.5Cu 1,26 21 0.1 0.24

9. ESQUEMA ELCTRICO UNIFILAREn el Documento N 2 Planos, se presenta el esquema elctrico unifilar justificado en

el presente Anejo.




10. DOCUMENTACIN CONSULTADA

Ministerio de Ciencia y Tecnologa. (2002). Reglamento electrotcnico para bajatensin e instrucciones tcnicas complementarias (ITC) BT 01 a BT 51. RealDecreto 842/2002 de 2 de agosto (n 224, 18/09/2002).

Ministerio de Fomento. (1998). Normas tecnolgicas de la Edificacin. NTE.Instalaciones. Centro de Publicaciones. Secretara General Tcnica. Ministerio deFomento.

Sistemas fotovoltaicos: Introduccin al diseo y dimensionado de instalacionesde energa fotovoltaica. Miguel Alonso Abella. 2005

Documentacin Agencia Andaluza de la Energa. Junta de Andaluca.

Material acadmico de la asignatura Electrotecnia de la titilacin ITA (EPS. UAL).Profesora: Rosa Chica Moreno

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a15. Electrico Fotovoltaica