Análisis de Alternativas de Energías Renovables para la Alimentación de ...deeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/2629pub.pdf · Equipos Actuales: Espectroscopia de Absorción

Oriol Legarre Ruiz

Análisis de Alternativas de Energías Renovables para la

Alimentación de un Sistema de Espectroscopia de

Plasma

TRABAJO DE FIN DE GRADO

Dirigido por el Dr. José Antonio Barrado Rodrigo

Grado de Ingeniería Eléctrica

Tarragona

2019

Página 1

“Dadme un punto de apoyo i moveré el mundo”

- Arquímedes de Siracusa

Me gustaría empezar este trabajo agradeciendo el apoyo y el trabajo de varias personas y

entidades, que de manera directa o indirecta han estado implicadas en la elaboración de

este trabajo.

Antes que nada, agradecer al Dr. Francisco Javier Andrade por ofrecerme la posibilidad

de utilizar su trabajo como punto de partida, y por toda su ayuda en el ámbito químico del

trabajo. Aun así me gustaría hacer extensivo este agradecimiento a los miembros del

departamento de química analítica y orgánica de la URV por todas las facilidades y apoyo

mostrado durante el trabajo.

En segundo lugar, también quiero agradecer por su trabajo como nexo de unión y por todas

las gestiones realizadas a mi tutor de la carrera el Dr. Francisco González.

También agradecer toda la ayuda al director del presente Trabajo de Final de Grado, el

Dr. José Antonio Barrado.

Muchas Gracias a la empresa Tecnoturbines por su asesoramiento en el tema de elección

de turbina, así como por sus rápidas y precisas respuestas.

A mi amigo el ingeniero Gerard Jové por sus pequeños consejos en el ámbito mecánico.

En el ámbito personal me gustaría dar las gracias a mis padres por el apoyo y la paciencia

mostrados durante el trabajo, en especial en los momentos de más tensión.

Por último pero no menos importante, a mis amigos, en especial a Jordi Romero i Adrià

Cirera, por haberse interesado en el trabajo y haber estado para animarme y ayudarme a

superar los momentos de debilidad durante el trabajo. A todos ellos gracias.

1. Índice



Plasma

ORIOL LEGARRE

Tarragona

Septiembre de 2019

Página 1

1.1. Índice General

1. Índice .............................................................................................................................. 0

1.1. Índice General ......................................................................................................... 1

1.1. Índice de Figuras ..................................................................................................... 5

1.2. Índice de Tablas ...................................................................................................... 6

2. Memoria ......................................................................................................................... 8

2.1. Introducción .......................................................................................................... 11

2.1.1. Antecedentes y Evolución de la Espectroscopia ........................................... 11

2.1.2. Equipos Actuales: Espectroscopia de Absorción y Emisión Atómica .......... 12

2.1.2.1. Espectroscopia de Absorción Atómica por Llama ................................. 12

2.1.2.2. Espectroscometría de Emisión Atómica por Plasma.............................. 13

2.1.2.3. Ventajas y Desventajas de la Espectroscopia de Emisión y Absorción

Atómica 13

2.1.3. Celda Usada Actualmente para la Descarga Luminiscente ........................... 13

2.1.3.1. Descripción del Equipo Actual .............................................................. 13

2.1.3.2. Ventajas e Inconvenientes ...................................................................... 15

2.1.4. Objetivos del Trabajo .................................................................................... 15

2.2. Introducción a las Energías Renovables ............................................................... 17

2.2.1. Fuentes de Energía......................................................................................... 17

2.2.1.1. Fuentes de Energía no Renovables......................................................... 18

2.2.1.2. Fuentes de Energía Renovable ............................................................... 18

2.2.1.3. Estado Actual de las Fuentes de Energía en España .............................. 19

2.3. Tensiones y Energía Diaria Necesaria .................................................................. 20

2.4. Sistema de Alimentación ...................................................................................... 21

2.4.1. El Generador .................................................................................................. 21

2.4.1.1. El Generador Fotovoltaico ..................................................................... 21

2.4.1.2. El Generador Eólico ............................................................................... 25

2.4.1.3. La Turbina Hidráulica: ........................................................................... 27

2.4.2. El Regulador de Carga ................................................................................... 28

2.4.3. El Sistema de Baterías ................................................................................... 29

2.5. Sistema de Alimentación con Energía Solar Fotovoltaica. ................................... 30

2.5.1. Irradiación Solar y Dimensionado de la Potencia Necesaria de los Paneles . 30

2.5.2. Reguladores de Carga Seleccionados ............................................................ 31

2.5.3. Generadores Solares Seleccionados .............................................................. 35

Página 2

2.5.4. Baterías Seleccionadas .................................................................................. 38

2.5.5. Longitudes Máximas de los Conductores y Fusibles de Protección ............. 41

2.5.6. Disposición Física de los Paneles .................................................................. 42

2.5.7. Resumen de Costes del Sistema Solar Fotovoltaico ...................................... 42

2.6. Sistema de Alimentación con Energía Eólica. ...................................................... 44

2.6.1. Resumen de la Caracterización del Viento en la Zona .................................. 44

2.6.2. Elección del Aerogenerador y Obtención de la Energía Anual ..................... 44

2.6.3. Días de Autonomía Requeridos ..................................................................... 45

2.6.4. Selección de las Baterías ............................................................................... 46


2.6.6. Instalación ...................................................................................................... 47

2.6.7. Resumen de Costes del Sistema Eólico ......................................................... 47

2.6.8. Sistema de Alimentación Mixto Eólico-Solar ............................................... 49

2.6.8.1. Selección del Panel Solar ....................................................................... 49

2.6.8.2. Reducción de los Días de Autonomía .................................................... 50

2.6.8.3. Selección de las Baterías ........................................................................ 50

2.6.9. Resumen de Costes del Sistema Mixto Eólico-solar ..................................... 51

2.7. Alimentación con Sistema Hidráulico .................................................................. 53

2.7.1. Selección de la Turbina y su Punto de Funcionamiento ................................ 53

2.7.2. Equipos Complementarios ............................................................................. 53

2.7.3. Selección de Baterías ..................................................................................... 54

2.7.4. Longitudes Máximas de los Conductores y Fusibles de protección .............. 54

2.7.5. Resumen de Costes del Sistema Hidráulico .................................................. 55

2.8. Conclusiones ......................................................................................................... 57

3. Anexos .......................................................................................................................... 59

3.1. Cálculo de las Especificaciones de la Aplicación ................................................. 61

3.1.1. Tensiones i Potencias Requeridas ................................................................. 61

3.1.2. Tiempos de Funcionamiento y Energía Diaria .............................................. 62

3.2. Cálculo para la Alimentación con Energía Solar Fotovoltaica ............................. 64

3.2.1. Proceso de Cálculo ........................................................................................ 64

3.2.1.1. Selección del Periodo de Diseño. ........................................................... 64

3.2.1.2. Selección y Justificación de los Ángulos de Orientación e Inclinación . 64

3.2.1.3. Determinación de la Irradiación Solar en la Zona.................................. 65

3.2.1.4. Dimensionado de los Generadores Fotovoltaicos ................................. 67

3.2.1.5. Diseño del Sistema y Selección de los Equipos ..................................... 68

Página 3

3.2.1.6. Separación Mínima entre Paneles .......................................................... 82

3.3. Cálculo para la Alimentación con Energía Eólica ................................................ 85


3.3.1.1. Caracterización del Viento ..................................................................... 85

3.3.1.2. Cálculo de la potencia Promedio y de la Energía Anual del Aerogenerador

88

3.3.1.3. Elección de los días de Autonomía del Sistema ..................................... 91

3.3.1.4. Elección de los Equipos ......................................................................... 92

3.3.2. Instalación ...................................................................................................... 94

3.3.3. Alimentación con Sistema Mixto Eólico-solar .............................................. 95

3.3.3.1. Selección del Generador Solar ............................................................... 95

3.3.3.2. Cálculo de la reducción de los días de autonomía ................................. 95

3.3.3.3. Elección del Sistema de Baterías ........................................................... 96

3.3.3.4. Cálculo de la Sección del Cableado ....................................................... 96

3.3.3.5. Cálculo de las Protecciones .................................................................... 97

3.4. Cálculo para la Alimentación con Sistema Hidráulico ......................................... 98

3.4.1. Proceso .......................................................................................................... 98

3.4.1.1. Selección de la Turbina Necesaria ......................................................... 98

3.4.1.2. Velocidad Necesaria a Partir de la Energía Potencial del Salto ........... 100

3.4.1.3. Equipos Necesarios para Obtener la Velocidad Necesaria .................. 100

3.4.1.4. Selección de las Baterías ...................................................................... 102

3.4.1.5. Cálculo de la Sección del Cableado ..................................................... 102

3.4.1.6. Cálculo de los Fusibles de Protección .................................................. 103

4. Planos ......................................................................................................................... 104

4.1. Alimentación con Energía Solar Fotovoltaica: Esquema Eléctrico caso A1 ...... 106

4.2. Alimentación con Energía Solar Fotovoltaica: Detalle Disposición de los Paneles

Caso A1 .......................................................................................................................... 107

4.3. Alimentación con Energía Solar Fotovoltaica: Esquema Eléctrico caso B1 ...... 108


Caso B1 .......................................................................................................................... 109

4.5. Alimentación con Energía Eólica: Esquema Eléctrico Caso 1 ........................... 110

4.6. Alimentación con Energía Mixta Eólica-solar: Esquema Eléctrico caso 1 ........ 111

4.7. Alimentación con Energía Hidráulica: Esquema Eléctrico Caso 1 .................... 112

5. Presupuesto................................................................................................................. 113

5.1. Alimentación con Energía Solar Fotovoltaica Caso A1 ..................................... 115

5.1.1. Precios Unitarios ......................................................................................... 115

Página 4

5.1.2. Presupuesto .................................................................................................. 116

5.1.2.1. Equipos Eléctricos ................................................................................ 116

5.1.3. Resumen de Presupuesto ............................................................................. 118

5.2. Alimentación con Energía Solar Fotovoltaica Caso B1 ..................................... 119


5.2.2. Presupuesto .................................................................................................. 120


5.2.2.2. Estructuras ............................................................................................ 122


5.3. Alimentación con Energía Eólica Caso 1 ........................................................... 123


5.3.2. Presupuesto .................................................................................................. 124


5.3.2.2. Estructuras ............................................................................................ 125


5.4. Alimentación con Energía Mixta Eólica-solar Caso 1 ........................................ 127


5.4.2. Presupuesto .................................................................................................. 128


5.4.2.2. Estructuras ............................................................................................ 130


5.5. Alimentación con Energía Hidráulica Caso 1 ..................................................... 131


5.5.2. Presupuesto .................................................................................................. 132


5.5.2.2. Equipos complementarios .................................................................... 133


Página 5

1.1. Índice de Figuras Figura 2-1. Esquema básico del funcionamiento de un espectroscómetro de absorción atómica por llama ...................... 12 Figura 2-2. Esquema representativo del montaje actual .................................................................................................... 14 Figura 2-3. Fotografías del montaje actual. (A) resistencias balastro. (B) Celda de descarga con soportes móviles para

ajustar la posición de los electrodos. (C) Dosificador. (D) Fuente de alimentación. .......................................................... 15 Figura 2-4. Esquema de clasificación de las fuentes de energía entre renovables o no renovables. .................................. 17 Figura 2-5: Mix energético de España correspondiente al año 2018................................................................................. 19 Figura 2-6. Esquema del sistema de alimentación. ........................................................................................................... 21 Figura 2-7. Esquema representativo de la emisión de la emisión de electrones a partir de la energía absorbida de un fotón.

........................................................................................................................................................................................... 22

Figura 2-8. Esquema del campo eléctrico creado en una unión pn. .................................................................................. 23 Figura 2-9. Esquema de una célula solar. .......................................................................................................................... 23 Figura 2-10. Circuito equivalente de un módulo solar. ..................................................................................................... 24 Figura 2-11. Gráficas V-I y V-P del panel solar ............................................................................................................... 24 Figura 2-12. Esquema de las velocidades del viento en un aerogenerador. ....................................................................... 26 Figura 2-13. Esquema del funcionamiento de un aerogenerador savonius. Vista de planta. ............................................. 27 Figura 2-14. Esquema de una turbina de acción. Vista frontal. ......................................................................................... 28 Figura 2-15. Esquema representativo del movimiento de una turbina por reacción. Viste de planta ................................ 28 Figura 2-16. Costes de los equipos para la alimentación del sistema con energía solar .................................................... 43 Figura 2-17. Distribución de Weibull de la velocidad del viento para una zona costera. .................................................. 44 Figura 2-18. Costes de los equipos para la alimentación del sistema con energía eólica. ................................................. 48 Figura 2-19. Resumen de los costes aproximados de ejecución material de los equipos para la alimentación del sistema

con energía mixta eólica-solar............................................................................................................................................ 52 Figura 2-20. Resumen de los costes aproximados de ejecución material de los equipos para la alimentación del sistema

con energía mixta eólica-solar............................................................................................................................................ 55 Figura 2-21. Resumen de costes de ejecución material para cada tipo de alimentación. .................................................. 58 Figura 3-1. Valores del potencial y la corriente de descarga para varios valores de separación [8]. ................................. 61 Figura 3-2. Ciclos de trabajo para los dos casos extremos. ............................................................................................... 63 Figura 3-3. Esquema de la distribución de paneles en serie y en paralelo. ........................................................................ 71 Figura 3-4. Parámetros para el cálculo de la separación mínima entre paneles. ................................................................ 83 Figura 3-5. Cálculo de la altura h. ..................................................................................................................................... 83 Figura 3-6. Variación de la distribución de Weibull para diferentes valores del factor de forma. ................................... 86 Figura 3-7. Mapa de la velocidad media del viento en Catalunya a 80 m. ........................................................................ 86 Figura 3-8. Distribución de Weibull de la velocidad del viento para la zona seleccionada. .............................................. 88 Figura 3-9. Diagrama de bloques del proceso a seguir para calcular la potencia promedio y la energía anual. ................ 89 Figura 3-10. Curva de potencia facilitada por el fabricante del aerogenerador Ecosolar Aero 400 12 V. ......................... 90 Figura 3-11. Aproximación polinómica de la curva de potencia facilitada por el fabricante del aerogenerador Ecosolar

Aero 400 12 V. ................................................................................................................................................................... 90

Figura 3-12. Curvas Caudal–Salto de presión y Caudal-Potencia de la turbina propuesta por el fabricante. .................... 99 Figura 3-13. Selección del caudal y del salto necesario para la generación de energía requerida. .................................... 99 Figura 3-14. Esquema de la tubería para el aumento de la velocidad del agua. .............................................................. 101 Figura 3-15. Diámetro de la entrada del tubo receptor de agua dependiendo de la velocidad del cauce del rio o canal. 101 Figura 3-16. Baterías seleccionadas para el caso de alimentación con energía hidráulica. ............................................. 102

Página 6

1.2. Índice de Tablas

Tabla 2-1. Energía diaria requerida según el intervalo entre medidas. .............................................................................. 20 Tabla 2-2. Resumen de la irradiación solar para los dos casos de inclinación y orientación seleccionados. ..................... 30 Tabla 2-3. Resumen de los 24 casos a considerar para la alimentación con energía solar fotovoltaica. ............................ 30 Tabla 2-4. Resumen de los reguladores seleccionados para cada caso. ............................................................................. 31 Tabla 2-5. Características del regulador SMR1500 Schams-Electronics GmbH. ............................................................. 32 Tabla 2-6. Características del regulador SMR2000 Schams-Electronics GmbH. .............................................................. 32 Tabla 2-7. Características del regulador LD2450S Wuhan Welead S&T Co., Ltd............................................................ 33 Tabla 2-8. Características del regulador Wuhan Welead S&T Co., Ltd. TD2207. ............................................................ 33 Tabla 2-9. Características del regulador TD2410 Wuhan Welead S&T Co., Ltd ............................................................. 34 Tabla 2-10. Características del regulador TD2410 Wuhan Welead S&T Co., Ltd. TD2307. ........................................... 34 Tabla 2-11. Resumen del número y tipo de panel seleccionado para cada caso. ............................................................... 35 Tabla 2-12. Características de los paneles seleccionados de la casa Eurener Group. ....................................................... 36

Tabla 2-13. Características de los paneles seleccionados de la casa Iberian Solar Europe. ............................................... 37 Tabla 2-14. Resumen de las Baterías seleccionadas y la autonomía en días conseguida................................................... 38 Tabla 2-15. Características de las baterías de OPzS de la casa tabsolar. .......................................................................... 39 Tabla 2-16. Características de las baterías de litio de la casa Upower............................................................................... 40 Tabla 2-17. Resumen de las longitudes máximas permitidas, las secciones del cableado y los fusibles para cada tramo de

cada uno de los 24 casos. ................................................................................................................................................... 41 Tabla 2-18. Distancias de separación de los paneles. ........................................................................................................ 42 Tabla 2-19. Resumen de costes aproximados de ejecución material de las instalaciones fotovoltaicas. ........................... 43 Tabla 2-20. Características del aerogenerador Ecosolar Aero de 12 V y del regulador de carga incluido. ....................... 45 Tabla 2-21. Resumen de las baterías seleccionadas y la autonomía en días conseguida. .................................................. 46 Tabla 2-22. Características de las baterías estacionarias de GEL de la casa HOPPECKE ................................................ 46 Tabla 2-23. Resumen de las longitudes máximas permitidas, las secciones del cableado y los fusibles para cada tramo. 46 Tabla 2-24. Resumen de costes aproximados de ejecución material de las instalaciones eólicas. ..................................... 47 Tabla 2-25. Características de panel Eco Green Energy: EGE-150P-36. .......................................................................... 49

Tabla 2-26. Días de autonomía seleccionados para cada caso. ......................................................................................... 50 Tabla 2-27. Resumen de las batería seleccionadas para el sistema mixto eólico-solar. ..................................................... 50 Tabla 2-28. Resumen de las longitudes máximas permitidas, las secciones del cableado y los fusibles para en nuevo tramo.

........................................................................................................................................................................................... 51 Tabla 2-29. Aproximación de los costes de ejecución material de los equipos para la alimentación del sistema con energía

mixta eólica-solar. .............................................................................................................................................................. 51 Tabla 2-30. Detalles de la turbina facilitados por la empresa Tecnoturbines. ................................................................... 53 Tabla 2-31. Resumen de las baterías seleccionadas para la alimentación con un sistema hidráulico. ............................... 54 Tabla 2-32. Resumen de las longitudes máximas permitidas, las secciones del cableado y los fusibles para cada tramo. 54 Tabla 2-33. Aproximación de los costes de ejecución material de los equipos para la alimentación del sistema con energía

hidráulica. .......................................................................................................................................................................... 55 Tabla 3-1. Resumen de potencias i tensiones de alimentación requeridas......................................................................... 61 Tabla 3-2. Resumen de los consumos diarios para los 12 casos considerados. ................................................................. 63 Tabla 3-3. Obtención del ángulo de inclinación óptimo. Φ es la latitud expresada en º. ................................................... 64

Tabla 3-4. Datos mensuales de Irradiación solar para una inclinación horizontal, de las diferentes fuentes consultadas . 65 Tabla 3-5. Resumen de la irradiación solar y la energía total necesaria para cada caso. ................................................... 66 Tabla 3-6. Valores máximos y mínimos de potencia de pico de los generadores fotovoltaicos para los distintos casos. . 67 Tabla 3-7. Características eléctricas de los reguladores de carga seleccionados para cada caso. ...................................... 69 Tabla 3-8. Datos económicos de los reguladores en cada caso. ........................................................................................ 70 Tabla 3-9. Características eléctricas de los distintos paneles solares seleccionados de la marca Eurener Group. ............. 70 Tabla 3-10. Características eléctricas de los distintos paneles solares seleccionados de la marca Iberian solar Europe. .. 70 Tabla 3-11. Resumen de los paneles y de las distribuciones seleccionadas para cada caso, así como de sus características

eléctricas. ........................................................................................................................................................................... 72 Tabla 3-12. Datos económicos de los paneles fotovoltaicos en cada caso. ....................................................................... 73 Tabla 3-13. Capacidades requeridas del sistema y de las baterías, y sus máximos permitidos, en un sistema de alimentación

con energía solar fotovoltaica. ........................................................................................................................................... 74 Tabla 3-14. Datos de las baterías seleccionadas, en un sistema de alimentación con energía solar fotovoltaica............... 75 Tabla 3-15. Autonomía del sistema de baterías, en un sistema de alimentación con energía solar fotovoltaica. .............. 76 Tabla 3-16. Secciones y longitudes de los conductores para el tramo del generador al regulador, en un sistema de

alimentación con energía solar fotovoltaica. ...................................................................................................................... 77 Tabla 3-17. Secciones y longitudes de los conductores para el tramo del regulador a la batería, en un sistema de

alimentación con energía solar fotovoltaica. ...................................................................................................................... 78

Página 7

Tabla 3-18. Secciones y longitudes de los conductores para el tramo del regulador a la batería, en un sistema de

alimentación con energía solar fotovoltaica. ...................................................................................................................... 79 Tabla 3-19. Valores normalizados de los fusibles en amperios. ........................................................................................ 80 Tabla 3-20. Valores de la corriente convencional de fusión. ............................................................................................. 80 Tabla 3-21: Valores de los fusibles seleccionados para el tramo que va del generador hasta el regulador, en un sistema de

alimentación con energía solar fotovoltaica. ...................................................................................................................... 81 Tabla 3-22. Valores de los fusibles seleccionados para el tramo que va del regulador de carga a las baterías, en un sistema

de alimentación con energía solar fotovoltaica. ................................................................................................................. 81 Tabla 3-23. Valores de los fusibles seleccionados para el tramo que va del regulador a la carga, en un sistema de

alimentación con energía solar fotovoltaica. ...................................................................................................................... 82

Tabla 3-24. Distancias mínimas de separación entre paneles solares inclinados. .............................................................. 84 Tabla 3-25. Valor del factor de forma k de la distribución de Weibull según la morfología del terreno. .......................... 85 Tabla 3-26. Coeficiente de rugosidad dependiendo del tipo de terreno. ............................................................................ 87 Tabla 3-27. Máximo de días consecutivos con una velocidad de viento media inferior a la requerida para el arranque del

aerogenerador. .................................................................................................................................................................... 91 Tabla 3-28. Características del aerogenerador “Ecosolar Aero 12 V”. .............................................................................. 92 Tabla 3-29. Características de las baterías seleccionadas para el caso de alimentación son un sistema eólico. ................ 93 Tabla 3-30. Secciones y longitudes máximas de los conductores para el caso de alimentación son un sistema eólico. ... 93 Tabla 3-31. Valores de los fusibles seleccionados para el caso de alimentación son un sistema eólico. ........................... 94 Tabla 3-32. Características eléctricas del panel solar seleccionado de la marca “Eco Green Energy”. ............................. 95 Tabla 3-33. Días de autonomía para el sistema de alimentación mixto eólico-solar ......................................................... 96 Tabla 3-34. Características de las baterías seleccionadas para el caso de alimentación con un sistema mixto eólico-solar.

........................................................................................................................................................................................... 96 Tabla 3-35. Secciones y longitudes máximas de los conductores para el caso de alimentación son un sistema eólico. ... 96

Tabla 3-36. Valores de los fusibles seleccionados para el caso de alimentación son un sistema eólico. ........................... 97 Tabla 3-37. Características técnicas del modelo de turbina facilitado por la empresa Tecnoturbines. ............................ 98 Tabla 3-38. Secciones y longitudes máximas de los conductores para el caso de alimentación son un sistema hidráulico.

......................................................................................................................................................................................... 102 Tabla 3-39. Valores de los fusibles seleccionados para el caso de alimentación son un sistema eólico. ......................... 103

2. Memoria



Plasma

ORIOL LEGARRE

Tarragona

Septiembre de 2019

Página 9

2. Memoria ......................................................................................................................... 8

2.1. Introducción .......................................................................................................... 11

2.1.1. Antecedentes y Evolución de la Espectroscopia ........................................... 11

2.1.2. Equipos Actuales: Espectroscopia de Absorción y Emisión Atómica .......... 12

2.1.2.1. Espectroscopia de Absorción Atómica por Llama ................................. 12

2.1.2.2. Espectroscometría de Emisión Atómica por Plasma.............................. 13


Atómica 13

2.1.3. Celda Usada Actualmente para la Descarga Luminiscente ........................... 13

2.1.3.1. Descripción del Equipo Actual .............................................................. 13

2.1.3.2. Ventajas e Inconvenientes ...................................................................... 15

2.1.4. Objetivos del Trabajo .................................................................................... 15

2.2. Introducción a las Energías Renovables ............................................................... 17

2.2.1. Fuentes de Energía......................................................................................... 17

2.2.1.1. Fuentes de Energía no Renovables......................................................... 18

2.2.1.2. Fuentes de Energía Renovable ............................................................... 18

2.2.1.3. Estado Actual de las Fuentes de Energía en España .............................. 19

2.3. Tensiones y Energía Diaria Necesaria .................................................................. 20

2.4. Sistema de Alimentación ...................................................................................... 21

2.4.1. El Generador .................................................................................................. 21

2.4.1.1. El Generador Fotovoltaico ..................................................................... 21

2.4.1.2. El Generador Eólico ............................................................................... 25

2.4.1.3. La Turbina Hidráulica: ........................................................................... 27

2.4.2. El Regulador de Carga ................................................................................... 28

2.4.3. El Sistema de Baterías ................................................................................... 29

2.5. Sistema de Alimentación con Energía Solar Fotovoltaica. ................................... 30

2.5.1. Irradiación Solar y Dimensionado de la Potencia Necesaria de los Paneles . 30

2.5.2. Reguladores de Carga Seleccionados ............................................................ 31

2.5.3. Generadores Solares Seleccionados .............................................................. 35

2.5.4. Baterías Seleccionadas .................................................................................. 38


2.5.6. Disposición Física de los Paneles .................................................................. 42

2.5.7. Resumen de Costes del Sistema Solar Fotovoltaico ...................................... 42

Página 10

2.6. Sistema de Alimentación con Energía Eólica. ...................................................... 44

2.6.1. Resumen de la Caracterización del Viento en la Zona .................................. 44

2.6.2. Elección del Aerogenerador y Obtención de la Energía Anual ..................... 44

2.6.3. Días de Autonomía Requeridos ..................................................................... 45

2.6.4. Selección de las Baterías ............................................................................... 46


2.6.6. Instalación ...................................................................................................... 47

2.6.7. Resumen de Costes del Sistema Eólico ......................................................... 47

2.6.8. Sistema de Alimentación Mixto Eólico-Solar ............................................... 49

2.6.8.1. Selección del Panel Solar ....................................................................... 49

2.6.8.2. Reducción de los Días de Autonomía .................................................... 50

2.6.8.3. Selección de las Baterías ........................................................................ 50

2.6.9. Resumen de Costes del Sistema Mixto Eólico-solar ..................................... 51

2.7. Alimentación con Sistema Hidráulico .................................................................. 53

2.7.1. Selección de la Turbina y su Punto de Funcionamiento ................................ 53

2.7.2. Equipos Complementarios ............................................................................. 53

2.7.3. Selección de Baterías ..................................................................................... 54

2.7.4. Longitudes Máximas de los Conductores y Fusibles de protección .............. 54

2.7.5. Resumen de Costes del Sistema Hidráulico .................................................. 55

2.8. Conclusiones ......................................................................................................... 57

Página 11

2.1. Introducción

Siempre ha sido y es muy importante conocer la presencia de diferentes elementos o iones

en diferentes muestras, por ejemplo biológicas, en análisis de sangre; o muestras

ambientales, por ejemplo para la determinación de sustancias perjudiciales como los sulfatos

en aguas.

Ejemplos más concretos documentados se pueden ver en los recientes estudios y trabajos de

investigación: la determinación cuantitativa de la acumulación de metales pesados tales

como el níquel, arsénico, plomo y cromo en las raíces de una determinada planta presente

en el lago San Pablo de Inbarbura-Ecuador [1]; la determinación plomo cromo y hierro en

muestras de combustible etanol [2]; o la determinación de iones Cd (II) y Pb (II) en muestras

de alimentos y agua [3].

En la espectrometría óptica, los elementos presentes en una muestra se convierten en átomos

o iones elementales en estado gaseoso por medio de un proceso de atomización. Se mide la

absorción visible, la emisión o la fluorescencia de las especies atómicas en el vapor [4] para

determinar tanto la presencia como la concentración de ciertos elementos.

2.1.1. Antecedentes y Evolución de la Espectroscopia

La espectroscopia es el estudio entre la radiación electromagnética y la materia, con

absorción o emisión de energía radiante.

La palabra espectro fue usada por primera vez a principios del siglo XVII por Isaac Newton

en sus estudios sobre el comportamiento de la luz al atravesar un prisma [5].

En el siglo XIX se demuestra que las sales de diferentes metales en contacto con una llama

producen distintas coloraciones en esta. Por ejemplo las sales de calcio dan una llama color

naranja, mientras que las de sodio dan una de color amarillento.

En 1859 G.R. Kirchhoff y R. Bunsen desarrollan un instrumento capaz de separar la

radiación emitida por el metal de la radiación solar. Este instrumento fue conocido como

espectroscopio y con él se pudo determinar no solo la presencia de diferentes metales, sino

también la concentración de los mismos [6].

Las aplicaciones cualitativas de la espectroscopia fueron inmediatas, pero no fue hasta 1952

que se lanzaron los primeros equipos de espectrometría (equipos que permiten la

cuantificación de elementos) de emisión y absorción atómica.

Estos equipos han sido los más ampliamente utilizados durante casi medio siglo para

determinar elementos en muestras analíticas. Pese que a mediados de los años sesenta se ha

puesto esfuerzo en el estudio de la espectrometría de fluorescencia atómica, esta no ha

alcanzado un uso generalizado debido a la gran eficacia de los métodos de emisión y

absorción atómica que lo precedieron, por eso distintos fabricantes ofrecen una mayor

variedad de equipos de absorción y emisión [4].

Página 12

2.1.2. Equipos Actuales: Espectroscopia de Absorción y Emisión Atómica

Los equipos más utilizados actualmente para el análisis tanto cualitativo como cuantitativo

de elementos presentes en muestras son los equipos de espectroscopia de absorción atómica

(EAA) y de emisión atómica (EEA). A continuación se presenta un ejemplo de cada tipo, y

acto seguido se hace una valoración de sus ventajas e inconvenientes.

2.1.2.1. Espectroscopia de Absorción Atómica por Llama

La EAA se fundamenta en la absorción de radiación de una longitud de onda determinada.

Los elementos básicos de instrumentación de un equipo de EEA por llama son los siguientes

(Figura 2-1).

La solución es conducida a un nebulizador (aparato que divide la solución en gotitas de muy

pequeño tamaño). Estas gotas se transportan a la llama donde se produce la formación de

átomos. Los átomos correspondientes absorben la radiación emitida por la fuente (diferente

dependiendo del elemento a determinar). La cantidad de radiación absorbida depende de la

concentración de los mismos.

A través de la llama la señal de la fuente de radiación llega al monocromador (dispositivo

óptico que mide la composición de la luz según su distribución de longitudes de onda). Esta

señal es medida por un sensor y acondicionada para finalmente ser tratada y mostrada [4].

Figura 2-1. Esquema básico del funcionamiento de un espectroscómetro de absorción atómica por llama

Página 13

2.1.2.2. Espectroscometría de Emisión Atómica por Plasma

El plasma se define como un gas ionizado, es decir una muestra gaseosa que contiene una

concentración significativa de iones y electrones. Para originar el plasma se requiere una

fuente de energía externa, actualmente la más utilizada es una fuente de radiofrecuencia.

Como gas originador de plasma se usa el argón, que fluye a través de un tubo de cuarzo

rodeado por anillos de bobinas de inducción, alimentadas por un generador de

radiofrecuencia.

La ionización del argón inicialmente se consigue con una descarga de una bobina de Tesla.

El plasma una vez formado se auto mantiene.

La muestra pese a que se puede introducir de forma gaseosa o líquida, casi siempre se usan

dispositivos semejantes a los que se emplean en los dispositivos de llama.

El sistema de recepción de datos también es similar al del caso anterior.


Atómica

Las principales ventajas que ofrecen la EAA son la gran precisión en el análisis cuantitativo

y la reproducibilidad que aportan a los experimentos debido al gran nivel de estandarización

de los equipos.

Por el contrario en los equipos de EAA solo permite analizar elementos individualmente,

puesto que para detectar cada uno es imprescindible cambiar la fuente de radiación. Por lo

general los equipos de absorción atómica no suelen ser aplicables a elementos no metálicos.

Por otro lado los sistemas de EEA sí que ofrecen un análisis tanto cualitativo (detección de

la presencia de elementos) como cuantitativo (determinación de la concentración) de

diferentes elementos simultáneamente. En general se obtiene una precisión elevada en

metales, pese a que también detecta otros elementos no metálicos [7].

Son claros inconvenientes de ambos casos el elevado coste de obtención de los equipos, y el

nivel de conocimientos necesarios requeridos para su operación.

2.1.3. Celda Usada Actualmente para la Descarga Luminiscente

2.1.3.1. Descripción del Equipo Actual

El equipo del que se parte actualmente es un equipo de espectroscopia de emisión atómica

por plasma que opera a presión atmosférica y corriente continua sin necesidad de tratar

previamente la solución [8]:

La representación de la celda usada puede verse en las figura 2-2. A través de una resistencia

que actúa como balastro (figura 2-3 A) se aplica un potencial positivo (del orden del kV) y

una corriente constante (del orden de los 100 mA) a un electrodo de titanio de 1,6 mm de

diámetro (figura 2-3.B). La solución desborda a un flujo fijo ajustable a través del

dosificador 800 Dosino de la casa metrohm (figura 2-3.C) y cae a un tanque de reserva de

Página 14

residuos. Este desbordamiento crea un contacto eléctrico entre la solución y el cátodo de

grafito.

Para iniciar la descarga se ajusta manualmente la posición de ambos electrodos, sujetos por

dos soportes móviles, hasta que se crea una separación de aproximadamente 1 mm desde la

solución hasta el ánodo.

La fuente de alimentación usada es una fuente de alta tensión 0L1K/502 HiTek Power,

(figura 3.D) que puede aportar un voltaje de salida de 5 kV y una corriente de salida de 200

mA.

Figura 2-2. Esquema representativo del montaje actual

Página 15

Figura 2-3. Fotografías del montaje actual. (A) resistencias balastro. (B) Celda de descarga con soportes móviles para

ajustar la posición de los electrodos. (C) Dosificador. (D) Fuente de alimentación.

2.1.3.2. Ventajas e Inconvenientes

Las principales ventajas que puede ofrecer este equipo en comparación con los anteriores

son [8]:

- Operación a presión atmosférica.

- Operación a corriente continua.

- Uso de la solución como cátodo sin necesitar un proceso de desolvatación.

- Bajo coste del equipo en comparación a los anteriores.

Por el contrario podemos encontrar algunos aspectos en los que se podría mejorar el equipo,

estos son: la sobredimensión de la fuente de alimentación utilizada, y la operación manual

de todo el proceso de encendido.

2.1.4. Objetivos del Trabajo

Debido a que un objetivo claro es la elaboración del sistema de plasma (bomba, celda de

descarga, fuente de alimentación y resistencias de balasto) que sea lo más compacto posible

y que, debido a sus múltiples aplicaciones, pueda ser capaz de operar de manera remota, en

el presente proyecto se toma como objetivo principal el análisis de alternativas ecológicas

y renovables para la alimentación de dicho sistema. Como se ha visto en apartados

anteriores, las aplicaciones pueden ser muy diversas, por ello se llevara a cabo el análisis

para un amplio rango de casos que puedan cubrir la mayor parte de ellas.

Página 16

Las alternativas renovables que se ha decidido explorar en el proyecto son las siguientes:

- Energía solar fotovoltaica.

- Energía hidráulica.

- Energía eólica.

El dimensionamiento y el cálculo de los generadores dependerán en gran medida del perfil

de consumo del equipo y de la localización asignada, por ello, previamente se llevará a cabo

un cálculo de las necesidades energéticas dependiendo de la aplicación, y en cada caso se

especificará la localización del equipo.

Al no ser un proyecto como tal, algunos apartados que deben ir en un proyecto eléctrico no

parecen como tal y otros se han cambiado. Los apartados de planos y presupuesto, pese a

que como se verá más adelante se han tenido en cuenta múltiples casos de gasto de energía,

solo se ha hecho para los primeros casos de cada tipo de alimentación. También se tiene que

tener en cuenta que los costes que aparecen en el apartado de memoria son solo una

aproximación, en el presupuesto se añade a esta cantidad los impuestos, el beneficio

industrial y otros costes. Aun así el cableado que se ha tenido en cuenta en el presupuesto no

es exacto, se ha seleccionado arbitrariamente de 40 m (2x20) porque la longitud dependerá

de la aplicación. Además en el caso de alimentación con energía hidráulica no se ha incluido

el precio del tubo porque este también depende de la velocidad del rio o canal de

implantación. Por último indicar que muchos de los precios han sido seleccionados del

generador de precios.

Página 17

2.2. Introducción a las Energías Renovables

Según el diccionario de la Real Academia Española de la Lengua, la energía es “La

capacidad para realizar un trabajo. Se mide en julios” [9]. Y una fuente de energía es un

recurso disponible en la naturaleza del que el ser humano puede extraer energía.

Este apartado servirá a modo de pequeña introducción de las fuentes energías renovables en

general, y de las tres elegidas para el presente proyecto (a saber: energía eólica, energía solar

y energía hidroeléctrica) en particular.

2.2.1. Fuentes de Energía

Las fuentes de energía se pueden clasificar en dos tipos básicos: fuentes de energía

renovables y fuentes de energía no renovables:

- Las fuentes de energía renovables son aquellas que se obtienen de fuentes naturales

inagotables, o bien por la inmensa cantidad de energía existente, o bien porque son

capaces de regenerarse por medios naturales. La principal ventaja de estas fuentes de

energía es que generalmente causan un menor impacto ambiental [10].

- Las fuentes de energía no renovables una vez utilizadas no pueden regenerarse o bien

tardan demasiado en hacerlo.

Unos ejemplos de fuentes de energía según la anterior clasificación se pueden ver en la

siguiente figura:

Figura 2-4. Esquema de clasificación de las fuentes de energía entre renovables o no renovables.

Página 18

2.2.1.1. Fuentes de Energía no Renovables

Las fuentes de energía no renovable, se han formado a lo largo de épocas geológicas pasadas

y como consecuencia de condiciones geológicas determinadas [11]. Las principales fuentes

de energía no renovable son las siguientes:

- Combustibles fósiles: son combustibles fósiles el carbón el petróleo y el gas natural.

Su origen está en los restos orgánicos, que se acumularon en depresiones donde

quedaron protegidos de los organismos descomponedores. Con el paso de los años

se acumularon encima restos de sedimento que bajo los efectos de la presión y la

temperatura fueron transformando de manera progresiva estos restos orgánicos en

carbón petróleo y gas natural.

- Combustibles nucleares: Los principales combustibles nucleares son el plutonio y el

uranio, que producen energía gracias a la fisión nuclear. Tienen la ventaja de que, al

contrario que los combustibles fósiles, no emiten gases de efecto invernadero, por el

contrario se generan residuos radiactivos que pueden ser nocivos durante años.

En el presente trabajo no se tratarán las energías no renovables, por ello no se profundizará

más en la explicación de las mismas.

2.2.1.2. Fuentes de Energía Renovable

Como se ha dicho anteriormente las fuentes de energía renovables son aquellas que se

obtiene de fuentes naturales inagotables o fácilmente sustituibles después de su utilización.

En este apartado se comentará de manera similar al anterior algunas características de la

energía geotérmica, la energía marítima y la energía proveniente de la biomasa; aun así este

trabajo se centrará sobretodo en la energía solar, eólica e hidroeléctrica.

- La energía geotérmica es aquella energía obtenida a partir del aprovechamiento del

calor interior de la tierra, es por tanto en su más amplio sentido la energía calorífica

que la tierra transmite desde sus capas más internas hacia la capa más externa de la

corteza terrestre [12]. Hay tres tipos de yacimientos geotérmicos: de agua caliente,

secos o géiseres.

- La biomasa es el conjunto de la materia orgánica, vegetal o animal. Incluye los

residuos. Incluye específicamente los residuos procedentes de las actividades

agrícolas, ganaderas y forestales, así como los subproductos de las industrias

agroalimentarias y de transformación de la madera [12].

- La energía marítima se refiere a aquella que ofrecen los océanos y los mares. Hay

diferentes tipos de tecnología aplicables: la energía de las mareas o mareomotriz, la

energía de las corrientes, la energía de las olas o la energía maremotérmica (que

aprovecha la diferencia de temperaturas entre las aguas superficiales y las más

profundas y la energía osmótica, que se basa en el la obtención de energía

aprovechando la diferencia de concentración de sal [12].

- Energía solar: La primera de las fuentes de energía presentes en el trabajo. La energía

solar puede ser de dos tipos, energía solar térmica o termoeléctrica, que aprovecha

de manera directa el calor producido por la radiación del sol, o de manera indirecta

para producir electricidad; o la energía solar fotovoltaica.

- Energía eólica: la energía eólica trata de aprovechar de manera directa la energía de

la fuerza del viento.

Página 19

- Por último, la energía hidroeléctrica aprovecha la energía del agua en movimiento.

De las últimas tres fuentes de energía se explicará con más detalle la manera de extraer

dicha energía en siguientes apartados del proyecto.

2.2.1.3. Estado Actual de las Fuentes de Energía en España

Como se puede consultar en los datos oficiales de Red Eléctrica, el mix energético de España

correspondiente al año 2018 es el siguiente [13]:

Figura 2-5: Mix energético de España correspondiente al año 2018.

Como se puede apreciar, para el año 2018, pese a que la mayor potencia instalada

corresponde a la generación de energía con centrales de ciclo combinado, se puede apreciar

que en el momento de cubrir la demanda son la energía eólica y nuclear las más

predominantes. También se puede apreciar que el total de las energías renovables cubre

alrededor de un 40%, frente al 60% de las no renovables.

Página 20

2.3. Tensiones y Energía Diaria Necesaria

Como se puede ver en el apartado de anexos, cálculo de las especificaciones de la

aplicación, se ha decidido no optar por un único caso de aplicación, sino que se han

considerado diferentes tipos de aplicaciones según cada cuanto tiempo se deben tomar las

medidas en el intervalo de cada 5 min a 1 hora.

Se ha considerado una potencia total de 185 W, correspondientes a la fuente de alimentación,

la bomba, y el sistema de espectroscopia. El sistema de transmisión de medidas no se ha

tenido en cuenta para el cálculo energético de la aplicación.

La energía diaria necesaria para cada uno de los casos es la siguiente:

Caso Intervalo entre medidas

(min) Energía necesaria (Wh)

1 5 1776,00

2 10 888,00

3 15 592,00

4 20 444,00

5 25 355,20

6 30 296,00

7 35 253,71

8 40 222,00

9 45 197,33

10 50 177,60

11 55 161,45

12 60 148,00 Tabla 2-1. Energía diaria requerida según el intervalo entre medidas.

La tensión a la entrada de sistema de espectroscopia y de la bomba será de 12 V, requiriendo

una alimentación de más menos 15 V para el sistema de control, y 5 voltios para el

instrumento de espectroscopia. En este trabajo solo se tendrá en cuenta la entrada de 12 V la

fuente de potencia.

Página 21

2.4. Sistema de Alimentación

El sistema de alimentación constará de las siguientes partes:

- El generador, que podrá ser eólico, fotovoltaico o una turbina hidráulica.

- El regulador de cargas.

- El sistema de almacenamiento de baterías.

Figura 2-6. Esquema del sistema de alimentación.

En primer lugar se hará una explicación teórica de cada uno de estos elementos y

seguidamente, separado por el tipo de fuente de energía, se especificará que equipos se han

seleccionado.

2.4.1. El Generador

Un generador eléctrico es un tipo de máquina eléctrica capaz de convertir en energía eléctrica

otro tipo de energía, por ejemplo mecánica. A continuación se detalla el funcionamiento de

los generadores utilizados en este trabajo: el generador fotovoltaico, el generador eólico y la

turbina hidroeléctrica.

2.4.1.1. El Generador Fotovoltaico

La generación de energía solar fotovoltaica está basada en el conocido efecto fotoeléctrico.

El efecto fotoeléctrico consiste en la emisión de electrones por un material cuando este se

ilumina por una corriente de fotones [14].

Página 22

Figura 2-7. Esquema representativo de la emisión de electrones a partir de la energía absorbida de un fotón.

Al impactar un fotón sobre la superficie de un semiconductor dopado, hace que un electrón

salte creando un hueco (habitualmente el electrón encuentra rápidamente otro hueco) y

disipa la energía en forma de calor. El principio de funcionamiento de una célula fotovoltaica

es obligar al electrón y al hueco, mediante la formación de un campo eléctrico permanente

con una unión pn, a avanzar hacia el lado opuesto del material. En la zona de materia dopado

de tipo n hay una concentración de electrones libres mayores que en un material puro y en

la zona del material dopado de tipo p se encuentra una concentración mayor de huecos. En

el momento de la creación de la unión pn, los electrones libres pasan a ocupar los huecos de

la zona p. Quedando así la zona n cargada positivamente por la falta de electrones, y la zona

p cargada negativamente por la falta de huecos. Esto hace que se cree la llamada Zona de

carga de espacio, donde existe un campo eléctrico de n hacia p.

Cuando un fotón arranca un electrón y crea un hueco, bajo el efecto del campo eléctrico, el

electrón circula hacia la zona n que actuará de polo negativo, y el hueco hacia la zona p que

actuará de polo positivo.

En la siguiente figura se puede encontrar un esquema representativo del campo eléctrico

creado en la unión pn.

Página 23

Figura 2-8. Esquema del campo eléctrico creado en una unión pn.

Los generadores solares fotovoltaicos, también conocidos como módulos o paneles solares,

están formados por un conjunto de células fotovoltaicas. Estas células fotovoltaicas están

formadas por una capa de material de tipo n, y otra capa más gruesa de material de tipo p.

En la unión de estas dos capas, tal como se acaba de ver, se forma el campo eléctrico, además

se coloca un conductor externo que conecta la capa positiva con la negativa para que pueda

circular la corriente eléctrica. La superficie de la zona N es la que se ilumina, y la corriente

será proporcional a la cantidad de luz que reciba [15].

Figura 2-9. Esquema de una célula solar.

Página 24

El circuito equivalente correspondiente a un panel solar es el siguiente:

Figura 2-10. Circuito equivalente de un módulo solar.

La resistencia en serie Rs es debida a la resistencia de carga del material semiconductor, así

como a los contactos metálicos y las interconexiones; la resistencia en paralelo Rsh es debida

a las no linealidades y a las impurezas cerca de la unión pn [16].

Y en la figura número 2-11 se puede observar las curvas V-I y V-P:

Figura 2-11. Gráficas V-I y V-P del panel solar

Página 25

En lo que respecta a la clasificación de los paneles, la mayoría de las células solares están

hechas de silicio y según la pureza del silicio empleado para la elaboración de las células, se

pueden distinguir los siguientes tipos de paneles:

- Células de silicio amorfo: son de fabricación más económica debido a que pueden

ser de un espesor mucho más fino que las de silicio cristalino, sus desventajas son el

bajo rendimiento y la elevada degradación, sus aplicaciones actuales son aquellas

cuya durabilidad no es predominante como pueden ser relojes o calculadoras [15]

[17].

- Células de silicio monocristalino: su estructura es completamente ordenada, el

proceso para llegar a esta estructura monocristalina tiene un costo muy elevado

puesto que se requiere mucha energía y tiempo, por ello este tipo de paneles son los

más caros; por el contrario presentan un rendimiento muy elevado [15].

- Células de silicio policristalino: el proceso es similar al de las anteriores pero no se

requiere un riguroso control de la temperatura en su etapa de enfriamiento, por ello

tanto el coste como el rendimiento está por debajo de las células monocristalinas

[15].

2.4.1.2. El Generador Eólico

La potencia disponible en el viento depende básicamente de los siguientes factores: el

volumen de aire, la densidad del mismo y la velocidad. Teniendo en cuenta la ecuación de

la energía cinética:

𝐸 =1

2𝑚𝑣2

( 1 )

Sabiendo que la potencia es la derivada de la energía:

𝑃 =1

2�̇�𝑣2

( 2 )

Y sabiendo también que:

𝑑𝑚

𝑑𝑡= 𝐴ρv

( 3 )

Queda finalmente que:

𝑃 =1

2𝐴ρv3

( 4 )

Aun así, toda esta potencia no se puede extraer del viento. La potencia que realmente se

extrae del viento depende del valor del parámetro Cp, que depende de cada aerogenerador.

Este parámetro conocido como factor de potencia tiene un límite teórico conocido como

límite de Betz que como se puede ver a continuación es de 0,59:

Página 26

Figura 2-12. Esquema de las velocidades del viento en un aerogenerador.

Se considera que la velocidad promedio del viento es la suma de la velocidad antes y después

de pasar por el aerogenerador, y dividida entre dos:

𝑣 =𝑣1 + 𝑣2

2

( 5 )

La masa de la corriente de aire en un segundo es constante en todo el recorrido y se puede

expresar como:

�̇� = ρA (𝑣1 + 𝑣2

2)

( 6 )

La potencia extraída del viento es:

𝑃 =1

2�̇�(𝑣1

2 − 𝑣22)

( 7 )

Sustituyendo la ecuación 6 en la ecuación 7 y dividiéndola por la ecuación 4, se obtiene la

expresión del Cp:

𝑃

𝑃𝑜= 𝐶𝑝 =

1

2{1 − (

𝑣2

𝑣1)

2

} {1 + (𝑣2

𝑣1)}

( 8 )

Si se busca el máximo de esta función se encuentra que alcanza su máximo en v2/v1 igual a

1/3, que equivale a un valor de Cp de 0,59 [18].

La clasificación de los aerogeneradores puede hacerse en dos grandes grupos: los de eje

vertical y los de eje horizontal.

Por lo que respecta a los aerogeneradores de eje horizontal, son básicamente una máquina

rotacional que tiene el eje en paralelo con el suelo. Está formado por un rotor, donde se

encuentran las palas, el número de las mismas puede variar; la góndola, que es donde están

colocados los elementos mecánicos y eléctricos; la caja de engranajes que transforma la

velocidad de rotación a una apropiada para el generador; el generador que es el que

Página 27

transforma la energía cinética del viento en energía eléctrica. La torre, cuya misión es situar

el generador a mayor altura, y el sistema de control que se encarga de que se haga la

operación de manera segura y eficiente.

Y por lo que hace los de eje vertical, se pueden encontrar los siguientes tipos:

- Savonius: está formado por dos semicírculos desplazados que mirados desde arriba

se asemejan a una S. Al ser una turbina de arrastre genera menos potencia que una

de sustentación de tamaño similar, por el contrario puede empezar a trabajar con

velocidades de viento inferiores y no hace falta que se orienten en la dirección del

viento.

Figura 2-13. Esquema del funcionamiento de un aerogenerador savonius. Vista de planta.

- Darrieus: consta de una turbina de eje vertical, con una palas aerodinámicas

curvadas, la apariencia es similar a la de una batidora de huevo.

- Giromil: es muy similar al anterior, pero en lugar de tener palas curvadas estas están

fijas mediante soportes horizontales.

2.4.1.3. La Turbina Hidráulica:

La energía disponible en una corriente de agua depende básicamente de la altura del salto de

presión y del caudal de la corriente:

𝑃 = ρ · g · Q · H ( 9 )

La turbina hidráulica es una turbomáquina que aprovecha la energía que pasa a través de un

fluido para ocasionar un movimiento de rotación. Este movimiento de rotación es

posteriormente convertido en energía eléctrica en un generador.

Los tipos principales de turbina hidroeléctrica son dos, las turbinas de acción y las turbinas

de reacción:

Página 28

- En las turbinas de acción, el agua mueve la turbina al golpear directamente los alabes

del rodete y debido a esto, estas turbinas se usan cuando hay un salto de altura

importante.

Las turbinas de acción principales son la turbina Pelton, la Turgo y la Cross-flow.

Figura 2-14. Esquema de una turbina de acción. Vista frontal.

- En una turbina de acción el agua no golpea directamente, sino que mueve la turbina

como reacción a la circulación del agua; en la figura número 15 se puede apreciar

mejor este concepto. En este caso es importante tener un caudal del agua muy elevado

y no tanto un gran salto.

Las turbinas de reacción principales son la turbina Francis, la Kaplan y la Bulbo.

Figura 2-15. Esquema representativo del movimiento de una turbina por reacción. Viste de planta

2.4.2. El Regulador de Carga

El regulador o controlador de carga es un dispositivo electrónico que se encarga de regular

el flujo de electricidad del generador a la carga y al sistema de baterías. El regulador de carga

detecta cuando la batería está completamente o casi completamente cargada y detiene el flujo

de electricidad hacia ella. Cuando la carga consume energía hace fluir electricidad hacia la

carga o hacia la carga y las baterías simultáneamente [19]. Existen dos tipos de tecnología

principales para los reguladores de carga:

Página 29

- Tecnología PWM (Pulse Width Modulation): es un regulador sencillo que fuerza los

módulos solares a trabajar a la tensión de la batería, por tanto mientras más se acerque

el punto de máxima potencia de los generadores a la tensión de la batería más

eficiente será. Las ventajas de este tipo de reguladores es su bajo precio y su vida útil

que es bastante larga.

- Tecnología MPPT (Maximum Power Point Traking): con este tipo de regulador se

obtiene mejor rendimiento de los paneles solares puesto que busca siempre el punto

de máxima potencia. En este caso se pueden utilizar campos fotovoltaicos con una

tensión superior al voltaje de las baterías. Por el contrario las desventajas son su

elevado coste en comparación con los anteriores y su superior tamaño.

En el caso de los sistemas eólicos e hidráulicos, para los casos de pequeña potencia para

el autoconsumo, por lo que se ha visto en el presente trabajo, el fabricante de

aerogeneradores o de turbinas hidroeléctricas casi siempre ofrece su propio regulador de

carga.

2.4.3. El Sistema de Baterías

El sistema de baterías es donde se guardará la energía necesaria para el funcionamiento

autónomo de la instalación. Por norma general suele ser el elemento más caro del sistema.

Se pueden encontrar diversos tipos de baterías algunos de los cuales se explican a

continuación:

- Baterías o pilas alcalinas: suelen ser desechables, usan habitualmente hidróxido de

potasio como electrólito y la reacción entre el zinc y el dióxido de magnesio para

generar la electricidad. Entre sus ventajas está que ofrecen una corriente muy estable.

- Baterías de ácido plomo: en este tipo de baterías, que sí que son recargables, durante

el proceso de carga sucede que el sulfato de plomo del interior pierde electrones y se

reduce en plomo metal en su polo negativo así mismo en el polo positivo se forma el

óxido de plomo. Por el contrario durante el proceso de descarga se invierte el proceso

y el óxido de plomo formado en el polo positivo se transforme otra vez en sulfato de

plomo, de igual modo el plomo del polo negativo se oxidará para convertirse

igualmente en sulfato de plomo. Todo este proceso es utilizado para almacenar

energía. Este tipo de acumuladores son muy baratos, pero por el contrario son

también muy contaminantes y no pueden ser sometidos a descargas muy

profundadas.

- Baterías de níquel: tienen un coste muy bajo, pero también muy bajo rendimiento.

Hay de diferentes tipos: Níquel-hierro, Níquel-cadmio o Níquel-hidruro.

- Baterías de litio: actualmente son las que ofrecen mejor rendimiento, son también de

dimensiones relativamente reducidas. Algunos de los tipos son: litio-ion o Polímero

de litio.

Página 30

2.5. Sistema de Alimentación con Energía Solar Fotovoltaica.

Para el sistema de alimentación con energía solar fotovoltaica, primero se ha tenido que

calcular las horas de sol equivalentes por día para el peor mes del año. Como este factor

depende mucho del lugar de aplicación del equipo, se ha decidido arbitrariamente realizar

los cálculos para la zona de Tarragona y alrededores. Todos los cálculos detallados se

pueden encontrar en el anexo.

2.5.1. Irradiación Solar y Dimensionado de la Potencia Necesaria de los Paneles

Este dato también es dependiente de la inclinación de los paneles, por eso se ha decidido

estudiar los dos casos extremos, el de la inclinación y orientación optimas, que será el que

más irradiación diaria recibirá y el de la inclinación totalmente horizontal.

Inclinación y orientación Irradiación (kWh/ m2 por dia)

Totalmente horizontal 1,76

Óptima: inclinación 50º y orientado al sur 2,99 Tabla 2-2. Resumen de la irradiación solar para los dos casos de inclinación y orientación seleccionados.

Con estas dos posiciones consideradas y los 12 casos de intervalos de medición, finalmente

se obtiene un total de 24 casos a considerar:

Irradiación

(kWh/ m2

por dia)

Caso Intervalo entre

medidas (min)

Energía

necesaria

(Wh)

Pmin (Wp) Pmax (Wp)

1,7

6

A1 5 1776,00 1681,82 2018,18

A2 10 888,00 840,91 1009,09

A3 15 592,00 560,61 672,73

A4 20 444,00 420,45 504,55

A5 25 355,20 336,36 403,64

A6 30 296,00 280,30 336,36

A7 35 253,71 240,26 288,31

A8 40 222,00 210,23 252,27

A9 45 197,33 186,87 224,24

A10 50 177,60 168,18 201,82

A11 55 161,45 152,89 183,47

A12 60 148,00 140,15 168,18

2,9

9

B1 5 1776,00 989,97 1187,96

B2 10 888,00 494,98 593,98

B3 15 592,00 329,99 395,99

B4 20 444,00 247,49 296,99

B5 25 355,20 197,99 237,59

B6 30 296,00 164,99 197,99

B7 35 253,71 141,42 169,71

B8 40 222,00 123,75 148,49

B9 45 197,33 110,00 132,00

B10 50 177,60 99,00 118,80

B11 55 161,45 90,00 108,00

B12 60 148,00 82,50 99,00

Tabla 2-3. Resumen de los 24 casos a considerar para la alimentación con energía solar fotovoltaica.

Página 31

En las siguientes tablas los casos se muestran ordenados por potencia requerida.

2.5.2. Reguladores de Carga Seleccionados

El primer paso es seleccionar los reguladores de carga que aguanten el rango de potencias

que se ha obtenido anteriormente. Los reguladores de carga que se han seleccionado han

sido los siguientes:

Caso Pmin (Wp) Regulador

A1 1681,82 2x SMR1500 Schams-Electronics GmbH

B1 989,97 SMR2000 Schams-Electronics GmbH

A2 840,91 SMR1500 Schams-Electronics GmbH

A3 560,61 LD2450S Wuhan Welead S&T Co., Ltd

B2 494,98 2x Wuhan Welead S&T Co., Ltd. TD2207

A4 420,45 TD2410 Wuhan Welead S&T Co., Ltd

A5 336,36 Wuhan Welead S&T Co., Ltd. TD2307

B3 329,99 Wuhan Welead S&T Co., Ltd. TD2307

















Tabla 2-4. Resumen de los reguladores seleccionados para cada caso.

Las características de los reguladores se muestran a continuación (se puede encontrar más

información en las hojas de características del fabricante):

Página 32

SMR1500 Schams-Electronics GmbH

Datos eléctricos

Potencia Solar Max. De Entrada 935 W

Voltaje Max. De Circuito Abierto del

Panel Solar 200 V

Voltaje Nominal del Sistema (Batería) 12 V

Corriente máxima solar 65 A

Corriente de Carga Máxima de Batería 60 A

Autoconsumo ≤ 13 mA

Datos generales

Tipo de Tecnología MPPT

Dimensiones (A/A/F) 300x300x150 mm

Peso 15,00 Kg

Clase Protectora IP 55

Rango de Temperatura -20 ~ +50 °C

Humedad 0 - 90 %

Visualización LCD, LED Tabla 2-5. Características del regulador SMR1500 Schams-Electronics GmbH.

SMR2000 Schams-Electronics GmbH

Datos eléctricos



Panel Solar 200 V


Corriente máxima solar 86 A



Datos generales



Peso 15,50 Kg

Clase Protectora IP 54


Humedad 0 - 90 %

Visualización LCD, LED Tabla 2-6. Características del regulador SMR2000 Schams-Electronics GmbH.

Página 33

LD2450S Wuhan Welead S&T Co., Ltd

Datos eléctricos



Panel Solar 50 V


Corriente Max. De Corto Circuito del

Panel Solar 55 A


Corriente de Carga Máxima de Salida 50 A


Datos generales


Dimensiones (A/A/F) 200,1x127x55,3 mm

Tipo de batería GEL, AGM, Li-Poli, Li-ion

Etapas de carga Bulto, Absorción, Flotante


Puertos de comunicación RS 485

Visualización LCD

Refrigeración Natural Tabla 2-7. Características del regulador LD2450S Wuhan Welead S&T Co., Ltd.

Wuhan Welead S&T Co., Ltd. TD2207

Datos eléctricos



Panel Solar 75 V



Panel Solar 30 A




Datos generales



Tipo de batería GEL, AGM, VLA, Ni-Cd, Li-Poli, Li-ion,

NiMH

Etapas de carga Bulto, Flotante, Ecualización



Visualización LCD

Refrigeración Natural Tabla 2-8. Características del regulador Wuhan Welead S&T Co., Ltd. TD2207.

Página 34

TD2410 Wuhan Welead S&T Co., Ltd

Datos eléctricos



Panel Solar 100 V



Panel Solar 30 A




Datos generales


Dimensiones (A/A/F) 232,5x200,1x54 mm

Tipo de batería GEL, AGM, VLA, Li-ion, Li-poli

Etapas de carga Bulto, Absorción, Flotante



Visualización LCD

Refrigeración Natural Tabla 2-9. Características del regulador TD2410 Wuhan Welead S&T Co., Ltd

.

Wuhan Welead S&T Co., Ltd. TD2307

Datos eléctricos



Panel Solar 75 V



Panel Solar 30 A




Datos generales


Dimensiones (A/A/F) 232,5x200,1x54 mm

Tipo de batería GEL, AGM, VLA, Ni-Cd, Li-Poli, Li-ion,

NiMH

Etapas de carga Bulto, Flotante, Ecualización



Visualización LCD

Refrigeración Natural Tabla 2-10. Características del regulador TD2410 Wuhan Welead S&T Co., Ltd. TD2307.

Página 35

2.5.3. Generadores Solares Seleccionados

Seguidamente se selecciona el número de paneles solares para cumplir con la potencia

requerida, se han seleccionado más de un tipo para ajustarse lo máximo posible a la potencia

y reducir el número de los mismos. Se ha de tener en cuenta también las corrientes y voltajes

máximos asumibles por los reguladores de carga. Se han seleccionado los siguientes paneles

solares:

Caso Marca del

Panel

Potencia del

Panel (Wp)

Número de

Paneles Presult. (Wp)

Paneles en serie por

cadena

Número de

cadenas

A1 Eurener

Group 285 2x3 1710 1 2x3

B1 Eurener Group

250 4 100 1 4

A2 Eurener

Group 285 3 855 1 3

A3 Eurener Group

285 2 570 1 2

B2 Eurener

Group 250 2x1 500 1 1

A4 Iberian solar

Europe 155 3 465 1 3

A5 Iberian solar

Europe 85 4 340 2 2

B3 Iberian solar

Europe 85 4 340 1 4

A6 Iberian solar

Europe 145 2 290 2 1

B4 Iberian solar

Europe 125 2 250 1 2

A7 Iberian solar

Europe 125 2 250 2 1

A8 Iberian solar

Europe 120 2 240 2 1

B5 Iberian solar

Europe 110 2 220 2 1

A9 Iberian solar

Europe 110 2 220 2 1

A10 Iberian solar

Europe 95 2 190 2 1

B6 Iberian solar

Europe 95 2 190 2 1

A11 Iberian solar

Europe 155 1 155 1 1

B7 Iberian solar

Europe 155 1 155 1 1

A12 Iberian solar Europe

145 1 145 1 1

B8 Iberian solar

Europe 125 1 125 1 1

B9 Iberian solar Europe

120 1 120 1 1

B10 Iberian solar

Europe 110 1 110 1 1

B11 Iberian solar Europe

95 1 95 1 1

B12 Iberian solar

Europe 85 1 85 1 1

Tabla 2-11. Resumen del número y tipo de panel seleccionado para cada caso.

Las características de dichos paneles son las siguientes:

Página 36

Características eléctricas en STC

Potencia máxima (Pmax) 285 Wp 250 Wp

Tensión en el punto de

máxima potencia (Vmax) 31,77 V 30,6

Corriente en el punto de

máxima potencia (Imax) 8,97 A 8,17

Tensión en circuito

abierto (Voc) 39,38 V 37,83

Corriente de cortocircuito

(Isc) 9,31 A 8,69

Eficiencia 17,59 % 15,53

Tolerancia de potencia 2 % 2 %

Características eléctricas en NOCT

Temperatura 44±2 ºC 44±2 ºC

Características térmicas

Rango de temperatura -40~85 °C

Coeficiente de

Temperatura de Pmax -0,41 %/°C

Coeficiente de

Temperatura de Voc -0,32 %/°C

Coeficiente de

Temperatura de Isc 0,05 %/°C

Parámetros del sistema

Tensión Máxima del

Sistema 1000 V

Características mecánicas

Dimensiones (A/A/F) 1650x992x40 mm 1650x992x40 mm

Peso 19 Kg 18 kg

Tipo de células Policristalino Policristalino

Tamaño de las Células 156×156 mm 156×156 mm

Número de Células 60 60

Tipo de Vidrio Templado, Bajo Hierro Templado, Bajo Hierro

Grosor de Vidrio 3,2 mm 3,2 mm

Tipo de Trama Aleación de Aluminio

Anodizado Sin borde

No. de Diodos Bypass

Incorporados 3 3

Caja de Protección de

Uniones IP 68 IP 68

Tipo de Conector MC4 MC4

Cables 4 mm2 4 mm2

Largo de Cable 1000 mm 1000 mm Tabla 2-12. Características de los paneles seleccionados de la casa Eurener Group.

Página 37

Características eléctricas en STC

Potencia máxima (Pmax) 85

Wp

95

Wp

110

Wp 120 Wp

125 Wp

145 Wp

155 Wp

Tensión en el punto de

máxima potencia (Vmax)

18,1 V

18,2

V

17,8

V

17,7

V

17,9

V

18,2

V

19,2

V

Corriente en el punto de

máxima potencia (Imax)

4,71

A

5,23

A

6,17

A

6,80

A

6,98

A

7,99

A

8,10

A

Tensión en circuito

abierto (Voc)

22,4

V

22,5

V

22,1

V

22,7

V

22,7

V

22,5

V

22,9

V

Corriente de cortocircuito

(Isc)

4,99

A

5,59

A

6,55

A

7,36

A

7,47

A

8,47

A

8,65

A

Eficiencia 14,1

%

14,2

%

14,0

%

14,3

%

14,9

%

14,5

%

15,53

%

Tolerancia de potencia ±3 % ±3 % ±3 % ±3 % ±3 % ±3 % ±3 %

Características eléctricas en NOCT

Temperatura 45±2 °C

Características térmicas

Rango de temperatura -40~85 °C

Coeficiente de

Temperatura de Pmax -0,41 %/°C

Coeficiente de

Temperatura de Voc -0,38 %/°C

Coeficiente de

Temperatura de Isc 0,058 %/°C

Parámetros del sistema

Tensión Máxima del

Sistema 1000 V

Características mecánicas

Tipo de células Policristalino

Número de Células 36

Tipo de Vidrio Templado

Grosor de Vidrio 3,2

Tipo de Trama Aleación de Aluminio Anodizado

No. de Diodos Bypass

Incorporados 2

Caja de Protección de

Uniones IP 65

Tipo de Conector MC4

Cables 4 mm2

Largo de Cable 1000 mm Tabla 2-13. Características de los paneles seleccionados de la casa Iberian Solar Europe.

Página 38

2.5.4. Baterías Seleccionadas

Las baterías se seleccionan para que el sistema pueda aguantar durante tres días sin recibir

nada de sol. Las baterías seleccionadas para cada caso han sido las siguientes, (se muestra

también en la siguiente tabla la autonomía conseguida):

Caso Tipo de bat. Tecnología Baterías en

serie C10 (Ah) Autonomía (días)

A1 5 OPzS 350 Pb-ácido 6 385 3,28

B1 8 OPzS 800 Pb-ácido 6 868 3,69

A2 6 OPzS 420 Pb-ácido 6 465 3,96

A3 12 V 300Ah LiFePO4 1 300 3,83

B2 12 V 200Ah LiFePO4 1 200 3,41

A4 12 V 200Ah LiFePO4 1 200 3,41

A5 12 V 150Ah LiFePO4 1 150 3,19

B3 12 V 300Ah LiFePO4 1 300 3,83

A6 12 V 200Ah LiFePO4 1 200 5,11

B4 12 V 200Ah LiFePO4 1 200 3,41

A7 12 V 150Ah LiFePO4 1 150 4,47

A8 12 V 100Ah LiFePO4 1 100 3,41

B5 12 V 150Ah LiFePO4 1 150 3,19

A9 12 V 100Ah LiFePO4 1 100 3,83

A10 12 V 100Ah LiFePO4 1 100 4,26

B6 12 V 125Ah LiFePO4 1 125 3,19

A11 12 V 200Ah LiFePO4 1 100 4,68

B7 12 V 100Ah LiFePO4 1 200 5,96

A12 12 V 100Ah LiFePO4 1 100 5,11

B8 12 V 100Ah LiFePO4 1 100 3,41

B9 12 V 100Ah LiFePO4 1 100 3,83

B10 12 V 100Ah LiFePO4 1 100 4,26

B11 12 V 100Ah LiFePO4 1 100 4,68

B12 12 V 100Ah LiFePO4 1 100 5,11

Tabla 2-14. Resumen de las Baterías seleccionadas y la autonomía en días conseguida.

Las características de las baterías se pueden encontrar a continuación:

Página 39

Baterías OPzS de la casa TAB Baterias

Diseño

Electrodo positivo Placa tubular con baja aleación de antimonio

(<2%)

Electrodo negativo Placa plana con expansor de larga duración

Separación Separador microporoso

Electrolito Ácido sulfúrico peso específico de 1,24 g/cm3

Recipiente Alta resistencia a impactos, material transparente

SAN

Tapa ABS (SAN) en color gris dependiendo del modelo

Tapones Tapones cerámicos según norma DIN 40740

Polos sellados 100% hermético. Evita fugas de gas y electrolito

Conector

cable de cobre aislado flexible con sección

transversal de 35, 50, 70, 95 o 120 mm2 (35, 50 o

70 mm2)

Tipo de protección IP 25 respecto a la norma DIN 40050, contacto

protegido según VBG4

Características de descarga

Temperatura de referencia 20°C en el C10 (1,80 V / celda) y 25°C en C100

(1,85 V / celda)

Temperatura de referencia 100%

Intensidad de descarga

Normalmente hasta el 80%. Más del 80% POD o

descargas más allá de las tensiones de descarga

final (independientes de la corriente de descarga)

tienen que ser evitadas

Datos operativos

Vida útil Hasta 20 años a 20°C

Intervalo de relleno de agua Más de 2 años a 20°C

Ciclos IEC 896-1 1500

Autodescarga Aprox. 2%/mes a 20°C

Temperatura operativa -20°C a 55°C , 10°C a 30°C

Requisitos de ventilación F1 = 0,5 (aleación de bajo antimonio) según

normativa EN 50272-2

Mantenimiento cada 6 meses Revise el voltaje y la densidad de la batería así

como la temperatura de cada elemento (vaso)

Mantenimiento cada 12 meses

Descargue completamente la batería y revise la

densidad así como la temperatura de cada

elemento (vaso) Tabla 2-15. Características de las baterías de OPzS de la casa tabsolar.

Página 40

Baterías de litio de la casa Upower

Modelo 12 V 100 Ah 12 V 125Ah 12 V 150 Ah 12 V 200 Ah 12 V 300 Ah

Rated

Capacity 100 Ah 125 Ah 150 Ah 200 Ah 300 Ah

Minimum

Capacity 95 Ah - - 190 Ah 285 Ah

Energy 1,28 KWh - - 2,56 kWh 3,84 KWh

Nominal

Voltage 12,8 V 12,8 V 12,8 V 12,8 V 12,8 V

Outgoing

Voltage ≥12.8V - - ≥12.8V ≥12.8V

Internal

resistance ≤30mΩ ≤15mΩ ≤15mΩ ≤200mΩ ≤15mΩ

Series parallel

application

Up to 4

series-

connected

applications

Not allowed -

Series

connection is

prohibited

Series

connection is

prohibited

Limited

charge voltage 14.6±0.2V 14.6±0.1V 14.6±0.1V 14.6±0.2V 14.6±0.2V

Floating

charge voltage 13.8±0.2V 13.8±0.1V 13.8±0.1V 13.8±0.2V 13.8±0.2V

Recommended

Standard

charge

current

60 A ≤60 A ≤80A 60 A 60 A

Maximum

charge

current

80 A 60 A 80 A 80 A 80 A

Standard

discharge

current

80 A -

100A

withstand

30min

80 A 80 A

Maximum

discharge

current

100 A - -

100A/

withstand

30min

100A/

withstand

30min

3 Pulse

discharge

current

Withstand

the 350A/3s

Withstand

the 350A/3s

350A

withstand 3s

Withstand

the 350A/3s

Withstand

the 350A/3s

Discharge cut-

off voltage 8 V 10 V 8 V 8.0V 9,2 V

Weight Approx:

12.8±0.5Kg 15.0 kg

Approx.

19.8±0.5Kg

Approx:

24.5±1.5Kg

Approx:

37.7±1Kg

Self-discharge

rate

Residual

capacity:

≤3%/month;

≤15%/years

Residual

capacity ≤3%

per month;

≤15% per

year

Residual

capacity:

≤3% per

month; ≤15%

per year

Residual

capacity:

≤3%/month;

≤15%/years

Residual

capacity:

≤3%/month;

≤15%/years

Tabla 2-16. Características de las baterías de litio de la casa Upower.

Página 41

2.5.5. Longitudes Máximas de los Conductores y Fusibles de Protección

En este apartado se muestra, por tramos, la longitud máxima permitida de los conductores

para una caída de tensión máxima del 1,5 % y los fusibles de protección seleccionados:

Tramo del generador al regulador Tramo del regulador a las

baterías

Tramo del regulador a la

carga

Caso Longitud

máxima (m)

Sección

(mm2)

Valor del

fusible

(A)

Longitud

máxima

(m)

Sección

(mm2)

Valor

del

fusible

(A)

Longitud

máxima

(m)

Sección

(mm2)

Valor

del

fusible

(A)

A1 22,61 10 35 55,56 25 63 36,36 6 25

B1 19,33 10 40 58,33 35 80 36,36 6 25

A2 22,61 10 35 55,56 25 63 36,36 6 25

A3 13,57 4 20 55,56 25 63 36,36 6 25

B2 30,93 4 20 44,44 10 35 36,36 6 25

A4 41,44 10 40 53,33 16 50 36,36 6 25

A5 8,50 1,5 10 44,44 10 35 36,36 6 25

B3 22,68 4 20 44,44 10 35 36,36 6 25

A6 9,97 1,5 10 26,67 4 20 36,36 6 25

B4 30,95 1,5 20 44,44 10 35 36,36 6 25

A7 11,61 1,5 10 44,44 10 35 36,36 6 25

A8 12,05 1,5 10 44,44 10 35 36,36 6 25

B5 13,20 1,5 10 44,44 10 35 36,36 6 25

A9 13,20 1,5 10 44,44 10 35 36,36 6 25

A10 15,23 1,5 10 44,44 10 35 36,36 6 25

B6 15,23 1,5 10 44,44 10 35 36,36 6 25

A11 18,65 1,5 10 44,44 10 35 36,36 6 25

B7 18,65 1,5 10 44,44 10 35 36,36 6 25

A12 19,94 1,5 10 44,44 10 35 36,36 6 25

B8 23,21 1,5 10 44,44 10 35 36,36 6 25

B9 24,09 1,5 10 44,44 10 35 36,36 6 25

B10 26,41 1,5 10 44,44 10 35 36,36 6 25

B11 30,47 1,5 10 44,44 10 35 36,36 6 25

B12 34,02 1,5 10 44,44 10 35 36,36 6 25 Tabla 2-17. Resumen de las longitudes máximas permitidas, las secciones del cableado y los fusibles para cada tramo de

cada uno de los 24 casos.

Los cables son de cobre con aislamiento de PVC.

Página 42

2.5.6. Disposición Física de los Paneles

En los casos en los que hay más de un panel para que no se hagan sombra mutuamente y por

tanto se reduzca su producción, es necesario que se separen una distancia determinada. En

esta ocasión solo se tiene en cuenta los casos “B”, que son en los que los paneles están

inclinados puesto que solo en estos casos existe el peligro de que se hagan sombra.

Caso d (m)

B1 0,49

B2 0,49

B3 0,57

B4 0,44

B5 0,36

B6 0,30

B7 0,44

B8 0,38

B9 0,38

B10 0,36

B11 0,30

B12 0,57 Tabla 2-18. Distancias de separación de los paneles.

Esta distancia obviamente es cuando se colocan los paneles uno delante de otro, y no de

manera lateral.

2.5.7. Resumen de Costes del Sistema Solar Fotovoltaico

En este apartado se presenta un resumen de los costes del equipo necesarios para alimentar

el sistema de espectroscopia con energía solar. Se han tenido en cuenta los generadores, los

reguladores de carga y las baterías, no se han tenido en cuenta ni los fusibles, que tienen un

precio muy bajo en comparación al resto de equipos, ni los conductores que variaran según

la longitud requerida.

En el apartado de presupuesto se puede ver de manera detallada los costes de todos los

equipos pero solo para el caso A1 y B1; este apartado es una mera aproximación para ver la

tendencia de los costes de los equipos menos económicos y poder hacer una comparativa

con el resto de los casos.

Caso Generadores (€) Regulador (€) Baterías (€) Total (€)

A1 930,75 1099,01 2068,95 4098,71

A2 471,615 555,01 1065,99 2092,615

A3 318,57 50,21 2311,59 2680,37

A4 151,98 95,61 1638,04 1885,63

A5 114,48 59,31 1445 1618,79

A6 99,48 59,31 1638,04 1796,83

A7 87,48 44,11 1445 1576,59

A8 84,48 44,11 973,62 1102,21

A9 78,48 44,11 973,62 1096,21

A10 69,48 44,11 973,62 1087,21

A11 58,98 44,11 973,62 1076,71

Página 43

A12 55,98 44,11 973,62 1073,71

B1 585,48 891,01 2022,39 3498,88

B2 318,57 77,21 1638,04 2033,82

B3 114,48 59,31 2311,59 2485,38

B4 87,48 44,11 1638,04 1769,63

B5 78,48 44,11 1445 1567,59

B6 69,48 44,11 1134,08 1247,67

B7 58,98 44,11 1638,04 1741,13

B8 49,98 44,11 973,62 1067,71

B9 48,48 44,11 973,62 1066,21

B10 45,48 44,11 973,62 1063,21

B11 40,98 44,11 973,62 1058,71

B12 37,98 44,11 973,62 1055,71 Tabla 2-19. Resumen de costes aproximados de ejecución material de las instalaciones fotovoltaicas.

Figura 2-16. Costes de los equipos para la alimentación del sistema con energía solar

Se puede ver que lo que incrementa notablemente el precio de la instalación es el precio de

las baterías y que como la batería es la misma para cada caso de energía, como se puede ver

en la tabla 2-19 a partir del caso 8, los costes de estos tres elementos estudiados son

prácticamente los mimos, por tanto con el mismo equipo y el mismo precio se pueden hacer

medidas con intervalos de entre 40 y 60 minutos.

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

A1

B1

A2

B2

A3

B3

A4

B4

A5

B5

A6

B6

A7

B7

A8

B8

A9

B9

A1

0

B1

0

A1

1

B1

1

A1

2

B1

2

Co

ste

(€)

Caso

Costes de los equipos para la alimentación del sistema con energia solar

Baterias

Controlador

Generador

Página 44

2.6. Sistema de Alimentación con Energía Eólica.

En este caso se pretende aprovechar la energía disponible en el viento para alimentar el

sistema de espectroscopia. Nuevamente como muchos de los parámetros dependerán de la

localización del sistema se ha considerado que será una zona costera, puesto que allí el viento

pese a tener velocidades más bajas es más constante, y nuevamente más cercana a la

localidad de Tarragona. Como se podrá ver en el anexo de cálculos muchas zonas del litoral

catalán cumplen los requisitos.

2.6.1. Resumen de la Caracterización del Viento en la Zona

Uno de los mayores problemas que tiene el viento como fuente de energía es que se trata de

un fenómeno muy aleatorio. A diferencia del sol que se disponía de un método para obtener

la irradiación de la zona, en este caso se debe hacer una aproximación estadística. Lo ideal

sería realizar un estudio concreto de la zona de implantación, pero obviamente al tratarse de

un trabajo académico no se ha dispuesto de los medios necesarios para hacerlo. Por ello se

ha tenido que emplear el método detallado en apartado 3.3.1.1. Caracterización del viento.

Dando como resultado una distribución de Weibull como la que se muestra en la siguiente

figura:

Figura 2-17. Distribución de Weibull de la velocidad del viento para una zona costera.

2.6.2. Elección del Aerogenerador y Obtención de la Energía Anual

El siguiente paso es seleccionar un aerogenerador que arranque a velocidades de viento

relativamente bajas, para poder aprovechar al máximo las velocidades disponibles.

El aerogenerador seleccionado ha sido el modelo de 12 V de la casa Ecosolar Aero. Como

se especifica en el apartado de teoría el propio fabricante del generador eólico proporciona

el regulador de carga apropiado. Las características de ambos son las siguientes:

Página 45

Número de hélices 5

Diámetro 1,22 m

Material Fibra de vidrio con nylon

Sistemas de control Regulador electrónico eólico con control

mediante pantalla led

Alternador Trifásico de imanes permanentes

Potencia nominal 400 W

Potencia máxima 600 W

Voltaje 12 V

Velocidad de viento para arranque 2,5 m/s

Velocidad de viento para funcionar a la velocidad nominal 10 m/s

Velocidad del viento para funcionar a la máxima potencia 15 m/s

Peso 8,5 kg

Voltaje de regulador de carga 12 V

Potencia máxima eólica del regulador 600 W

Potencia máxima solar del regulador 150 W Tabla 2-20. Características del aerogenerador Ecosolar Aero de 12 V y del regulador de carga incluido.

Mediante el proceso de cálculo que se puede ver en el apartado de cálculos de más adelante,

se ha obtenido que la energía anual que puede producir el aerogenerador en la localización

que cumple las condiciones impuestas es de 674,61 kWh anuales suficiente para el caso de

máxima energía. Puesto que no se ha encontrado aerogeneradores de menor potencia, se ha

seleccionado un único aerogenerador para todos los casos de energía.

2.6.3. Días de Autonomía Requeridos

Como se ha comentado, el viento es un fenómeno aleatorio y pese a generase más de la

energía requerida, es posible que mucha se genere en un periodo corto de tiempo y luego se

esté varios días sin generar prácticamente nada. Como no se ha podido hacer un estudio del

lugar en cuestión, se han usado los datos disponibles más similares a los requeridos. En este

caso los del aeropuerto de Reus.

Se tenían disponibles las velocidades de viento medias diarias y se ha considerado que el día

que no se supera la velocidad mínima del aerogenerador, es un día que no se genera nada de

energía, aun sabiendo que esto no es cierto. Viendo los datos de los últimos 3 años se ha

llegado a la conclusión que los días de autonomía necesarios son 17.

Página 46

2.6.4. Selección de las Baterías

Teniendo en cuenta el criterio anterior se han seleccionado las siguientes baterías:

Caso Tecnología Cbat real (Ah C100) Autonomía (días)

1 OPzV 3910 19,02

2 OPzV 1955 19,02

3 OPzV 1412 20,61

4 OPzV 1130 21,99

5 OPzV 847 20,60

6 OPzV 670 19,56

7 OPzV 574 19,55

8 OPzV 478 18,60

9 OPzV 430 18,83

10 OPzV 359 17,46

11 OPzV 359 19,21

12 OPzV 359 20,96

Tabla 2-21. Resumen de las baterías seleccionadas y la autonomía en días conseguida.

Características adicionales de estas baterías son las siguientes:

Batería Estacionaria HOPPECKE GEL

Profundidad de descarga máxima 80 %

Voltaje de flotación 2.25 V/elemento

Voltaje de absorción 2.40 V/elemento

Temperatura 10ºC a 40ºC, rango de temperatura recomendado entre 10ºC y

30ºC

Autodescarga Aprox 2% por mes a 20ºC

Voltaje 12 V

Tecnología GEL

Mantenimiento Cada 6 meses comprobar el voltaje de los elementos, así como la

temperatura. Cada 12 meses comprobar las conexiones Tabla 2-22. Características de las baterías estacionarias de GEL de la casa HOPPECKE

2.6.5. Longitudes Máximas de los Conductores y Fusibles de Protección

Se muestran los valores de las longitudes máximas las secciones del cableado y los fusibles.

Tramo del generador al regulador Tramo del regulador a las

baterías


carga

Caso Longitud

máxima (m)

Sección

(mm2)

Valor del

fusible

(A)

Longitud

máxima

(m)

Sección

(mm2)

Valor

del

fusible

(A)

Longitud

máxima

(m)

Sección

(mm2)

Valor

del

fusible

(A)

1 47,94 25 63 47,94 25 63 26,85 6 25

2 47,94 25 63 47,94 25 63 26,85 6 25

3 47,94 25 63 47,94 25 63 26,85 6 25

4 47,94 25 63 47,94 25 63 26,85 6 25

5 47,94 25 63 47,94 25 63 26,85 6 25

6 47,94 25 63 47,94 25 63 26,85 6 25

7 47,94 25 63 47,94 25 63 26,85 6 25

8 47,94 25 63 47,94 25 63 26,85 6 25

9 47,94 25 63 47,94 25 63 26,85 6 25

10 47,94 25 63 47,94 25 63 26,85 6 25

11 47,94 25 63 47,94 25 63 26,85 6 25

12 47,94 25 63 47,94 25 63 26,85 6 25 Tabla 2-23. Resumen de las longitudes máximas permitidas, las secciones del cableado y los fusibles para cada tramo.

Nuevamente en este caso los cables siguen siendo de cobre con aislamiento PVC.

Página 47

2.6.6. Instalación

Se debe disponer de un poste para la colocación del aerogenerador a la altura adecuada (entre

8 y 10 m) El mismo fabricante ofrece las siguientes indicaciones:

- Poste de 48 mm de grosor (aproximadamente).

- Si se instala en un tejado, se recomienda utilizar un poste de 3 metros de alto.

- Si se instala a nivel de suelo sin obstáculos alrededor, se recomienda utilizar un poste

de 5-6 metros de alto.

- Si se instala a nivel de suelo en un lugar donde haya obstáculos alrededor, se

recomienda utilizar un poste de 7 a 10 metros de alto.

2.6.7. Resumen de Costes del Sistema Eólico


el sistema de espectroscopia con eólica. Se han tenido en cuenta los generadores, los

reguladores de carga y las baterías, no se han tenido en cuenta los fusibles, que tienen un

precio muy bajo en comparación al resto de equipos, ni los conductores que variaran según

la longitud requerida.

En el apartado de presupuesto se desglosan los costes con mayor detalle incluyendo todos

los equipos pero únicamente del caso 1; nuevamente este apartado es una mera aproximación

de los costes de los equipos menos económicos para poder hacer una comparación rápida

entre los casos y entre los diferentes sistemas de alimentación.

Caso Aerogenerador +

Controlador (€) Baterías (€) Total (€)

1 402,48 11.435,23 11837,71

2 402,48 5.802,68 6205,16

3 402,48 4.371,25 4773,73

4 402,48 3.685,18 4087,66

5 402,48 2.702,66 3105,14

6 402,48 2.427,39 2829,87

7 402,48 2.122,47 2524,95

8 402,48 1.872,60 2275,08

9 402,48 1.737,08 2139,56

10 402,48 1.525,33 1927,81

11 402,48 1.525,33 1927,81

12 402,48 1.525,33 1927,81 Tabla 2-24. Resumen de costes aproximados de ejecución material de las instalaciones eólicas.

Página 48

Figura 2-18. Costes de los equipos para la alimentación del sistema con energía eólica.

Nuevamente igual que en el caso de la alimentación con energía solar, se puede ver que lo

que realmente encarece el sistema son las baterías, con el agravante de que debido a la

aleatoriedad del viento se requieren unas autonomías muy grandes y por tanto unas baterías

mucho más grandes que en el caso de la energía fotovoltaica. Este hecho se ve claramente

reflejado en unos costes mucho mayores. Esto hace que en este caso sea económicamente

inviable, por ello hay las siguientes soluciones:

- Hacer un sistema mixto eólico solar, con el objetivo de reducir días de autonomía

como se verá en el siguiente apartado.

- Reducir los días de autonomía de manera arbitraria sin poder asegurar que el sistema

funcionará todo el tiempo.

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Co

ste

(€)

Caso

Baterias

Aerogenerador + controlador

Página 49

2.6.8. Sistema de Alimentación Mixto Eólico-Solar

En este apartado se aprovechará los 150 W complementarios que ofrece el regulador de carga

eólico para conectar paneles solares para reducir considerablemente la autonomía del

sistema, y depender menos de la aleatoriedad del viento.

2.6.8.1. Selección del Panel Solar

El panel seleccionado ha sido uno de 150 W justos de la casa Eco Green Energy, modelo

EGE-150P-36. Las características del mismo se pueden ver a continuación:

Eco Green Energy: EGE-150P-36

Características Eléctricas en STC

Potencia Máxima (Pmax) 150 Wp

Tensión en el Punto de Máxima

Potencia (Vmax) 18,4 V

Corriente en el punto de máxima

potencia (Imax) 8,15 A

Tensión en Circuito Abierto (Voc) 22,51 V

Corriente de cortocircuito (Isc) 8,75 A

Eficiencia 15,13 %

Tolerancia de Potencia (+) + 5 %

Características Térmicas

Rango de Temperatura -45~85 °C

Coeficiente de Temperatura de Pmax -0,41 %/°C

Coeficiente de Temperatura de Voc -0,31 %/°C

Coeficiente de Temperatura de Isc 0,06 %/°C

Parámetros del Sistema

Tensión Máxima del Sistema 1000 V

Límite de Corriente 10 A

Características Mecánicas


Peso 11 kg

Tipo de Células Policristalino

Tamaño de las Células 156×156 mm

Número de Células 36

Tipo de Vidrio Templado, Alto Transparente, Bajo Hierro

Grosor de Vidrio 3,2 mm

Caja de Protección de Uniones IP 65

Tipo de Conector MC4

Largo de Clable 900 mm Tabla 2-25. Características de panel Eco Green Energy: EGE-150P-36.

Página 50

2.6.8.2. Reducción de los Días de Autonomía

Con la incorporación de este pequeño módulo solar se consigue reducir significativamente

los días de autonomía, en muchos casos se ha considerado dejarlo en tres que es el mismo

que se consideró en el sistema fotovoltaico.

Nuevamente en el anexo de cálculo se puede ver el razonamiento empleado para la selección

de los siguientes días:

Caso Días de autonomía

1 13

2 9

3 5

4 3

5 3

6 3

7 3

8 3

9 3

10 3

11 3

12 3 Tabla 2-26. Días de autonomía seleccionados para cada caso.

En este caso el panel solo podrá ser colocado en la inclinación y orientación óptimas.

2.6.8.3. Selección de las Baterías

Las baterías seleccionadas en este caso son las siguientes:

Caso Tecnología Cbat (Ah C100) Autonomía (días)

1 PVV 2740 13,33

2 OPzV 1130 10,99

3 OPzV 359 5,24

4 LiFePO4 200 3,89

5 LiFePO4 125 3,04

6 LiFePO4 125 3,65

7 LiFePO4 100 3,41

8 LiFePO4 100 3,89

9 LiFePO4 100 4,38

10 LiFePO4 100 4,86

11 LiFePO4 100 5,35

12 LiFePO4 100 5,84 Tabla 2-27. Resumen de las batería seleccionadas para el sistema mixto eólico-solar.

Todas estas baterías han sido vistas ya durante el proyecto, sus características se encuentran

en apartados anteriores.

Página 51

2.6.8.4. Longitudes Máximas de los Conductores y Fusibles de Protección

Por último en este apartado se calcula las secciones, longitudes y fusibles de protección para

el nuevo tramo que va desde el panel solar al regulador de carga. Será en todos los casos

igual:

Tramo del generador solar al regulador

Caso Longitud máxima (m) Sección (mm2) Valor del fusible (A)

1 16,1 1,5 10

2 16,1 1,5 10

3 16,1 1,5 10

4 16,1 1,5 10

5 16,1 1,5 10

6 16,1 1,5 10

7 16,1 1,5 10

8 16,1 1,5 10

9 16,1 1,5 10

10 16,1 1,5 10

11 16,1 1,5 10

12 16,1 1,5 10 Tabla 2-28. Resumen de las longitudes máximas permitidas, las secciones del cableado y los fusibles para en nuevo tramo.


2.6.9. Resumen de Costes del Sistema Mixto Eólico-solar


el sistema de espectroscopia con energía mixta eólica y solar. Se han tenido en cuenta los

generadores, los reguladores de carga y las baterías, no se han tenido en cuenta ni los

fusibles, que tienen un precio muy bajo en comparación al resto de equipos, ni los

conductores que variaran según la longitud requerida.

Nuevamente, en el apartado de presupuesto se podrá ver un precio más exacto y detallado

que en este apartado que solo se presenta una aproximación pero para el caso 1.

Caso Aerogenerador +

Controlador (€)

Generador

solar Baterías (€) Total (€)

1 402,48 5.477,92 48,63 5.929,03

2 402,48 3.685,18 48,63 4.136,29

3 402,48 1.525,33 48,63 1.976,44

4 402,48 1.638,14 48,63 2.089,25

5 402,48 1.133,98 48,63 1.585,09

6 402,48 1.133,98 48,63 1.585,09

7 402,48 973,62 48,63 1.424,73

8 402,48 973,62 48,63 1.424,73

9 402,48 973,62 48,63 1.424,73

10 402,48 973,62 48,63 1.424,73

11 402,48 973,62 48,63 1.424,73

12 402,48 973,62 48,63 1.424,73 Tabla 2-29. Aproximación de los costes de ejecución material de los equipos para la alimentación del sistema con

energía mixta eólica-solar.

Página 52

Figura 2-19. Resumen de los costes aproximados de ejecución material de los equipos para la alimentación del sistema

con energía mixta eólica-solar.

Como se puede apreciar, el simple hecho de añadir un pequeño generador solar, hace que se

ahorre una gran cantidad de dinero (respecto al caso puramente eólico) y además dota al

sistema de mayor fiabilidad frente a la aleatoriedad del viento.

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Co

ste

(€)

Caso

Generador solar

Baterias

Aerogenerador + controlador

Página 53

2.7. Alimentación con Sistema Hidráulico

Para el caso de que el sistema de espectroscopia deba ser colocado para hacer mediciones

de un rio a canal de riego, podría ser interesante aprovechar la energía disponible en el flujo

de agua para poder alimentar el sistema. Con esta medida se incrementará la independencia

de fenómenos aleatorios como podría ser el viento, además si las muestras a medir dependen

del propio rio o canal, en el momento que no circule agua, y por consiguiente no se genere

energía, tampoco habrá muestras que medir.

Con esto se ha de especificar también que este sistema es el más difícil de diseñar sin estar

en el lugar de aplicación, porque en este caso el sistema depende completamente del rio o

canal en cuestión. Por ello en este apartado se darán algunas indicaciones, pero no se entrará

en detalle.

2.7.1. Selección de la Turbina y su Punto de Funcionamiento

La turbina se ha seleccionado gracias a las indicaciones y las ayudas facilitadas por la

empresa Tecnoturbines. Las indicaciones fueron que se requería de una turbina que, debido

a las bajas potencias necesitadas por la aplicación, fuera de reacción y que necesitara el

menor salto de potencia posible. La propuesta de la empresa fue la siguiente turbina (ya con

controlador de carga incorporado):

modelo 100-A

Tensión de salida 12/24 V

Salto mínimo de presión 2 m

Potencia máxima 420/840 W

Generador Trifásico de imanes permanentes

Diámetro de las bridas 100 mm Tabla 2-30. Detalles de la turbina facilitados por la empresa Tecnoturbines.

Como se puede ver en el anexo de cálculos el caudal y la velocidad requeridos para el caso

de máxima energía son de 12 l/s a una velocidad mínima para suplir el salto de tensión de 7

m/s. Como el caudal requerido es muy pequeño se puede considerar que casi todos los ríos

o canales cumplirán con la especificación y podrán mantener la instalación en

funcionamiento la mayor parte del año, siempre que se coloque el equipo en una posición

adecuada.

2.7.2. Equipos Complementarios

Para regular el caudal de entrada a la turbina y poder abrir y cerrar el paso de agua para

tareas de mantenimiento se ha seleccionado el regulador “FV Automatic Flow Controller”

con referencia DS1521 de la casa Electronics [20]. Se debe seleccionar el de diámetro 100

mm para que coincida con la entrada de la válvula.

Por último se debe montar un sistema para aumentar la velocidad del agua, esto dependerá

en gran medida de la velocidad inicial del flujo de agua que lleve el río o canal en esa sección

y deberá ser calculada específicamente para cada aplicación. En el anexo de cálculos se

puede ver una gráfica que muestra el diámetro requerido a la entrada de un tubo para que a

la salida que conecta con la turbina se consiga la velocidad de 7m/s.

Página 54

2.7.3. Selección de Baterías

En este casos se han seleccionado baterías para conseguir aproximadamente un día de

autonomía porque, como se ha dicho, esta autonomía solo será necesaria para tareas de

mantenimiento. Las baterías que se han seleccionado en este caso vuelven a ser de litio.

Caso Tecnología Cbat real (Ah C100) Autonomía (días)

1 LiFePO4 200 0,97

2 LiFePO4 100 0,97

3 LiFePO4 100 1,46

4 LiFePO4 50 0,97

5 LiFePO4 50 1,22

6 LiFePO4 50 1,46

7 LiFePO4 50 1,70

8 LiFePO4 22 0,86

9 LiFePO4 22 0,96

10 LiFePO4 22 1,07

11 LiFePO4 22 1,18

12 LiFePO4 22 1,28

Tabla 2-31. Resumen de las baterías seleccionadas para la alimentación con un sistema hidráulico.

2.7.4. Longitudes Máximas de los Conductores y Fusibles de protección

Los fusibles de protección, las longitudes máximas y las secciones que se han seleccionado

para el sistema son los siguientes:

Tramo de la turbina al regulador Tramo del regulador a las

baterías


carga

Caso Longitud

máxima (m)

Sección

(mm2)

Valor del

fusible

(A)

Longitud

máxima

(m)

Sección

(mm2)

Valor

del

fusible

(A)

Longitud

máxima

(m)

Sección

(mm2)

Valor

del

fusible

(A)

1 54,22 35 80 54,22 35 80 26,85 6 25

2 54,22 35 80 54,22 35 80 26,85 6 25

3 54,22 35 80 54,22 35 80 26,85 6 25

4 54,22 35 80 54,22 35 80 26,85 6 25

5 54,22 35 80 54,22 35 80 26,85 6 25

6 54,22 35 80 54,22 35 80 26,85 6 25

7 54,22 35 80 54,22 35 80 26,85 6 25

8 54,22 35 80 54,22 35 80 26,85 6 25

9 54,22 35 80 54,22 35 80 26,85 6 25

10 54,22 35 80 54,22 35 80 26,85 6 25

11 54,22 35 80 54,22 35 80 26,85 6 25

12 54,22 35 80 54,22 35 80 26,85 6 25 Tabla 2-32. Resumen de las longitudes máximas permitidas, las secciones del cableado y los fusibles para cada tramo.


Página 55

2.7.5. Resumen de Costes del Sistema Hidráulico


el sistema de espectroscopia con energía hidráulica. Se han tenido en cuenta los generadores,

los reguladores de carga y las baterías, no se han tenido en cuenta ni los fusibles, que tienen

un precio muy bajo en comparación al resto de equipos, ni los conductores que variaran

según la longitud requerida.

En este apartado solo se presenta una aproximación. Nuevamente, en el apartado de

presupuesto se podrá ver un precio más exacto y detallado para el caso 1.

Caso Turbina +

Controlador (€) Baterías (€) Total (€)

1 3012,48 1.638,04 4.650,52

2 3012,48 973,62 3.986,10

3 3012,48 973,62 3.986,10

4 3012,48 538,32 3.550,80

5 3012,48 538,32 3.550,80

6 3012,48 538,32 3.550,80

7 3012,48 538,32 3.550,80

8 3012,48 214,69 3.227,17

9 3012,48 214,69 3.227,17

10 3012,48 214,69 3.227,17

11 3012,48 214,69 3.227,17

12 3012,48 214,69 3.227,17 Tabla 2-33. Aproximación de los costes de ejecución material de los equipos para la alimentación del sistema con

energía hidráulica.

Figura 2-20. Resumen de los costes aproximados de ejecución material de los equipos para la alimentación del sistema

con energía mixta eólica-solar

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Co

ste

(€)

Caso

Baterías

Turbina + regulador

Página 56

En este caso los costes no varían en exceso de un caso a otro debido a que la autonomía es

de un solo día, por tanto las baterías son de una capacidad más pequeña.

Página 57

2.8. Conclusiones

Como se ha podido ver durante todo el trabajo, este es un proyecto que trabaja con múltiples

variables, y el sistema de alimentación no se puede elegir sin tener en cuenta factores como

la localización y el consumo de energía requerido. Además, al haberse desarrollado en

paralelo junto a la fuente de alimentación del sistema de espectroscopia, es posible que el

consumo sea algo más elevado de lo previsto debido a cuestiones de rendimiento.

Empezando por el sistema de alimentación con energía fotovoltaica: este es un sistema que

evidentemente depende mucho de la localización pero no es tan aleatorio como bien podría

ser un sistema puramente eólico. En este caso es posible predecir y por tanto dimensionar de

manera adecuada todo el sistema, y poder apurar más con la autonomía de las baterías

(siempre teniendo en cuenta el lugar en el que se aplicará). En este trabajo se ha hecho la

dimensión considerando el peor mes del año por lo que a irradiación solar se refiere, pero si

como se puede ver en el apartado correspondiente las diferencias entre meses son muy

grandes, por tanto, si el estudio debe efectuarse únicamente en ciertos meses del año, los

equipos pueden reducirse considerablemente.

Otra conclusión importante a destacar en el tema de la energía fotovoltaica es la gran

diferencia que existe entre colocar los paneles solares en su orientación e inclinación optimas

con colocarlos totalmente horizontales; no únicamente en lo que respecta al coste, sino que

también en una reducción considerable del número de paneles solares y su potencia. Por

tanto se debe hacer todo lo posible por que sean colocados de esta manera.

Cabe destacar también, que este es el único caso en el que existen muchas posibilidades para

la elección de los generadores, por lo que se puede personalizar más a fondo cada uno de los

casos.

Por lo que respecta a la alimentación con energía eólica: en este caso se ha visto que no

existen tantas opciones para casos de relativamente bajo consumo, por ello en todos los

casos de demanda energética se ha optado por usar el mismo aerogenerador. En este apartado

se ha visto que no es tan fácil predecir el viento que hará durante el año y que los datos no

son tan accesibles como en el caso fotovoltaico, por ello se puede apreciar un incremento

importante de los días de autonomía que se ven claramente reflejados en el coste de las

baterías. Por tanto este caso podría decirse que no es tan fiable como el anterior y si se quiere

disponer de una autonomía relativamente grande se hace económicamente inviable. Por ello

se ha intentado diseñar un sistema mixto eólico solar, y se ha visto que añadiendo

únicamente un panel solar de 150 W, la autonomía se reduce considerablemente. A todo esto

se tiene que tener en cuenta que en los días “sin viento” se ha considerado que no se generará

absolutamente nada, pero esto se ha hecho teniendo en cuenta la velocidad media del viento

que eran los datos disponibles, lo ideal sería, como se ha ido diciendo durante todo el trabajo,

hacer un estudio específico de la zona de implantación.

Por último el sistema hidráulico es el más complejo de todos: por una parte puede tratarse

del más robusto puesto que los ríos o canales siempre dispondrán de caudal suficiente para

alimentar un sistema que requiere tan poca energía y por tanto la autonomía será muy baja

(como se ha comentado únicamente se tiene en cuenta que sea necesaria para tareas de

mantenimiento), por otro lado, el montaje mecánico es más complicado y se debe diseñar

Página 58

específicamente para cada rio o canal. Por último cabe decir que aunque en los canales de

riego puede ser más fácil de implantar el sistema, tal vez en los ríos no sea tan obvio puesto

que en la rivera el agua suele estar estancada y no fluye, por tanto en estos casos se deben

considerar otro tipo de sistema de alimentación.

Por último a continuación se ve un resumen de los costes según el tipo de alimentación para

cada caso:

Figura 2-21. Resumen de costes de ejecución material para cada tipo de alimentación.

En este gráfico se puede ver un resumen de todo lo comentado anteriormente: el caso eólico

es siempre el más caro hasta el caso 4 que al no haber demasiadas alternativas hidráulicas,

este pasa a ser inviable debido a que se usa el mismo equipo prácticamente para todos los

casos. En este gráfico no se aprecia tanto como en el específico la diferencia de precio entre

los casos donde los paneles están inclinados y donde están horizontales.

Lo que sí que se ve claramente es la reducción de costes que conlleva la incorporación de

un panel solar al caso eólico, en algunos es incluso el más económico, que junto a la robustez

que presenta podría ser en líneas generales el más adecuado.

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Co

ste

(€)

Casos

Solar paneles horizontales Solar paneles inclinados Eólico puro Mixto Eólico-solar Hidráulico

3. Anexos



Plasma

ORIOL LEGARRE

Tarragona

Septiembre de 2019

Página 60

3. Anexos .......................................................................................................................... 59

3.1. Cálculo de las Especificaciones de la Aplicación ................................................. 61

3.1.1. Tensiones i Potencias Requeridas ................................................................. 61

3.1.2. Tiempos de Funcionamiento y Energía Diaria .............................................. 62

3.2. Cálculo para la Alimentación con Energía Solar Fotovoltaica ............................. 64


3.2.1.1. Selección del Periodo de Diseño. ........................................................... 64

3.2.1.2. Selección y Justificación de los Ángulos de Orientación e Inclinación . 64

3.2.1.3. Determinación de la Irradiación Solar en la Zona.................................. 65

3.2.1.4. Dimensionado de los Generadores Fotovoltaicos ................................. 67

3.2.1.5. Diseño del Sistema y Selección de los Equipos ..................................... 68

3.2.1.6. Separación Mínima entre Paneles .......................................................... 82

3.3. Cálculo para la Alimentación con Energía Eólica ................................................ 85


3.3.1.1. Caracterización del Viento ..................................................................... 85


88

3.3.1.3. Elección de los días de Autonomía del Sistema ..................................... 91

3.3.1.4. Elección de los Equipos ......................................................................... 92

3.3.2. Instalación ...................................................................................................... 94

3.3.3. Alimentación con Sistema Mixto Eólico-solar .............................................. 95

3.3.3.1. Selección del Generador Solar ............................................................... 95

3.3.3.2. Cálculo de la reducción de los días de autonomía ................................. 95

3.3.3.3. Elección del Sistema de Baterías ........................................................... 96

3.3.3.4. Cálculo de la Sección del Cableado ....................................................... 96

3.3.3.5. Cálculo de las Protecciones .................................................................... 97

3.4. Cálculo para la Alimentación con Sistema Hidráulico ......................................... 98

3.4.1. Proceso .......................................................................................................... 98

3.4.1.1. Selección de la Turbina Necesaria ......................................................... 98

3.4.1.2. Velocidad Necesaria a Partir de la Energía Potencial del Salto ........... 100

3.4.1.3. Equipos Necesarios para Obtener la Velocidad Necesaria .................. 100

3.4.1.4. Selección de las Baterías ...................................................................... 102

3.4.1.5. Cálculo de la Sección del Cableado ..................................................... 102

3.4.1.6. Cálculo de los Fusibles de Protección .................................................. 103

Página 61

3.1. Cálculo de las Especificaciones de la Aplicación

Antes de comenzar a hacer los cálculos para el análisis de las alternativas renovables para la

alimentación del sistema, es preciso poner en claro los requerimientos que tiene el sistema,

así como de la aplicación a estudiar para llevar a cabo una aproximación de la energía

necesaria por día.

3.1.1. Tensiones i Potencias Requeridas

Se recuerda que los aparatos que componen el equipo para su correcto funcionamiento son,

una fuente de alimentación, una bomba de líquidos y un espectroscopio de captación de

datos. Se deja constancia de que el equipo usado actualmente está en fase de prototipo y los

mismos están enormemente sobredimensionados. No es un objetivo de este proyecto la

elección adecuada de las bombas o los instrumentos de espectroscopia. A su vez el desarrollo

de la fuente de alimentación se está llevando a cabo en paralelo, por ello se han considerado

unas pequeñas aproximaciones de los voltajes y potencias necesarios.

Para la aproximación de la potencia consumida de la fuente de alimentación se ha utilizado

el siguiente gráfico:

Figura 3-1. Valores del potencial y la corriente de descarga para varios valores de separación [8].

Se ha considerado el valor máximo de potencia, es decir para una separación de 4 mm, la

tensión es de 1250 V i la corriente de 100 mA, todo ello equivale a una potencia de 125 W.

Este valor debe dividirse por el rendimiento del convertidor, como este se está elaborando

en paralelo, se adoptará un valor arbitrario de 0,9 que resulta en una potencia de unos 138

W.

En la siguiente tabla se pueden ver un resumen de las tensiones y potencias consideradas:

Aparato Voltaje de alimentación (V) Potencia (W)

Fuente de alimentación 12 138

Sistema de control de la fuente

de aimentación ±15 -

Bomba de agua 12 5

Instrumento de espectroscopia 5 5 Tabla 3-1. Resumen de potencias i tensiones de alimentación requeridas.

Página 62

Pese a lo indicado en [21], tanto la bomba de agua como el volumen del líquido a bombear

son muy pequeños. Como se indica en [8], el flujo es de 3,5 ml/min. Por ello el consumo de

la bomba no se calculara mediante el procedimiento indicado, sino que se ha optado por

multiplicar la potencia de la hipotética bomba considerada por el tiempo de funcionamiento.

Se puede ver que la potencia total del equipo subiría a 148 W, pero como se ha dicho, al

estar en fase de prototipo, los apartados finales pueden llegar a cambiar, incluso a añadirse

nuevos, (en este cálculo no se ha tenido en cuenta el equipo de transmisión de datos remoto)

por esto se considerará un factor de seguridad conservador del 25%, que finalmente resulta

en una potencia de 185 W. Esta aproximación no corre peligro de quedarse por debajo del

valor real necesario debido a que, para la fuente, que es el equipo que más consumirá, se ha

considerado un punto de trabajo máximo, pero que no siempre será el de funcionamiento.

3.1.2. Tiempos de Funcionamiento y Energía Diaria

Para saber la energía total requerida, es necesario saber los tiempos de operación. Para este

proyecto se tendrá en cuenta el caso de funcionamiento periódico.

El tiempo de operación nuevamente es un parámetro que variará mucho dependiendo de la

aplicación concreta por ello, en este trabajo se considerarán múltiples valores entre dos

extremos, uno muy elevado, y otro relativamente bajo para poder evidenciar las notables

diferencias que existirían dependiendo de las necesidades.

Para el primer caso, se considera que se necesita tomar una medida cada 5 minutos. Se sabe

que el tiempo medio para tomar una medida es de 2 minutos, por tanto el ciclo de trabajo del

equipo se obtiene aplicando la ecuación número 10:

𝐷 =𝑡𝑜𝑛

𝑡𝑜𝑓𝑓 (10)

Donde:

- ton es el tiempo en el que el equipo está en funcionamiento.

- toff es el tiempo en el que el equipo está sin funcionar.

Por tanto para el primer caso considerado el ciclo de trabajo será del 40%. Eso quiere decir

que en un día el tiempo total de funcionamiento diario será de 9,6 horas, o lo que es lo mismo

9 horas y 36 minutos.

En el segundo caso, se considerará que se requiere hacer una única medida cada hora,

igualmente el tiempo para tomar cada medida es de 2 min, nuevamente con la ecuación 1 se

puede obtener el ciclo de trabajo. En este caso el ciclo de trabajo será del 3,3 %, lo que

quiere decir que durante el día funcionará un total de 0,80 horas, o lo que es lo mismo 48

min.

Los demás casos serán considerados con un incremento de 5 minutos entre cada toma de

medida, desde el primer caso extremo hasta el segundo, dando un total de 12 casos

considerados.

Página 63

Figura 3-2. Ciclos de trabajo para los dos casos extremos.

La energía total diaria se obtiene con el producto de la potencia por el tiempo en

funcionamiento:

𝐸𝑑 = 𝑃 · 𝑡 (11)

Donde:

- Ed es la energía en Wh.

- P es la potencia en W.

- t es el tiempo en h.

Los resultados de todos los casos se pueden ver en la siguiente tabla:

Caso

Intervalo

entre medidas

(min)

Ciclo de

trabajo

Horas de

funcionamiento

diarias (h/dia)

Energía

necesaria

(Wh)

1 5 40,00% 9,60 1776,00

2 10 20,00% 4,80 888,00

3 15 13,33% 3,20 592,00

4 20 10,00% 2,40 444,00

5 25 8,00% 1,92 355,20

6 30 6,67% 1,60 296,00

7 35 5,71% 1,37 253,71

8 40 5,00% 1,20 222,00

9 45 4,44% 1,07 197,33

10 50 4,00% 0,96 177,60

11 55 3,64% 0,87 161,45

12 60 3,33% 0,80 148,00 Tabla 3-2. Resumen de los consumos diarios para los 12 casos considerados.

Se considerará un consumo constante durante todo el año.

En los siguientes apartados del proyecto como ya se ha especificado se estudiarán las

diferentes alternativas renovables con tal de proporcionar esta energía diaria.

Página 64

3.2. Cálculo para la Alimentación con Energía Solar Fotovoltaica

Se ha decidido realizar el cálculo de la instalación para una zona cercana a la localidad de

Tarragona.

3.2.1. Proceso de Cálculo

Para el proceso de dimensionamiento de los generadores fotovoltaicos, se ha tomado como

referencia el especificado en el “Pliego de condiciones técnicas de instalaciones Aisladas de

Red” (PTC-A-REV) [21], que es el siguiente:

1. Selección del periodo de diseño.

2. Selección y justificación de los ángulos de orientación e inclinación.

3. Determinación de Irradiación solar en la zona, para la orientación e inclinación

adoptadas.

4. Dimensionado de los generadores fotovoltaicos adecuados para cada uno de los

casos.

5. Diseño del sistema y selección de los equipos.

6. Determinación de la distancia mínima de separación de los paneles.

3.2.1.1. Selección del Periodo de Diseño.

Tal como se indica en el Anexo I del pliego de condiciones anteriormente citado, para

escenarios de consumo constante a lo largo del año, se utilizará el criterio del “mes peor”.

En este caso como se verá en las siguientes tablas este mes es diciembre.

3.2.1.2. Selección y Justificación de los Ángulos de Orientación e Inclinación

Debido a las restricciones específicas de cada aplicación en lo que respecta a la orientación

e inclinación de los paneles, se considerará nuevamente dos casos: uno en el que casi siempre

será posible su colocación, esto es con los paneles totalmente planos, y otro en el que se

considerará el ángulo más óptimo posible.

La orientación óptima es la que corresponde a los 0º, es decir orientada completamente hacia

el sur.

Siguiendo la siguiente tabla referida al cálculo del ángulo de inclinación del PTC-A-REV

[21], se obtiene el ángulo óptimo:

Periodo de diseño Βopt K

Diciembre Φ + 10 1,7

Julio Φ - 20 1

Anual Φ - 10 1,5 Tabla 3-3. Obtención del ángulo de inclinación óptimo. Φ es la latitud expresada en º.

De la tabla anterior, por tanto se deduce que la inclinación óptima debido a que la zona

seleccionada está a una latitud de 41º, es de 51º. Para trabajar con números exactos se tomará

una inclinación de 50º.

Página 65

3.2.1.3. Determinación de la Irradiación Solar en la Zona

Para determinar la Irradiación solar en la zona de estudio, en este caso Tarragona, se han

comparado los datos de varias fuentes distintas, en todas ellas se ha considerado el peor mes

del año, es decir diciembre.

Primeramente se ha efectuado el estudio para una placa colocada de manera totalmente

horizontal.

En el caso de “Atlas de radiación solar en España utilizando datos del SAF de clima de

EUMETSAT” [22] se obtiene una Irradiación de 1,98 kWh/m2 por dia. En el “Atlas de

Radiació solar a Catalunya” [23], se obtiene una Irradiación de 1,76 kWh/m2 por día.

Por último se introducen los datos en las bases de datos PVGIS (Photovoltaic Geographical

Information System) [24]; y en la base de datos ADRASE [25], y se obtienen para una

inclinación horizontal una Irradiación de 1,88 kWh/m2 y de 2,00 kWh/m2 respectivamente.

En la siguiente tabla se pueden observar los valores de las diferentes fuentes de información

consultadas.

Mes

Atlas de

radiación solar en

España (kWh/m2

por día)

Atlas de

Radiació solar a

Catalunya

(kWh/m2 por

día)

Photovoltaic

Geographical

Information

System (kWh/m2

por día)

ADRASE

(kWh/m2 por

día)

Enero 2,26 2,02 2,15 2,60

Febrero 3,25 2,88 3,12 3,30

Marzo 4,46 4,12 4,67 4,60

Abril 5,76 5,48 5,51 5,70

Mayo 6,51 6,53 6,74 6,90

Junio 7,26 7,01 7,44 7,50

Julio 7,44 6,78 7,32 7,70

Agosto 6,14 5,89 6,34 6,40

Septiembre 4,87 4,60 4,93 5,10

Octubre 3,42 3,26 3,63 3,40

Noviembre 2,41 2,21 2,38 2,30

Diciembre 1,98 1,76 1,88 2,00 Tabla 3-4. Datos mensuales de Irradiación solar para una inclinación horizontal, de las diferentes fuentes consultadas

Se puede observar que hay diferencias, en algunos casos bastante considerables entre las

diferentes fuentes de información consultadas. Debe indicarse que el PTC-A-REV, obliga al

uso de los datos obtenidos del Instituto Nacional de Meteorología o el organismo

Autonómico oficial, por ello se decide considerar el valor de 1,76 kWh/m2 por ser el más

restrictivo y por provenir de la fuente de información más cercana al punto de localización.

Para el segundo caso es necesario obtener el valor de la irradiación sobre el plano del

generador orientado de forma óptima:

Para ello se usara la siguiente ecuación:

𝐺𝑑𝑚 (𝛼, 𝛽) = Gdm (0) · K · FI · FS (12)

Página 66

Donde:

- Gdm (0) es el valor de Irradiación para una superficie horizontal

- K es una constante obtenida de la tabla 3-1, que en este caso es 1,7.

- FI es el factor de Irradiación.

- FS es el factor de sombreado. Que se considera 1, debido a que se considera que la

colocación de los paneles se llevará a cabo en un lugar despejado.

FI se puede encontrar con la siguiente expresión, para un ángulo de inclinación de entre 15

y 90 º:

𝐹𝐼 = 1 − [1,2 · 10−4(𝛽 − 𝛽𝑜𝑝𝑡) + 3,5 · 10−5 · 𝛼2 (13)

En este caso el factor de irradiación es prácticamente 1.

Por tanto para el segundo caso, la Irradiación para la superficie orientada e inclinada en el

ángulo más óptimo posible, Gdm(0,51 ) es igual a 2,99 kWh/m2.

Después de todas estas consideraciones, se desprenden 24 casos totales a considerar:

Irradiación

(kWh/ m2

por dia)

Caso Intervalo entre

medidas (min)

Ciclo de

trabajo

Horas de

funcionamiento

diarias (h/dia)

Energía

necesaria

(Wh)

1,7

6

A1 5 40,00% 9,60 1776,00

A2 10 20,00% 4,80 888,00

A3 15 13,33% 3,20 592,00

A4 20 10,00% 2,40 444,00

A5 25 8,00% 1,92 355,20

A6 30 6,67% 1,60 296,00

A7 35 5,71% 1,37 253,71

A8 40 5,00% 1,20 222,00

A9 45 4,44% 1,07 197,33

A10 50 4,00% 0,96 177,60

A11 55 3,64% 0,87 161,45

A12 60 3,33% 0,80 148,00

2,9

9

B1 5 40,00% 9,60 1776,00

B2 10 20,00% 4,80 888,00

B3 15 13,33% 3,20 592,00

B4 20 10,00% 2,40 444,00

B5 25 8,00% 1,92 355,20

B6 30 6,67% 1,60 296,00

B7 35 5,71% 1,37 253,71

B8 40 5,00% 1,20 222,00

B9 45 4,44% 1,07 197,33

B10 50 4,00% 0,96 177,60

B11 55 3,64% 0,87 161,45

B12 60 3,33% 0,80 148,00 Tabla 3-5. Resumen de la irradiación solar y la energía total necesaria para cada caso.

Página 67

3.2.1.4. Dimensionado de los Generadores Fotovoltaicos

El dimensionado de los generadores solares fotovoltaicos se hará de acurdo con la siguiente

expresión:

𝑃𝑚𝑖𝑛 =𝐸𝑑 · 𝐺𝐶𝐸𝑀

𝐺𝑑𝑚(𝛼, 𝛽) · 𝑃𝑅 (14)

Donde:

- Pmin : Potencia mínima de los generadores (kWp).

- Ed: Consumo diario en kWh/dia.

- GCEM: 1 kWh/m2.

- Gdm(α,β): Irradiación dependiendo de los ángulos de orientación e inclinación en

kWh/ m2·dia

- PR: es el rendimiento energético de la instalación, que tiene en cuenta entre otros las

pérdidas por temperatura, cableado, por el rendimiento de las baterías, etc. Se ha

decidido usar el valor mínimo recomendado en el PTC-A-REV, que es 0,6.

Considerando que la potencia del generador máxima no será superior en un 20% a la potencia

de pico mínima calculada, se obtienen los siguientes resultados:

Gdm(α,β) (kWh/

m2 por dia) Caso Horas (h/dia) Ed (Wh) Pmin (Wp) Pmax (Wp)

1,7

6

A1 9,60 1776,00 1681,82 2018,18

A2 4,80 888,00 840,91 1009,09

A3 3,20 592,00 560,61 672,73

A4 2,40 444,00 420,45 504,55

A5 1,92 355,20 336,36 403,64

A6 1,60 296,00 280,30 336,36

A7 1,37 253,71 240,26 288,31

A8 1,20 222,00 210,23 252,27

A9 1,07 197,33 186,87 224,24

A10 0,96 177,60 168,18 201,82

A11 0,87 161,45 152,89 183,47

A12 0,80 148,00 140,15 168,18

2,9

9

B1 9,60 1776,00 989,97 1187,96

B2 4,80 888,00 494,98 593,98

B3 3,20 592,00 329,99 395,99

B4 2,40 444,00 247,49 296,99

B5 1,92 355,20 197,99 237,59

B6 1,60 296,00 164,99 197,99

B7 1,37 253,71 141,42 169,71

B8 1,20 222,00 123,75 148,49

B9 1,07 197,33 110,00 132,00

B10 0,96 177,60 99,00 118,80

B11 0,87 161,45 90,00 108,00

B12 0,80 148,00 82,50 99,00

Tabla 3-6. Valores máximos y mínimos de potencia de pico de los generadores fotovoltaicos para los distintos casos.

Página 68

3.2.1.5. Diseño del Sistema y Selección de los Equipos

En este apartado se pretende seleccionar y diseñar los equipos necesarios para el

funcionamiento de la instalación. Si es posible, se seleccionarán los productos para que

puedan funcionar en el mayor número de casos posibles, buscando un paso intermedio entre

la eficiencia y la estandarización (evidentemente, en el caso de los paneles solares hará falta

instalar un número diferente de módulos para cada caso).

Para la selección de los equipos se ha consultado básicamente la base de datos en línea

“enfsolar” [26].

Se debe tener en cuenta, que lo ideal es hacer el diseño para cada caso en particular, con el

objetivo de no sobredimensionar los equipos por el hecho de que puedan funcionar en todos

los casos

Selección del Regulador de Carga

Se recuerda que la tensión de la batería ha de ser de 12 voltios para el funcionamiento de la

fuente de alimentación. En algunos casos se deberán colocar dos reguladores para poder

cumplir esta especificación. En estos casos los paneles solares se dividirán en dos grupos,

uno por regulador. También se deberán colocar dos sistemas de baterías. Esta solución podría

parecer más aparatosa que conectar únicamente todos los paneles a dos reguladores en

paralelo, pero de la manera adoptada se aumenta la fiabilidad del sistema ya que cada

regulador trabajará independientemente del otro para dar el punto de máxima potencia.

Además si uno de los dos reguladores fallará todavía se puede contar con la mitad del sistema

para funcionar.

Los reguladores de carga seleccionados son los siguientes:

Caso Pmin

(Wp) Regulador Tipo

Potencia

Regulador

(Wp)

Número de

reguladores

Voltaje

de

circuito

abierto

máximo

(V)

Corriente

máxima de

CC del

generador

(A)

A1 1681,82 SMR1500 Schams-

Electronics GmbH MPPT 935 2 200 65

B1 989,97 SMR2000 Schams-


A2 840,91 SMR1500 Schams-


A3 560,61 LD2450S Wuhan Welead

S&T Co., Ltd MPPT 600 1 50 55

B2 494,98 Wuhan Welead S&T Co.,

Ltd. TD2207 MPPT 260 2 75 30

A4 420,45 TD2410 Wuhan Welead

S&T Co., Ltd MPPT 480 1 100 50

A5 336,36 Wuhan Welead S&T Co.,

Ltd. TD2307 MPPT 390 1 75 30


Ltd. TD2307 MPPT 390 1 75 30


Ltd. TD2307 MPPT 390 1 75 30


Ltd. TD2207 MPPT 260 1 75 30


Ltd. TD2207 MPPT 260 1 75 30


Ltd. TD2207 MPPT 260 1 75 30

Página 69


Ltd. TD2207 MPPT 260 1 75 30


Ltd. TD2207 MPPT 260 1 75 30


Ltd. TD2207 MPPT 260 1 75 30


Ltd. TD2207 MPPT 260 1 75 30


Ltd. TD2207 MPPT 260 1 75 30


Ltd. TD2207 MPPT 260 1 75 30


Ltd. TD2207 MPPT 260 1 75 30


Ltd. TD2207 MPPT 260 1 75 30


Ltd. TD2207 MPPT 260 1 75 30


Ltd. TD2207 MPPT 260 1 75 30


Ltd. TD2207 MPPT 260 1 75 30


Ltd. TD2207 MPPT 260 1 75 30

Tabla 3-7. Características eléctricas de los reguladores de carga seleccionados para cada caso.

En los casos de menor potencia los reguladores pueden estar algo sobredimensionados

porque es necesario que la corriente admisible a la salida supere los 22 A pulsados que

requiere la entrada de la fuente de alimentación.

Caso Pmin (Wp) Regulador Precio por

unidad (€)

Precio total

(€)

A1 1681,82 SMR1500 Schams-Electronics GmbH 544 1088

B1 989,97 SMR2000 Schams-Electronics GmbH 880 880

A2 840,91 SMR1500 Schams-Electronics GmbH 544 544

A3 560,61 LD2450S LD2450S Wuhan Welead S&T Co., Ltd 39,2 39,2

B2 494,98 Wuhan Welead S&T Co., Ltd. TD2207 33,1 66,2

A4 420,45 TD2410 Wuhan Welead S&T Co., Ltd 84,6 84,6

A5 336,36 Wuhan Welead S&T Co., Ltd. TD2307 48,3 48,3















Página 70



B12 82,50 Wuhan Welead S&T Co., Ltd. TD2207 33,1 33,1 Tabla 3-8. Datos económicos de los reguladores en cada caso.

Elección y Conexión de los Módulos Fotovoltaicos

En este apartado se seleccionaran, se cuantificaran y se determinará la manera de conectar

(en serie o en paralelo) los paneles solares necesarios para alcanzar la energía requerida en

cada uno de los casos, para que sean compatibles con las restricciones de tensión y corrientes

máximas impuestas por los reguladores de carga.

Se han seleccionado varios tipos de paneles para poder cumplir las especificaciones en cada

caso:

Modelo PEPV- 285W PEPV - 250W

Pmax (Wp) 285 250

Vmax pot (V) 31,77 30,6

Imax pot (A) 8,97 8,17

VOC (V) 39,38 37,83

ISC (A) 9,31 8,69 Tabla 3-9. Características eléctricas de los distintos paneles solares seleccionados de la marca Eurener Group.

Modelo 85 W 95 W 110 W 120 W 125 W 145 W 155 W

Pmax (Wp) 85 95 110 120 125 145 155

Vmax pot (V) 18,1 18,2 17,8 17,7 17,9 18,2 19,2

Imax pot (A) 4,71 5,23 6,17 6,8 6,98 7,99 8,1

VOC (V) 22,4 22,5 22,1 22,7 22,7 22,5 22,9

ISC (A) 4,99 5,59 6,55 7,36 7,47 8,47 8,65 Tabla 3-10. Características eléctricas de los distintos paneles solares seleccionados de la marca Iberian solar Europe.

A continuación se especificará el tipo de panel de los anteriores seleccionado para cada caso,

y la distribución que se ha seguido con tal de no sobrepasar los máximos de los reguladores.

En la siguiente imagen se puede ver un esquema de una hipotética distribución de paneles

en serie y en paralelo.

Página 71

Figura 3-3. Esquema de la distribución de paneles en serie y en paralelo.

Para encontrar el voltaje en circuito abierto total y la corriente de cortocircuito total se

aplicaran las siguientes expresiones:

𝑉𝑜𝑐,𝑚𝑎𝑥 = 𝑛º𝑠𝑒𝑟𝑖𝑒 · 𝑉𝑂𝐶,𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙 (15)

𝐼𝑠𝑐,𝑚𝑎𝑥 = 𝑛º𝑐𝑎𝑑𝑒𝑛𝑎𝑠 · 𝐼𝑆𝐶,𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙 (16)

Donde:

- 𝑛º𝑠𝑒𝑟𝑖𝑒 𝑦 𝑛º𝑐𝑎𝑑𝑒𝑛𝑎𝑠 son el número de paneles en serie, y el número total de cadenas

en paralelo.

- 𝑉𝑂𝐶,𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙 es el voltaje en circuito abierto de un panel.

- 𝐼𝑆𝐶,𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙 es la corriente de cortocircuito de un panel.

En la tabla 3.9 se pueden ver los paneles seleccionados para cada caso, su distribución en

serie o en paralelo, y sus valores máximos de corriente de cortocircuito y de voltaje de

circuito abierto.

Hay que tener en cuenta que la potencia máxima en este caso estará limitada por el regulador.

Caso Pmin

(Wp)

Pregulador

(Wp) Panel

Potencia

del Panel

(Wp)

Número

de

Paneles

Presult.

(Wp)

Paneles en

serie por

cadena

VOC,max

(V)

Número

de

cadenas

ISC,max

(A)

A1 1681,82 935 PEPV- 285W

285 2x3 1710 11 39,38 2x3 27,93

B1 989,97 1120 PEPV-

285W 250 4 100 1 37,83 4 34,76

A2 840,91 935 PEPV- 285W

285 3 855 1 39,38 3 27,93

A3 560,61 600 PEPV-

285W 285 2 570 1 39,38 2 18,62

B2 494,98 260 PEPV- 250W

250 2x1 500 1 37,83 1 8,69

A4 420,45 480 155 W 155 3 465 1 22,9 3 25,95

A5 336,36 390 85 W 85 4 340 2 44,8 2 9,98

1 En este caso deben de ser dos paneles por cadena y tres cadenas en serie para aumentar la corriente de

cortocircuito total, y cumplir el requisito de capacidad de carga de las baterías que se verá en el siguiente

apartado. Tanto en este caso como en el B2 esta configuración es para un grupo de paneles, ha de multiplicarse

por 2, puesto que se usarán dos reguladores.

Página 72

B3 329,99 390 85 W 85 4 340 1 22,4 4 19,96

A6 280,30 390 145 W 145 2 290 2 45 1 8,47

B4 247,49 260 125 W 125 2 250 1 22,7 2 14,94

A7 240,26 260 125 W 125 2 250 2 45,4 1 7,47

A8 210,23 260 120 W 120 2 240 2 45,4 1 7,36

B5 197,99 260 110 W 110 2 220 2 44,2 1 6,55

A9 186,87 260 110 W 110 2 220 2 44,2 1 6,55

A10 168,18 260 95 W 95 2 190 2 45 1 5,59

B6 164,99 260 95 W 95 2 190 2 45 1 5,59

A11 152,89 260 155 W 155 1 155 1 22,9 1 8,65

B7 141,42 260 155 W 155 1 155 1 22,9 1 8,65

A12 140,15 260 145 W 145 1 145 1 22,5 1 8,47

B8 123,75 260 125 W 125 1 125 1 22,7 1 7,47

B9 110,00 260 120 W 120 1 120 1 22,7 1 7,36

B10 99,00 260 110 W 110 1 110 1 22,1 1 6,55

B11 90,00 260 95 W 95 1 95 1 22,5 1 5,59

B12 82,50 260 85 W 85 1 85 1 22,4 1 4,99 Tabla 3-11. Resumen de los paneles y de las distribuciones seleccionadas para cada caso, así como de sus características

eléctricas.

Se puede ver que en todos los casos se llega a la potencia mínima requerida, y en ninguno

se sobrepasa el 20% de este valor. También se puede ver en la tabla 3-11 que no se

sobrepasan los valores impuestos por el regulador.

Como en el caso de los reguladores, a continuación se inserta una tabla con el coste de los

paneles para cada caso.

Caso Pmin (Wp) Panel Número de

Paneles

Presult.

(Wp) Precio (€/Wp) Precio Total

A1 1681,82 PEPV-

285W 6 1710 0,537 918,27

B1 989,97 PEPV-

250W 4 1000 0,537 573

A2 840,91 PEPV-

285W 3 855 0,537 459,135

A3 560,61 PEPV-

285W 2 570 0,537 306,09

B2 494,98 PEPV-

285W 2 570 0,537 306,09

A4 420,45 PEPV-

250W 2 465 0,300 139,5

A5 336,36 85 W 4 340 0,300 102

B3 329,99 85 W 4 340 0,300 102

A6 280,30 145 W 2 290 0,300 87

B4 247,49 145 W 2 250 0,300 75

A7 240,26 125 W 2 250 0,300 75

A8 210,23 120 W 2 240 0,300 72

B5 197,99 110 W 2 220 0,300 66

A9 186,87 110 W 2 220 0,300 66

Página 73

A10 168,18 95 W 2 190 0,300 57

B6 164,99 95 W 2 190 0,300 57

A11 152,89 155 W 1 155 0,300 46,5

B7 141,42 155 W 1 155 0,300 46,5

A12 140,15 145 W 1 145 0,300 43,5

B8 123,75 125 W 1 125 0,300 37,5

B9 110,00 120 W 1 120 0,300 36

B10 99,00 110 W 1 110 0,300 33

B11 90,00 95 W 1 95 0,300 28,5

B12 82,50 85 W 1 85 0,300 25,5 Tabla 3-12. Datos económicos de los paneles fotovoltaicos en cada caso.

Elección de las Baterías

A continuación se procede a la elección del sistema de almacenamiento de baterías. Es una

especificación para el funcionamiento de la fuente de alimentación que la tensión de las

mismas sea de 12 V.

Se ha elegido una autonomía mínima del sistema de 3 días.

Mediante la ecuación (17) se calcula la capacidad total requerida por el sistema:

𝐿𝐷 =𝐸𝑑

𝑉𝑐𝑐 (17)

Donde:

- Ed es la energía necesaria diaria.

- Vcc es el voltaje de la batería.

Y mediante la ecuación (18) se calcula la capacidad que deben tener las baterías:

𝐶𝑏𝑎𝑡 = 𝐿𝐷 ·𝑁

𝑃𝐷𝑚𝑎𝑥 · 0.9 (18)

Donde:

- LD es la capacidad total requerida por el sistema.

- PDmax es la capacidad de descarga máxima, se selecciona en este caso 70% (un 10%

menos que el recomendado por el fabricante).

- N es el número de días de autonomía.

- 0,9 es el rendimiento del acumulador.

Se debe tener en cuenta la capacidad de carga total de las baterías debe ser inferior a 25 veces

la corriente de cortocircuito del generador solar.

Se recuerda que en el caso A1 y B2 la potencia mínima se divide en dos reguladores solares.

En la siguiente tabla se pueden apreciar los resultados:

Caso Ed (Wp) LD (Ah) Cbat (Ah) ISC, generador (A) Cbat,max

Página 74

A1 1776,00/2 = 888,00 2x74,00 352,38 27,93 698,25

B1 1776,00 148,00 704,76 34,76 869

A2 888,00 74,00 352,38 27,93 698,25

A3 592,00 49,33 234,92 18,62 465,5

B2 888,00/2 = 444,00 2x37,00 176,19 8,69 217,25

A4 444,00 37,00 176,19 25,65 648,75

A5 355,20 29,60 140,95 9,98 249,5

B3 592,00 49,33 234,92 19,96 499

A6 296,00 24,67 117,46 8,47 211,75

B4 444,00 37,00 176,19 14,94 373,5

A7 253,71 21,14 100,68 7,47 186,75

A8 222,00 18,50 88,10 7,36 184

B5 355,20 29,60 140,95 6,55 163,75

A9 197,33 16,44 78,31 6,55 163,75

A10 177,60 14,80 70,48 5,59 139,75

B6 296,00 24,67 117,46 5,59 139,75

A11 161,45 13,45 64,07 8,65 216,25

B7 253,71 21,14 100,68 8,65 216,25

A12 148,00 12,33 58,73 8,47 211,75

B8 222,00 18,50 88,10 7,47 186,75

B9 197,33 16,44 78,31 7,36 184

B10 177,60 14,80 70,48 6,55 163,75

B11 161,45 13,45 64,07 5,59 139,75

B12 148,00 12,33 58,73 4,99 124,75

Tabla 3-13. Capacidades requeridas del sistema y de las baterías, y sus máximos permitidos, en un sistema de

alimentación con energía solar fotovoltaica.

Se puede ver que en ningún caso se sobrepasa la capacidad máxima de las baterías permitida.

Se han seleccionado acumuladores de plomo-ácido de la casa TAB SOLAR [27] que se

conectarán en serie en los casos necesarios para conseguir la tensión requerida de 12 V. La

profundidad de descarga máxima para este caso recomendada por el fabricante es del 80%,

en el cálculo se ha tenido en cuenta un factor más conservador, con una garantía de

funcionamiento de 1500 ciclos. En este caso la capacidad de la batería corresponde a un

tiempo de descarga de 10h. Estas baterías de plomo solo se podrán aplicar en los 3 primeros

casos en los que el regulador de carga no pone ninguna restricción respecto al tipo de batería.

También se han seleccionado baterías de Litio de 12 V de la casa Upower, se puede consultar

las características en la base de datos Autosolar [28]. En este caso nuevamente con una

profundidad de descarga del 100% las baterías según el fabricante aguantan 2500 ciclos.

Nuevamente para los casos A1 y B2 se requerirán dos grupos de baterías como las

seleccionadas.

Caso Cbat

(Ah)

Cbat,max

(Ah) Tecnología

Tensión

(V)

Baterías

en serie C 2 (Ah) Precio (€)

2 En el caso de las baterías de plomo-ácido la capacidad se expresa en C10. En el caso de las de litio la hoja de

características especifica que es la capacidad en descarga rápida.

Página 75

A1 352,38 698,25 OPzS 2 6 385 2.068,22

B1 704,76 869 OPzS 2 6 868 2.021,66

A2 352,38 698,25 OPzS 2 6 465 1.065,26

A3 234,92 465,5 LiFePO4 12 1 300 2.310,86

B2 176,19 217,25 LiFePO4 12 1 200 1.637,31

A4 176,19 217,25 LiFePO4 12 1 200 1.637,31

A5 140,95 249,5 LiFePO4 12 1 150 1.444,27

B3 234,92 499 LiFePO4 12 1 300 2.310,86

A6 117,46 211,75 LiFePO4 12 1 200 1.637,31

B4 176,19 373,5 LiFePO4 12 1 200 1.637,31

A7 100,68 186,75 LiFePO4 12 1 150 1.444,27

A8 88,10 184 LiFePO4 12 1 100 972,89

B5 140,95 163,75 LiFePO4 12 1 150 1.444,27

A9 78,31 163,75 LiFePO4 12 1 100 972,89

A10 70,48 139,75 LiFePO4 12 1 100 972,89

B6 117,46 139,75 LiFePO4 12 1 125 1.133,35

A11 64,07 216,25 LiFePO4 12 1 100 972,89

B7 100,68 216,25 LiFePO4 12 1 200 1.637,31

A12 58,73 211,75 LiFePO4 12 1 100 972,89

B8 88,10 186,75 LiFePO4 12 1 100 972,89

B9 78,31 184 LiFePO4 12 1 100 972,89

B10 70,48 163,75 LiFePO4 12 1 100 972,89

B11 64,07 139,75 LiFePO4 12 1 100 972,89

B12 58,73 124,75 LiFePO4 12 1 100 972,89

Tabla 3-14. Datos de las baterías seleccionadas, en un sistema de alimentación con energía solar fotovoltaica..

Finalmente se calcula la autonomía del sistema mediante la ecuación 19:

𝐴 =𝐶 · 𝑃𝐷𝑚𝑎𝑥

𝐿𝐷· 0.9 (19)

Donde:

- C es la capacidad de carga de las baterías.

- PDmax es la profundidad de descarga máxima.

- LD es el consumo diario en Ah

Caso LD (Ah) Tipo de bat. Tecnología Baterías

en serie C (Ah)

Autonomia

(días)

A1 2x74,00 5 OPzS 350 Pb-ácido 6 385 3,28

B1 148,00 8 OPzS 800 Pb-ácido 6 868 3,69

A2 74,00 6 OPzS 420 Pb-ácido 6 465 3,96

A3 49,33 12 V 300Ah LiFePO4 1 300 3,83

B2 2x37,00 12 V 200Ah LiFePO4 1 200 3,41

A4 37,00 12 V 200Ah LiFePO4 1 200 3,41

Página 76

A5 29,60 12 V 150Ah LiFePO4 1 150 3,19

B3 49,33 12 V 300Ah LiFePO4 1 300 3,83

A6 24,67 12 V 200Ah LiFePO4 1 200 5,11

B4 37,00 12 V 200Ah LiFePO4 1 200 3,41

A7 21,14 12 V 150Ah LiFePO4 1 150 4,47

A8 18,50 12 V 100Ah LiFePO4 1 100 3,41

B5 29,60 12 V 150Ah LiFePO4 1 150 3,19

A9 16,44 12 V 100Ah LiFePO4 1 100 3,83

A10 14,80 12 V 100Ah LiFePO4 1 100 4,26

B6 24,67 12 V 125Ah LiFePO4 1 125 3,19

A11 13,45 12 V 200Ah LiFePO4 1 100 4,68

B7 21,14 12 V 100Ah LiFePO4 1 200 5,96

A12 12,33 12 V 100Ah LiFePO4 1 100 5,11

B8 18,50 12 V 100Ah LiFePO4 1 100 3,41

B9 16,44 12 V 100Ah LiFePO4 1 100 3,83

B10 14,80 12 V 100Ah LiFePO4 1 100 4,26

B11 13,45 12 V 100Ah LiFePO4 1 100 4,68

B12 12,33 12 V 100Ah LiFePO4 1 100 5,11

Tabla 3-15. Autonomía del sistema de baterías, en un sistema de alimentación con energía solar fotovoltaica.

Como se puede observar, en la mayoría de casos la autonomía es bastante superior a los 3

días previstos, aun así se ha adoptado una profundidad de descarga un 10% más

conservadora (en las baterías de plomo, un 30% en las de litio) que las indicaciones del

fabricante.

Cálculo de la Sección del Cableado

En este caso como la longitud de los cables será relativamente corta, para dimensionarlos se

empleará la corriente admisible.

Una vez encontrada la sección necesaria del cable se utilizará el método de las caídas de

tensión admisibles, utilizando la ecuación 11, para encontrar la longitud del cable máxima

que se podrá utilizar.

𝐿 =58 · 𝑆

2 · 𝐼 · 𝑉

(20)

Donde:

- S es la sección en mm2.

- I es la corriente admitida por el conductor.

- V es la caída de tensión máxima, que en este caso según el pliego de condiciones

técnicas será del 1,5%.

- 58 es una constante para la conductividad del cobre.

Los cables de cobre han sido seleccionados siguiendo las indicaciones del REBT-ITC-19

[29], tipo de montaje B1 2xPVC. En muchos casos las secciones no son las inmediatamente

superiores, esto se ha hecho para cumplir las condiciones de los fusibles.

Página 77

Para el tramo que va del generador hasta el regulador, se debe tener en cuenta la corriente

y la tensión en el punto de máxima potencia de los paneles. La corriente en el punto de

máxima potencia se obtiene de multiplicar los valores de Imax,pot de la tabla 3-16 por el

número de cadenas en paralelo. A su vez el voltaje en el punto de máxima potencia se obtiene

de multiplicar los valores de Vmax,pot de la tabla 3-16 por el número de paneles en serie. El

valor las secciones son las siguientes:

Caso

Corriente

punto de

máxima

potencia (A)

Sección del

conductor

(mm2)

Corriente

máxima

admisible (A)

Voltaje en el

punto de

máxima

potencia (V)

Longitud

máxima (m)

A1 26,91 10 50 31,77 22,61

B1 32,68 10 50 30,6 19,33

A2 26,91 10 50 31,77 22,61

A3 17,94 4 27 31,77 13,57

B2 8,17 4 27 30,6 30,93

A4 24,3 10 50 19,2 41,44

A5 9,42 1,5 15 36,2 8,50

B3 18,84 4 27 18,1 22,68

A6 7,99 1,5 15 36,4 9,97

B4 7,99 1,5 15 36,4 30,95

A7 6,98 1,5 15 35,8 11,61

A8 6,8 1,5 15 35,4 12,05

B5 6,17 1,5 15 35,6 13,20

A9 6,17 1,5 15 35,6 13,20

A10 5,23 1,5 15 36,4 15,23

B6 5,23 1,5 15 36,4 15,23

A11 8,1 1,5 15 19,2 18,65

B7 8,1 1,5 15 19,2 18,65

A12 7,99 1,5 15 18,2 19,94

B8 6,98 1,5 15 17,9 23,21

B9 6,8 1,5 15 17,7 24,09

B10 6,17 1,5 15 17,8 26,41

B11 5,23 1,5 15 18,2 30,47

B12 4,71 1,5 15 18,1 34,02

Tabla 3-16. Secciones y longitudes de los conductores para el tramo del generador al regulador, en un sistema de


Para el tramo que va del regulador de carga hasta las baterías se debe tener en cuenta la

corriente máxima de carga de baterías que puede dar el regulador (esta corriente puede ser

diferente a la corriente máxima admisible de cortocircuito del generador presente en la tabla

3-17):

Caso

Corriente máxima

carga de la batería

del regulador (A)

Sección del

conductor (mm2)

Corriente máxima

admisible (A)

Longitud máxima

(m)

Página 78

A1 60 25 84 55,56

B1 80 35 104 58,33

A2 60 25 84 55,56

A3 60 25 84 55,56

B2 30 10 50 44,44

A4 40 16 66 53,33

A5 30 10 50 44,44

B3 30 10 50 44,44

A6 20 4 27 26,67

B4 30 10 50 44,44

A7 30 10 50 44,44

A8 30 10 50 44,44

B5 30 10 50 44,44

A9 30 10 50 44,44

A10 30 10 50 44,44

B6 30 10 50 44,44

A11 30 10 50 44,44

B7 30 10 50 44,44

A12 30 10 50 44,44

B8 30 10 50 44,44

B9 30 10 50 44,44

B10 30 10 50 44,44

B11 30 10 50 44,44

B12 30 10 50 44,44



Por último, para el tramo que va del regulador a la carga se deberá tener en cuenta la

corriente máxima de pico y el voltaje de funcionamiento que requiere la fuente de

alimentación que son 22 A y 12 V.

Caso

Corriente de pico

requerida por la

carga (A)

Sección del

conductor (mm2)

Corriente máxima

admisible (A)

Longitud máxima

(m)

A1 22 6 36 36,36

B1 22 6 36 36,36

A2 22 6 36 36,36

A3 22 6 36 36,36

B2 22 6 36 36,36

A4 22 6 36 36,36

A5 22 6 36 36,36

B3 22 6 36 36,36

Página 79

A6 22 6 36 36,36

B4 22 6 36 36,36

A7 22 6 36 36,36

A8 22 6 36 36,36

B5 22 6 36 36,36

A9 22 6 36 36,36

A10 22 6 36 36,36

B6 22 6 36 36,36

A11 22 6 36 36,36

B7 22 6 36 36,36

A12 22 6 36 36,36

B8 22 6 36 36,36

B9 22 6 36 36,36

B10 22 6 36 36,36

B11 22 6 36 36,36

B12 22 6 36 36,36



En este caso como es lógico las secciones de los conductores son todas iguales.

Página 80

Calculo de las Protecciones

Para el diseño de los fusibles de protección de sobre intensidad es necesario cumplir las

condiciones 21 y 12:

𝐼𝑏 ≤ 𝐼𝑛 ≤ 𝐼𝑧 (21)

Donde:

- Ib es la corriente de diseño del circuito correspondiente.

- In es la corriente nominal del fusible.

- Iz es la corriente máxima admisible del conductor.

𝐼𝑓 ≤ 1,45 · 𝐼𝑧 (22)

Donde:

- If es la corriente convencional de fusión que garantiza el funcionamiento efectivo de

la protección.

- Iz es la corriente máxima admisible del conductor.

El valor de la corriente nominal de los fusibles se extrae de la tabla 3-19:

2 4 6 10 16 20 25 35

40 50 63 80 100 125 160 200

250 315 400 425 500 630 800 1000 Tabla 3-19. Valores normalizados de los fusibles en amperios.

Así mismo el valor de la corriente convencional de fusión se puede extraer de la tabla 3.20:

In (A) Tiempo convencional (h) If (A)

In ≤ 4 1 2,1 In

4 ≤ In ≤ 16 1 1,9 In

16 ≤ In ≤ 63 1 1,6 In

63 ≤ In ≤ 160 2 1,6 In

160 ≤ In ≤ 400 3 1,6 In

400 < In 4 1,6 In Tabla 3-20. Valores de la corriente convencional de fusión.

A continuación se dimensionan los valores de los fusibles para cada tramo siguiendo las

condiciones anteriores:

Para el tramo que va del generador hasta el regulador:

Caso Ib (A)

Valor del

fusible

seleccionado

In (A)

Iz (A) If (A) 1,45 Iz (A)

A1 26,91 35 50 56 72,5

B1 35,88 40 50 64 72,5

A2 26,91 35 50 56 72,5

A3 17,94 20 27 32 39,15

B2 8,17 20 27 32 39,15

A4 24,3 40 50 64 72,5

A5 9,42 10 15 19 21,75

B3 18,84 20 27 38 39,15

A6 7,99 10 15 19 21,75

B4 13,96 20 27 38 39,15

Página 81

A7 6,98 10 15 19 21,75

A8 6,8 10 15 19 21,75

B5 6,17 10 15 19 21,75

A9 6,17 10 15 19 21,75

A10 5,23 10 15 19 21,75

B6 5,23 10 15 19 21,75

A11 8,1 10 15 19 21,75

B7 8,1 10 15 19 21,75

A12 7,99 10 15 19 21,75

B8 6,98 10 15 19 21,75

B9 6,8 10 15 19 21,75

B10 6,17 10 15 19 21,75

B11 5,23 10 15 19 21,75

B12 4,71 10 15 19 21,75 Tabla 3-21: Valores de los fusibles seleccionados para el tramo que va del generador hasta el regulador, en un sistema de


Para el tramo que va del regulador de carga hasta las baterías:

Caso Ib (A)

Valor del

fusible

seleccionado

In (A)

Iz (A) If (A) 1,45 Iz (A)

A1 60 63 84 100,8 121,8

B1 80 80 104 128 150,8

A2 60 63 84 100,8 121,8

A3 60 63 84 100,8 121,8

B2 30 35 50 66,5 72,5

A4 40 50 66 95 95,7

A5 30 35 50 66,5 72,5

B3 30 35 50 66,5 72,5

A6 20 20 27 38 39,15

B4 30 35 50 66,5 72,5

A7 30 35 50 66,5 72,5

A8 30 35 50 66,5 72,5

B5 30 35 50 66,5 72,5

A9 30 35 50 66,5 72,5

A10 30 35 50 66,5 72,5

B6 30 35 50 66,5 72,5

A11 30 35 50 66,5 72,5

B7 30 35 50 66,5 72,5

A12 30 35 50 66,5 72,5

B8 30 35 50 66,5 72,5

B9 30 35 50 66,5 72,5

B10 30 35 50 66,5 72,5

B11 30 35 50 66,5 72,5

B12 30 35 50 66,5 72,5 Tabla 3-22. Valores de los fusibles seleccionados para el tramo que va del regulador de carga a las baterías, en un

sistema de alimentación con energía solar fotovoltaica.

Página 82

Y por último, para el tramo que va del regulador a la carga:

Caso Ib (A)

Valor del

fusible

seleccionado

In (A)

Iz (A) If (A) 1,45 Iz (A)

A1 22 25 36 40 52,2

B1 22 25 36 40 52,2

A2 22 25 36 40 52,2

A3 22 25 36 40 52,2

B2 22 25 36 40 52,2

A4 22 25 36 40 52,2

A5 22 25 36 40 52,2

B3 22 25 36 40 52,2

A6 22 25 36 40 52,2

B4 22 25 36 40 52,2

A7 22 25 36 40 52,2

A8 22 25 36 40 52,2

B5 22 25 36 40 52,2

A9 22 25 36 40 52,2

A10 22 25 36 40 52,2

B6 22 25 36 40 52,2

A11 22 25 36 40 52,2

B7 22 25 36 40 52,2

A12 22 25 36 40 52,2

B8 22 25 36 40 52,2

B9 22 25 36 40 52,2

B10 22 25 36 40 52,2

B11 22 25 36 40 52,2

B12 22 25 36 40 52,2 Tabla 3-23. Valores de los fusibles seleccionados para el tramo que va del regulador a la carga, en un sistema de


Para cerrar el tema de protecciones, siempre que la situación lo permita, según el reglamento

se deberá contar con una toma de puesta a tierra para todos los sistemas que superen los

48 V de tensión nominal a la que como mínimo estarán conectados los sistemas de soporte

del generador y los marcos metálicos de los módulos.

3.2.1.6. Separación Mínima entre Paneles

Para los casos B, en los que los paneles están colocados en su inclinación óptima, es muy

importante calcular la distancia de separación que debe haber entre dos filas de los mismos

paneles para que entre ellos no se hagan sombra mermando así la capacidad de producir

energía.

Para calcular esta distancia se considerará que la plataforma de instalación es totalmente

horizontal, y por tanto se puede emplear la siguiente expresión encontrada en el pliego de

condiciones técnicas de instalaciones conectadas a la red [30]:

𝑑 = ℎ ·1

tan (61 − 𝑙𝑎𝑡𝑖𝑡𝑢𝑑) (23)

Donde:

- h es la diferencia entre la parte alta de una fila y la parte baja de la posterior.

- La latitud se recuerda que son 41 º.

Página 83

En el siguiente esquema sacado de la normativa anteriormente comentada, se pueden

apreciar mejor los parámetros:

Figura 3-4. Parámetros para el cálculo de la separación mínima entre paneles.

En nuestro caso, como se ha comentado, se supone el sistema para colocarse en una

plataforma totalmente horizontal, sin ningún cambio de altura. Por ello la altura h se

calculará mediante la siguiente expresión:

ℎ = sen(Βopt)·l (24)

Siendo:

- Βopt el ángulo óptimo, que como se ha calculado anteriormente es de 51 º.

- l es la altura del panel solar.

En el siguiente esquema se pueden ver estas dimensiones:

Figura 3-5. Cálculo de la altura h.

En la siguiente tabla se expresan los resultados para cada uno de los casos:

Página 84

Caso l (m) h (m) d (m)

B1 1,65 1,28 3,52

B2 1,65 1,28 3,52

B3 1,91 1,48 4,08

B4 1,47 1,14 3,14

B5 1,19 0,92 2,54

B6 1,01 0,78 2,16

B7 1,48 1,15 3,16

B8 1,27 0,99 2,71

B9 1,27 0,99 2,71

B10 1,19 0,92 2,54

B11 1,01 0,78 2,16

B12 1,91 1,48 4,08 Tabla 3-24. Distancias mínimas de separación entre paneles solares inclinados.

Se recuerda que el caso A está pensado para colocar los paneles totalmente horizontales, por

tanto, no existe una separación mínima.

También se hace notar que en la mayoría de los casos, solo se han de colocar uno o dos

paneles, en estos casos, se colocaran uno al lado del otro (siempre que sea posible), y no uno

detrás de otro para asegurarse que siempre están libres de obstáculos. Por tanto solamente

en los casos B1 y B3, será necesaria la utilización de estas distancias.

Página 85

3.3. Cálculo para la Alimentación con Energía Eólica

En este caso se intentará aprovechar la energía disponible en el viento para generar energía

eléctrica para alimentar el sistema de espectroscopia de plasma.

Por falta de datos concretos, se ha decidido diseñar la instalación para una zona genérica de

costa, que cumpla las condiciones de factor de escala y factor de forma como las indicadas,

un sitio concreto podría ser la costa de Tarragona, pero como se puede ver más adelante en

el trabajo, en la figura 3-7, hay muchas zonas en la costa catalana que cumplen estos

requisitos, de todas formas antes de implantar este equipo debería hacerse un estudio

meteorológico con el objetivo de estudiar la viabilidad y de acabar de dimensionar

correctamente los equipos.

3.3.1. Proceso de Cálculo

El proceso de cálculo seguido se expone a continuación:

1. Caracterización del viento en la zona.

2. Cálculo de la potencia promedio y de la energía anual del aerogenerador.

3. Selección de los días de autonomía necesarios.

4. Dimensionado de las baterías

3.3.1.1. Caracterización del Viento

La distribución analítica más utilizada en los estudios de energía eólica es la distribución de

Weibull, que viene dada por la ecuación número 25: [31]

ℎ(𝑣) = (𝐾

𝑐) (

𝑣

𝑐)

𝑘−1

exp [− (𝑣

𝑐)

𝑘

] (25)

Donde:

- k es el factor adimensional de forma.

- c es el factor de escala (m/s).

- v es la velocidad del viento.

El valor de k depende en gran medida de la morfología del terreno. Los datos más usuales

se pueden ver en la tabla 3-25:

Factor de forma k Morfología del terreno

1,2-1,7 Lugares montañosos

1,8-2,5 Grandes llanuras o colinas

2,5-3,0 Campo abierto

3,1-3,5 Zonas costeras

3,5-4 Islas Tabla 3-25. Valor del factor de forma k de la distribución de Weibull según la morfología del terreno.

En la siguiente imagen se puede apreciar la variación de la distribución de Weibull para

diferentes valores del factor de forma (siendo el factor de escala c igual a 1). Se puede

observar que a mayor valor de k (es decir para zonas costeras o islas) el aspecto de la gráfica

es más alto y estrecho, esto quiere decir que la probabilidad de que haya vientos de un valor

determinado es mayor.

Por tanto se puede concluir que a mayor valor de k, las velocidades del viento son más

constantes.

Página 86

Figura 3-6. Variación de la distribución de Weibull para diferentes valores del factor de forma.

El primer paso para el dimensionado de los generadores eólicos es obtener la distribución de

Weibull de la localización escogida. Como ya se ha dicho, lo ideal sería realizar un estudio

del viento en el sitio concreto en el que se va a colocar la instalación obteniendo datos

durante un periodo concreto de tiempo. Como para el presente trabajo esto no es posible, se

ha usado el valor de la velocidad media del viento en la zona como factor de escala y un

valor del factor de forma de 3,1 al ser una zona costera.

El valor de la velocidad media del viento en la zona seleccionada se ha obtenido del Atlas

eólico de España [32]:

Figura 3-7. Mapa de la velocidad media del viento en Catalunya a 80 m.

Página 87

Se puede ver que en la zona de Tarragona se tiene una velocidad del viento media de entre

5 y 5,5 m/s (4,5 en algunas zonas). Se adoptará un valor intermedio de 5,25 m/s.

Hay que tener en cuenta que esta medida se da a 80 m de altura, pero en el caso que estamos

estudiando al tratarse de un caso de pequeña potencia, la altura máxima a la que se colocarán

los aerogeneradores se ha decidido que sea de aproximadamente entre 8 y 10 m, por tanto

mediante la siguiente ecuación se obtiene la reducción que se debe aplicar:

𝑣(𝐻2)

𝑣(𝐻1)= (

𝐻2

𝐻1)

𝛼

(26)

Donde:

- 𝑣(𝐻2) es la velocidad del viento en la altura donde se quiere realizar la instalación.

- 𝑣(𝐻1) es la velocidad del viento en la altura donde se ha hecho la medida.

- 𝐻2 es la altura donde se quiere realizar la instalación.

- 𝐻1 es la altura donde se ha medido la velocidad del viento.

- 𝛼 es el coeficiente de rugosidad que depende del terreno.

El coeficiente de rugosidad se puede obtener de la siguiente tabla:

Coeficiente de rugosidad Tipo de terreno

0,1 Mar o desierto

0,15-0,2 Campos de cultivo

0,25 Bosques

0,3 Terreno Urbano

0,4 Rascacielos Tabla 3-26. Coeficiente de rugosidad dependiendo del tipo de terreno.

Se obtiene un factor de 0,81 que multiplicado a los 5,25 m/s resulta en una velocidad media

de 4,26 m/s.

Finalmente mediante MATLAB se obtiene la distribución de Weibull de la velocidad del

viento para la zona seleccionada es la siguiente:

Página 88

Figura 3-8. Distribución de Weibull de la velocidad del viento para la zona seleccionada.


El procedimiento a seguir para el cálculo de la potencia promedio del aerogenerador es el

siguiente:

1. Primero de todo se debe conseguir la curva de potencia del aerogenerador, y

mediante aproximarla a una recta o polinomio entre las velocidades de arranque

del aerogenerador y 10 m/s que es la máxima que se puede dar según la

distribución de Weibull de la figura 3-8. A esta recta o polinomio se llamará

W(v).

2. Seguidamente mediante la siguiente expresión se puede calcular la probabilidad

de que la velocidad del viento se encuentre entre dos valores determinados:

𝑃(𝑣0 ≤ 𝑣 ≤ 𝑣1) = ∫ ℎ(𝑣) 𝑑𝑣 = exp [− (𝑣0

𝑣)

𝑘

] − exp [− (𝑣0

𝑣)

𝑘

] 𝑣1

𝑣0

(27)

Esto se llevará a cabo para todas las velocidades dentro del rango velocidad de

arranque – 10 m/s.

3. Se multiplica la probabilidad de cada velocidad por la potencia del aerogenerador

a esa velocidad y se suma. Se puede ver la expresión final en la ecuación número

28.

𝑃𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 = ∑ 𝑃(𝑣0 ≤ 𝑣 ≤ 𝑣1) · W(v) (28)

4. Por último se multiplica esta potencia por el número de horas que tiene un año y

se consigue la energía anual producida por el aerogenerador.

Este proceso queda reflejado en el siguiente diagrama de bloques, que posteriormente se

implementará en MATLAB para su ejecución:

Página 89

Figura 3-9. Diagrama de bloques del proceso a seguir para calcular la potencia promedio y la energía anual.

El código MATAB que implementa el anterior proceso es el siguiente:

%Variables

v0=2,5;

v1=v0+0.1;

potencia=0;

energia=0

%Parámetros distribución de Weibull

c=4.26;

k=3.1;

v=0:0.1:12;

%Distribución de Weibull

y=(k/c)*(v/c).^(k-1).*exp(-(v/c).^k);

%Datos fabricante

Vv1=[2.5 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10];

P1=[0 50 75 100 140 170 200 225 250 275 300 325 350 375 400];

%Se ajustan los anteriores datos a un polinomio de grado 1

W=polyfit(Vv1,P1,1); %Se calcula la potencia promedio while (v1<=10-2.5)

prob=exp(-(v0/c)^k)-exp(-(v1/c)^k);

potencia=potencia+polyval(w1,v1)*prob;

v0=v0+0.1;

v1=v1+0.1;

end

%Se calcula la energía anual

Energia=potencia*8760

Página 90

Se ha seleccionado el aerogenerador “Ecosolar Aero 400 12 V” disponible en el siguiente

sitio web [33]

Se ha seleccionado este aerogenerador porque, aparte de dar la salida de 12 V necesaria,

funciona a una velocidad relativamente baja, requiere 2,5 m/s para empezar a funcionar y da

su potencia nominal a los 10 m/s. En la siguiente figura se puede ver su gráfica de potencia:

Figura 3-10. Curva de potencia facilitada por el fabricante del aerogenerador Ecosolar Aero 400 12 V.

En la siguiente imagen se puede ver la aproximación lineal que se ha hecho en el intervalo

de estudio, es decir entre 2,5 y 10 m/s:

Figura 3-11. Aproximación polinómica de la curva de potencia facilitada por el fabricante del aerogenerador Ecosolar

Aero 400 12 V.

Página 91

Finalmente los resultados de la simulación dan una potencia promedio de 77,01 W, y una

energía de 674,61 kWh anuales.

Como se puede ver, si se multiplica la energía diaria necesaria para el caso de máxima

energía de la tabla 3-2 por los 365 días del año, se puede ver que con únicamente un

aerogenerador como el seleccionado se puede obtener la energía necesaria. El problema

recae en que el viento es un fenómeno prácticamente aleatorio, y probablemente no todos

los días pueda funcionar el aerogenerador. Por esto, en el siguiente apartado se justifican los

días de autonomía para los que deben estar dimensionadas las baterías.

3.3.1.3. Elección de los días de Autonomía del Sistema

Para la elección de los días de autonomía del sistema se ha consultado la base de datos

meteorológica datosclima.es [34]. En esta base de datos se ha seleccionado la estación

meteorológica más próxima posible, que es el aeropuerto de Reus, esta zona al ser una zona

abierta podría presentar características similares (o más restrictivas) a las de la zona costera

seleccionada, en todo caso se reitera que idealmente se debería hacer un estudio

meteorológico en la zona exacta de implantación del equipo.

La base de datos dispone de las velocidades medias y máximas diarias, se ha decidido elegir

los días de autonomía en base al número de días seguidos en los que la velocidad del viento

es inferior a la velocidad de arranque del aerogenerador.

Se han analizado los datos de los últimos 3 años, y se ha comprobado que el mayor periodo

de días sin alcanzar la velocidad mínima de viento requerida fue de 17 entre finales de

diciembre del año 2016, y primeros de enero del año 2017. En la siguiente tabla se pueden

ver dichos días:

Día Racha de viento máxima (m/s) Velocidad media (m/s)

17/12/2016 12,8 4,7

18/12/2016 9,7 4,7

19/12/2016 11,7 4,4

20/12/2016 13,3 5,3

21/12/2016 9,7 1,1

22/12/2016 6,1 1,7

23/12/2016 7,8 1,7

24/12/2016 8,3 2,2

25/12/2016 4,7 1,4

26/12/2016 3,6 1,9

27/12/2016 6,7 1,1

28/12/2016 4,7 1,9

29/12/2016 5 1,9

30/12/2016 5 1,4

31/12/2016 5 1,4

01/01/2017 5,8 1,9

02/01/2017 8,3 2,2

03/01/2017 6,1 1,4

04/01/2017 6,1 1,1

05/01/2017 5 1,7

06/01/2017 5,8 1,4

07/01/2017 7,2 2,5

08/01/2017 5,8 0,8 Tabla 3-27. Máximo de días consecutivos con una velocidad de viento media inferior a la requerida para el arranque del

aerogenerador.

Página 92

Se puede ver que entre los días 21/12/2016 y 06/01/2017, ambos incluidos, la velocidad

media del viento es menor a 2,5 m/s. Pese a ello, evidentemente habrá momentos del día en

que el aerogenerador sí que podrá generar energía puesto que las rachas máximas diarias

superan con creces esta velocidad mínima. Es importante observar también que en los 4 días

anteriores a esta “mala racha” las velocidades del viento son de entre 4,4 y 5,3 m/s. Haciendo

un cálculo rápido considerando que estará las 24h en esta velocidad, y para el caso de más

energía requerida (recordemos 1776 Wh/día), se obtiene energía para 7 días.

Teniendo en cuenta todo esto, y sabiendo que probablemente el sistema quedará

sobredimensionado, se calcularán las baterías con una autonomía de 17 días.

3.3.1.4. Elección de los Equipos

En este apartado se pretende seleccionar y diseñar, los equipos necesarios para el

funcionamiento de la instalación. En este caso se ha visto que con un único aerogenerador

de los seleccionados es posible alimentar el sistema para el caso con más demanda de

energía, por ello para esta alternativa de alimentación, el aerogenerador y el regulador de

carga serán iguales para todos los casos (evidentemente, la sección de cableado y los fusibles

también) lo que variará será el dimensionado de las baterías para los días de autonomía

elegidos.

Selección del Aerogenerador y del Regulador de Carga

En el caso del aerogenerador, se ha tenido que hacer la selección previamente para poder

calcular la potencia promedio y la energía anual producida, como se ha mencionado en

apartados anteriores, el aerogenerador utilizado es el modelo “Ecosolar Aero 12V”, y sus

características principales se pueden ver nuevamente en la tabla 3-28:

Número de hélices 5

Diámetro 1,22 m

Material Fibra de vidrio con nylon

Sistemas de control Regulador electrónico eólico con control

mediante pantalla led

Alternador Trifásico de imanes permanentes

Potencia nominal 400 W

Potencia máxima 600 W

Voltaje 12 V

Velocidad de viento para arranque 2,5 m/s

Velocidad de viento para funcionar a la velocidad nominal 10 m/s

Velocidad del viento para funcionar a la máxima potencia 15 m/s

Peso 8,5 kg Tabla 3-28. Características del aerogenerador “Ecosolar Aero 12 V”.

El generador eólico incorpora su propio regulador de carga, este esta dimensionado para

soportar los 600 W a 12 V del aerogenerador, y a parte incluye un pequeño módulo de 150

W para incorporar generadores fotovoltaicos complementarios.

Página 93

Dimensionado y Selección de las Baterías

A diferencia del aerogenerador y del regulador de carga, en este caso sí que se tendrá que

hacer una selección específica para cada uno de los casos de demanda de energía. El

procedimiento empleado es el mismo que en el apartado anterior: mediante la ecuación

número 17 se calcula la capacidad total requerida por el sistema (que sigue siendo la misma

que en dicho apartado), y mediante la ecuación número 18 se calcula la capacidad que

deberán tener las baterías, nuevamente se tiene en cuenta el factor de 0,9 por el rendimiento

del acumulador. En este caso se ha optado por baterías estacionarias de gel (OPzV) de la

casa OPPECKE [35] con una profundidad de descarga del 80% (1500 ciclos). En todos los

casos las baterías son de 12 V. Por último se ha calculado también la autonomía real del

equipo.

En la siguiente tabla se puede ver un resumen de los resultados de los cálculos, y de las

baterías seleccionadas:

Caso ED (Wh) LD (Wh) Cbat (Ah) Tecnología Cbat real (Ah

C100)

Autonomia (días)

1 1776,00 148,00 3494,44 OPzV 3910 19,02

2 888,00 74,00 1747,22 OPzV 1955 19,02

3 592,00 49,33 1164,81 OPzV 1412 20,61

4 444,00 37,00 873,61 OPzV 1130 21,99

5 355,20 29,60 698,89 OPzV 847 20,60

6 296,00 24,67 582,41 OPzV 670 19,56

7 253,71 21,14 499,21 OPzV 574 19,55

8 222,00 18,50 436,81 OPzV 478 18,60

9 197,33 16,44 388,27 OPzV 430 18,83

10 177,60 14,80 349,44 OPzV 359 17,46

11 161,45 13,45 317,68 OPzV 359 19,21

12 148,00 12,33 291,20 OPzV 359 20,96 Tabla 3-29. Características de las baterías seleccionadas para el caso de alimentación son un sistema eólico.

Como se puede ver en este caso, pese a tener un único aerogenerador, la aleatoriedad del

viento hace que se tenga que tener unas baterías con muchas autonomía, cosa que incrementa

el precio del sistema considerablemente.

Cálculo de la Sección del Cableado

Como se ha comentado anteriormente, en esta ocasión las secciones del cableado serán

iguales para todos los casos.

Se consideran 3 tramos:

Tramo Potencia

(W)

Tensión

(V)

Corriente

(A)

Sección

(mm2)

Corriente

máxima

admisible (A)

Longitud

máxima

(m)

Aerogenerador

- Regulador 600 12 50 25 84 47,94

Regulador -

Baterías 600 12 50 25 84 47,94

Regulador –

Carga - 12 22 6 36 26,85

Tabla 3-30. Secciones y longitudes máximas de los conductores para el caso de alimentación son un sistema eólico.

Página 94

Se hace constar que no se dispone de mucha información del regulador de carga, que viene

incorporado con el generador eólico, por ello es posible que la corriente de carga de las

baterías deba ser menor, en cuyo caso se podría utilizar un conductor de menor sección.

Cálculo de las Protecciones

Nuevamente las protecciones se calculan igual que anteriormente. Los resultados se pueden

ver a continuación:

Tramo Ib (A)

Valor del

fusible

seleccionado

In (A)

Iz (A) If (A) 1,45 Iz (A)

Aerogenerador

- Regulador 50 63 84 100,8 121,8

Regulador -

Baterias 50 63 84 100,8 121,8

Regulador –

Carga 22 25 36 40 52,2

Tabla 3-31. Valores de los fusibles seleccionados para el caso de alimentación son un sistema eólico.

3.3.2. Instalación

Como se ha comentado en apartados anteriores, la altura a la que está pensado que trabaje el

aerogenerador, es entre 8 y 10 m, por ello será necesaria la incorporación de un poste

apropiado para alcanzar dicha altura. El mismo fabricante ofrece las siguientes indicaciones

[33]:

- Poste de 48 mm de grosor (aproximadamente).

- Si se instala en un tejado, se recomienda utilizar un poste de 3 metros de alto.

- Si se instala a nivel de suelo sin obstáculos alrededor, se recomienda utilizar un poste

de 5-6 metros de alto.

- Si se instala a nivel de suelo en un lugar dónde haya obstáculos alrededor, se

recomienda utilizar un poste de 7 a 10 metros de alto.

Un ejemplo es el siguiente poste de 8,8 m de altura disponible en el siguiente enlace [36].

Página 95

3.3.3. Alimentación con Sistema Mixto Eólico-solar

En este pequeño apartado, se aprovechará las características del regulador de carga eólico,

que también dispone de conexión para paneles fotovoltaicos de 150 W, para disminuir de

algún modo los días de autonomía de la batería necesarios.

3.3.3.1. Selección del Generador Solar

El panel se ha seleccionado por la potencia máxima que puede ofrecer para aprovechar al

máximo las prestaciones del controlador de carga.

Se usará el siguiente panel solar de la casa “Eco Green Energy” también extraído del

catálogo enfsolar [26]:

Modelo EGE-150P-36

Pmax (Wp) 150

Vmax pot (V) 18,4

Imax pot (A) 8,15

VOC (V) 22,51

ISC (A) 8,75 Tabla 3-32. Características eléctricas del panel solar seleccionado de la marca “Eco Green Energy”.

3.3.3.2. Cálculo de la reducción de los días de autonomía

La reducción de los días de autonomía se calculará teniendo en cuenta la energía que el panel

solar producirá en los 17 días que no habrá viento:

𝐷𝑖𝑎𝑠𝑎𝑢𝑡𝑜𝑛𝑜𝑚𝑖𝑎 =𝐸17𝑑𝑖𝑎𝑠 − 𝐸𝑆𝑜𝑙𝑎𝑟𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑖𝑑𝑎

𝐸𝑑 (29)

Donde:

- E17dias es la energía necesaria para 17 días.

- ESolarProducida es la energía solar que se produce en 17 días.

- Ed es la energía diaria necesaria

Nuevamente en este caso se vuelve a considerar el peor mes del año que es diciembre, pero

en este caso se hará el estudio simplemente para los paneles solares colocados de manera

óptima.

En los casos en los que la energía producida por los paneles solares sea mayor que la

requerida por el sistema en los 17 días, se seleccionaran los 3 días de autonomía mínimos

que se han seleccionado en el caso de energía solar.

En la siguiente tabla se puede ver un resumen de resultados:

Caso Ed (Wh) E17días (Wh) EsolarProducida (wh) Díasautonomía (días) Días

1 1776,00 30192,00 7624,5 12,71 13

2 888,00 15096,00 7624,5 8,41 9

3 592,00 10064,00 7624,5 4,12 5

4 444,00 7548,00 7624,5 -0,17 3

5 355,20 6038,40 7624,5 -4,47 3

6 296,00 5032,00 7624,5 -8,76 3

7 253,71 4313,14 7624,5 -13,05 3

8 222,00 3774,00 7624,5 -17,34 3

9 197,33 3354,67 7624,5 -21,64 3

10 177,60 3019,20 7624,5 -25,93 3

Página 96

11 161,45 2744,73 7624,5 -30,22 3

12 148,00 2516,00 7624,5 -34,52 3 Tabla 3-33. Días de autonomía para el sistema de alimentación mixto eólico-solar

Como se puede ver en todos los casos la autonomía baja considerablemente de los 17 días

que se requerían en el caso con alimentación puramente eólico.

3.3.3.3. Elección del Sistema de Baterías

La reducción en los días de autonomía conseguidos tiene efecto directo en la reducción del

sistema de baterías necesario.

El método usado es el mismo que en los casos anteriores, por tanto, salvo en los 3 primeros

casos, las baterías son similares a las del sistema solar fotovoltaico, puesto que se requiere

de los mismos días de autonomía.


C100) Autonomía (días)

1 1776,00 148,00 2672,22 PVV 2740 13,33

2 888,00 74,00 925,00 OPzV 1130 10,99

3 592,00 49,33 342,59 OPzV 359 5,24

4 444,00 37,00 154,17 LiFePO4 200 3,89

5 355,20 29,60 123,33 LiFePO4 125 3,04

6 296,00 24,67 102,78 LiFePO4 125 3,65

7 253,71 21,14 88,10 LiFePO4 100 3,41

8 222,00 18,50 77,08 LiFePO4 100 3,89

9 197,33 16,44 68,52 LiFePO4 100 4,38

10 177,60 14,80 61,67 LiFePO4 100 4,86

11 161,45 13,45 56,06 LiFePO4 100 5,35

12 148,00 12,33 51,39 LiFePO4 100 5,84 Tabla 3-34. Características de las baterías seleccionadas para el caso de alimentación con un sistema mixto eólico-solar.

3.3.3.4. Cálculo de la Sección del Cableado

Las secciones serán iguales que en caso puramente eólico pero se añade un cuarto tramo que

es el que va del panel solar hasta el regulador de carga:

Tramo Potencia

(W)

Tensión

(V)

Corriente

(A)

Sección

(mm2)

Corriente

máxima

admisible (A)

Longitud

máxima

(m)

Aerogenerador

- Regulador 600 12 50 25 84 47,94

Generador

solar -

Regulador

150 18,4 8,15 1,5 15 16,1

Regulador -

Baterias 600 12 50 25 84 47,94

Regulador –

Carga - 12 22 6 36 26,85

Tabla 3-35. Secciones y longitudes máximas de los conductores para el caso de alimentación son un sistema eólico.

Se hace constar que no se dispone de mucha información del regulador de carga, que viene

incorporado con el generador eólico, por ello es posible que la corriente de carga de las

baterías deba ser menor, en cuyo caso se podría utilizar un conductor de menor sección.

Página 97

3.3.3.5. Cálculo de las Protecciones

Nuevamente las protecciones se calculan igual que en apartados anteriores. Los resultados

se pueden ver a continuación:

Tramo Ib (A)

Valor del

fusible

seleccionado

In (A)

Iz (A) If (A) 1,45 Iz (A)

Aerogenerador

- Regulador 50 63 84 100,8 121,8

Generador

solar -

Regulador

8,15 10 15 15,48 21,75

Regulador -

Baterias 50 63 84 100,8 121,8

Regulador –

Carga 22 25 36 40 52,2

Tabla 3-36. Valores de los fusibles seleccionados para el caso de alimentación son un sistema eólico.

Página 98

3.4. Cálculo para la Alimentación con Sistema Hidráulico

En el caso de que la instalación deba ser colocada en un rio o canal de riego, sería interesante

aprovechar la energía disponible en el flujo de agua para generar la electricidad requerida

por el sistema, por ello la localización en este caso será un rio o canal que cumpla las

especificaciones de caudal mencionadas más adelante. Pese a que la turbina requiera de un

salto de presión para funcionar, en este caso al necesitar poca potencia lo que se hará es usar

la energía cinética del agua, en lugar de energía potencial.

Por tanto en este apartado se comentará como debe ser el diseño de una instalación

generadora de electricidad a partir del flujo de agua. El problema en este caso viene debido

a que, por pequeño que sea, se requiere un cálculo mecánico para el diseño de ciertos

eleemntos en comparación con los casos anteriores, por ello se comentan que características

deben cumplir pero el diseño como tal de esta obra es específico de cada lugar de aplicación.

3.4.1. Proceso

Para este caso se han seguido las recomendaciones del manual número 6 de energías

renovables de IDEA correspondiente a Minicientrales Hidroeléctricas [37], pese a ello, estas

recomendaciones están pensadas para sacar la mayor energía posible de una minicentral

hidroeléctrica, pero como en este caso solo se requiere una energía determinada, se hará el

estudio para dicho valor mínimo de energía.

El proceso a seguir será el siguiente:

1. Selección de la turbina necesaria:

a. Selección del caudal requerido.

b. Selección del salto requerido.

2. Cálculo de la energía cinética necesaria a partir de la energía potencial del salto

requerido, y a partir de esto, determinación de la velocidad del agua.

3. Determinación de los equipos necesarios para conseguir dicho caudal.

4. Selección de las baterías.

5. Selección de los elementos de protección.

Según IDEA, se debería calcular el caudal total anual turbinable en el río o canal, pero en

nuestro caso como se verá en los siguientes apartados, el caudal necesario es muy pequeño,

por tanto es lógico que cualquier río o canal disponga de caudal suficiente para poder instalar

el sistema.

3.4.1.1. Selección de la Turbina Necesaria

Para la selección de la turbina, se ha contactado con la empresa española Tecnoturbines [38],

y una vez enviadas las especificaciones, su propuesta de turbina fue la siguiente:

modelo 100-A

Tensión de salida 12/24 V

Salto mínimo de presión 2 m

Potencia máxima 420/840 W

Generador Trifásico de imanes permanentes

Diámetro de las bridas 100 mm Tabla 3-37. Características técnicas del modelo de turbina facilitado por la empresa Tecnoturbines.

Como se puede ver se pidió una turbina que fuera capaz de operar con el menor salto posible

y, por tanto usando un mayor caudal.

Página 99

A partir de la siguiente gráfica, también aportada por el fabricante se puede extraer el salto

y el caudal necesario.

Figura 3-12. Curvas Caudal–Salto de presión y Caudal-Potencia de la turbina propuesta por el fabricante.

Una de las ventajas del sistema con alimentación hidráulica es que puede estar funcionando

de manera continuada, por ello la potencia necesaria es relativamente baja.

Usando la energía diaria para el caso con más consumo, y dividiéndola entre 24 h de

funcionamiento del sistema de generación, se obtiene una potencia de 74 W, que se

redondeará a 100 W para cargar una pequeña batería.

Figura 3-13. Selección del caudal y del salto necesario para la generación de energía requerida.

Como se puede ver un caudal de 12 l/s y un salto de tan solo 2,5 m.

Página 100

3.4.1.2. Velocidad Necesaria a Partir de la Energía Potencial del Salto

En el presente caso, al requerir una potencia tan pequeña, no se usará un salto de agua, sino

que se obtendrá la energía mediante la energía cinética de un flujo de agua captado del rio o

canal.

Para ello se usará la siguiente ecuación:

𝐸𝑐𝑖𝑛é𝑡𝑖𝑐𝑎 = 𝐸𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎𝑙 (30)

De donde se puede obtener:

1

2𝑚𝑣2 = 𝑚𝑔ℎ

𝑣 = √2𝑔ℎ

(31)

Donde:

- v es la velocidad requerida en m/s.

- g es la aceleración de la gravedad.

- h es la altura del salto.

Con la altura del salto obtenida de la gráfica 5.2 y conociendo que la aceración de la gravedad

es 9,81 m/s2, se obtiene una velocidad necesaria de 7 m/s.

3.4.1.3. Equipos Necesarios para Obtener la Velocidad Necesaria

Primero de todo, se comprueba que se tiene una sección suficiente en la entrada de la turbina

para hacer frente a la velocidad requerida en el apartado anterior junto al caudal de agua

necesario obtenido de la gráfica 3-13. Para ello se usará la ecuación número 32:

𝑄 = 𝐴𝑣 (32)

Donde:

- Q es el caudal en m3/s.

- A es el área requerida en m2.

- v es la velocidad en m/s.

Se obtiene un área necesaria de 1642,85 mm2. Se recuerda que el diámetro de entrada de la

turbina es de 100 mm, por tanto se dispone de un área de 7883,89 mm2, más que suficiente.

Para que no entre un caudal mayor al necesario, y para poder cerrar y abrir el paso de agua

para poder realizar tareas de mantenimiento, se utilizará un regulador de caudal volumétrico.

Se ha seleccionado por su diámetro de entrada, para que encaje con el de la turbina. El

regulador seleccionado es el “FV Automatic Flow Controller” con referencia DS1521 de la

casa Electronics [20]. Se debe seleccionar el de diámetro 100 mm.

Por último se debe montar un sistema para aumentar la velocidad del agua, esto dependerá

en gran medida de la velocidad inicial del flujo de agua que lleve el río o canal en esa sección,

y deberá ser calculada específicamente para cada aplicación.

Página 101

El sistema está formado por una tubería con un área inicial, que se estrechara gradualmente

hasta un diámetro de 100 mm, para obtener la velocidad deseada.

Figura 3-14. Esquema de la tubería para el aumento de la velocidad del agua.

Como el caudal de agua se mantiene constante a lo largo del recorrido de la tubería, el área

inicial se calcula de la siguiente manera:

𝑄1 = 𝑄2

𝐴1𝑣1 = 𝐴2𝑣2

𝐴1 =𝐴2𝑣2

𝑣1

(33)

Donde A2 y la v2 son conocidas, y v1 es la velocidad a la que fluye el agua del rio o canal.

Una gráfica que aproximada del diámetro del tubo requerido dependiendo de la velocidad

del rio o canal es la siguiente:

Figura 3-15. Diámetro de la entrada del tubo receptor de agua dependiendo de la velocidad del cauce del rio o canal.

En el cálculo de dicha tubería se tendrán que tener en cuenta las pérdidas por conducción del

líquido.

Página 102

También se tiene que tener en cuenta que tal vez la velocidad del rio no es constante durante

el año por ello se debe dimensionar la entrada del tubo de aumento de velocidad para que la

turbina funcione siempre.

3.4.1.4. Selección de las Baterías

En este caso la elección de la autonomía es totalmente libre puesto que el sistema lo que

pretende es hacer medidas en la concentración de soluciones. Suponiendo que lo que se está

midiendo es el agua del propio rio o canal, en el momento que no haya agua tampoco existirá

muestra para medir, por tanto tampoco es necesario que haya energía almacenada. Aún con

todo se instalarán unas pequeñas baterías que contengan la energía necesaria para aguantar

un día sin producción por si acaso la instalación requiere de mantenimiento.


C100)

Autonomía (días)

1 1776,00 148,00 205,56 LiFePO4 200 0,97

2 888,00 74,00 102,78 LiFePO4 100 0,97

3 592,00 49,33 68,52 LiFePO4 100 1,46

4 444,00 37,00 51,39 LiFePO4 50 0,97

5 355,20 29,60 41,11 LiFePO4 50 1,22

6 296,00 24,67 34,26 LiFePO4 50 1,46

7 253,71 21,14 29,37 LiFePO4 50 1,70

8 222,00 18,50 25,69 LiFePO4 22 0,86

9 197,33 16,44 22,84 LiFePO4 22 0,96

10 177,60 14,80 20,56 LiFePO4 22 1,07

11 161,45 13,45 18,69 LiFePO4 22 1,18

12 148,00 12,33 17,13 LiFePO4 22 1,28

Figura 3-16. Baterías seleccionadas para el caso de alimentación con energía hidráulica.

En este caso vuelven a ser baterías de la casa Upower Ecoline. Esta vez no se ha sido tan

riguroso en cumplir exactamente la autonomía de 1 día fijada, porque como se ha dicho ha

sido elegida arbitrariamente, pero como se puede ver en todos los casos la autonomía es

cercana a un día.

3.4.1.5. Cálculo de la Sección del Cableado

Nuevamente se vuelven a calcular las secciones y longitudes máximas admisibles. Como ha

pasado en el caso eólico, estos parámetros serán iguales para todos los casos:

Como el fabricante no ha aportado más datos, se ha calculado la corriente que circula

mediante la potencia máxima que aparece en la gráfica 3-38.

Tramo Potencia

(W)

Tensión

(V)

Corriente

(A)

Sección

(mm2)

Corriente

máxima

admisible (A)

Longitud

máxima

(m)

Turbina -

Regulador 800 12 66,6 35 104 54,22

Regulador -

Baterías 800 12 66,6 35 104 54,22

Regulador –

Carga - 12 22 6 36 26,85

Tabla 3-38. Secciones y longitudes máximas de los conductores para el caso de alimentación son un sistema hidráulico.

3.4.1.6. Cálculo de los Fusibles de Protección

Nuevamente las protecciones se calculan igual que en apartados anteriores. Los resultados

se pueden ver a continuación:

Tramo Ib (A)

Valor del

fusible

seleccionado

In (A)

Iz (A) If (A) 1,45 Iz (A)

Turbina -

Regulador 66,6 80 104 128 150,8

Regulador -

Baterías 66,6 80 104 128 150,8

Regulador –

Carga 22 25 36 40 52,2

Tabla 3-39. Valores de los fusibles seleccionados para el caso de alimentación son un

sistema eólico.

Página 104

4. Planos



Plasma

ORIOL LEGARRE

Tarragona

Septiembre de 2019

Página 105

4. Planos ......................................................................................................................... 104

4.1. Alimentación con Energía Solar Fotovoltaica: Esquema Eléctrico caso A1 ...... 106


Caso A1 .......................................................................................................................... 107

4.3. Alimentación con Energía Solar Fotovoltaica: Esquema Eléctrico caso B1 ...... 108


Caso B1 .......................................................................................................................... 109

4.5. Alimentación con Energía Eólica: Esquema Eléctrico Caso 1 ........................... 110

4.6. Alimentación con Energía Mixta Eólica-solar: Esquema Eléctrico caso 1 ........ 111

4.7. Alimentación con Energía Hidráulica: Esquema Eléctrico Caso 1 .................... 112

4.1. Alimentación con Energía Solar Fotovoltaica: Esquema Eléctrico caso A1

Página 107

4.2. Alimentación con Energía Solar Fotovoltaica: Detalle Disposición de los Paneles Caso A1

Página 108

4.3. Alimentación con Energía Solar Fotovoltaica: Esquema Eléctrico caso B1

Página 109

4.4. Alimentación con Energía Solar Fotovoltaica: Detalle Disposición de los Paneles Caso B1

Página 110

4.5. Alimentación con Energía Eólica: Esquema Eléctrico Caso 1

Página 111

4.6. Alimentación con Energía Mixta Eólica-solar: Esquema Eléctrico caso 1

Página 112

4.7. Alimentación con Energía Hidráulica: Esquema Eléctrico Caso 1

5. Presupuesto



Plasma

ORIOL LEGARRE

Tarragona

Septiembre de 2019

Página 114

5.1. Alimentación con Energía Solar Fotovoltaica Caso A1 ..................................... 115


5.1.2. Presupuesto .................................................................................................. 116



5.2. Alimentación con Energía Solar Fotovoltaica Caso B1 ..................................... 119


5.2.2. Presupuesto .................................................................................................. 120


5.2.2.2. Estructuras ............................................................................................ 122


5.3. Alimentación con Energía Eólica Caso 1 ........................................................... 123


5.3.2. Presupuesto .................................................................................................. 124


5.3.2.2. Estructuras ............................................................................................ 125


5.4. Alimentación con Energía Mixta Eólica-solar Caso 1 ........................................ 127


5.4.2. Presupuesto .................................................................................................. 128


5.4.2.2. Estructuras ............................................................................................ 130


5.5. Alimentación con Energía Hidráulica Caso 1 ..................................................... 131


5.5.2. Presupuesto .................................................................................................. 132


5.5.2.2. Equipos complementarios .................................................................... 133


Página 115

5.1. Alimentación con Energía Solar Fotovoltaica Caso A1

5.1.1. Precios Unitarios

Tipo Unidad Resumen Precio (€) Mano de

obra

h Oficial 1ª instalador de captadores solares 19,11

Mano de

obra

h Ayudante instalador de captadores solares. 17,5

Mano de

obra

h Oficial 1ª electricista. 19,11

Mano de

obra

h Ayudante electricista. 17,5

Mano de

obra

h Oficial 1ª instalador de redes y equipos de detección y seguridad. 19,11

Mano de

obra

h Ayudante instalador de redes y equipos de detección y seguridad. 17,5

Equipo Ud Módulo solar fotovoltaico Eurener Group de células de silicio

policristalino, potencia máxima (Wp) 285 W, tensión a máxima potencia

(Vmp) 31,77 V, intensidad a máxima potencia (Imp) 8,97 A, tensión en

circuito abierto (Voc) 39,38 V, intensidad de cortocircuito (Isc) 9,31 A,

eficiencia 17,59%, 60 células, trama de aluminio anodizado, temperatura

de trabajo -40°C hasta 85°C, dimensiones 1650x992x4 mm.

153,04

Equipo Ud Regulador de carga MPPT Schams-Electronics GmbH de potencia

admisible 935 W, voltaje máximo de circuito abierto de los paneles

solares 200 V, corriente solar máxima 65 A, voltaje nominal del sistema

de baterías 12 V, dimenisones 300x300x150 mm, y rango de temperatura

de funcionamiento -20 ~ +50 °C

544

Equipo Ud Baterías recargables OPzS de TAB BATERIAS, de 385 Ah y 2 V de

tensión de funcionamiento.

172,36

Equipo Ud Fusibles de protección de valor entre 4 y 160 A. 5,81

Material m Cable eléctrico unipolar, Retenax CPRO Flex "PRYSMIAN", de fácil

pelado y alta flexibilidad, tipo RV-K, tensión nominal 0,6/1 kV, reacción

al fuego clase Eca, con conductor de cobre recocido, flexible (clase 5), de

1x10 mm² de sección, cubierta de policloruro de vinilo (PVC), de tipo

DMV-18, de color negro, y con las siguientes características: no

propagación de la llama, baja emisión de halógenos, resistencia a la

absorción de agua, resistencia al frío, resistencia a los rayos ultravioleta,

resistencia a los agentes químicos y resistencia a las grasas y aceites.

Según UNE 21123-2.

1,01









Según UNE 21123-2.

2,29









Según UNE 21123-2.

0,62

Página 116

5.1.2. Presupuesto

5.1.2.1. Equipos Eléctricos

Tipo Unidad Resumen Cantidad Precio (€) Importe (€)

Modulo solar fotovoltaico Equipo Ud Módulo solar fotovoltaico Eurener

Group de células de silicio

policristalino, potencia máxima (Wp)

285 W, tensión a máxima potencia

(Vmp) 31,77 V, intensidad a máxima

potencia (Imp) 8,97 A, tensión en

circuito abierto (Voc) 39,38 V,

intensidad de cortocircuito (Isc) 9,31 A,

eficiencia 17,59%, 60 células, trama de

aluminio anodizado, temperatura de

trabajo -40°C hasta 85°C, dimensiones

1650x992x4 mm.

6 153,04 918,27

Mano

de obra

h Oficial 1ª instalador de captadores

solares

0,341 19,11 6,52

Mano

de obra

h Ayudante instalador de captadores

solares.

0,341 17,5 5,96

TOTAL MÓDULO SOLAR

FOTOVOLTAICO: 930,75 €

Regulador de carga Equipo Ud Regulador de carga MPPT Schams-

Electronics GmbH de potencia

admisible 935 W, voltaje máximo de

circuito abierto de los paneles solares

200 V, corriente solar máxima 65 A,

voltaje nominal del sistema de baterías

12 V, dimenisones 300x300x150 mm, y

rango de temperatura de funcionamiento

-20 ~ +50 °C

2 544 1088

Mano

de obra

h Oficial 1ª electricista. 0,301 19,11 5,75

Mano

de obra

h Ayudante electricista. 0,301 17,5 5,26

TOTAL REGULADOR DE CARGA


Baterías

Equipo Ud Baterías recargables OPzS de TAB

BATERIAS, de 385 Ah y 2 V de


12 172,36 2068,40

Mano

de obra

h Oficial 1ª instalador de redes y equipos

de detección y seguridad.

0,02 19,11 0,38

Mano

de obra

h Ayudante instalador de redes y equipos


0,02 17,5 0,35

TOTAL BATERÍAS: 2069,13 €

Fusibles de protección Equipo Ud Fusibles de protección de valor entre 4 y

160 A.

3 5,85 17,55

Mano

de obra


TOTAL FUSIBLES DE PROTECCIÓN:

21,37 €

Cable de sección 10 mm2

Material m Cable eléctrico unipolar, Retenax CPRO

Flex "PRYSMIAN", de fácil pelado y

alta flexibilidad, tipo RV-K, tensión

nominal 0,6/1 kV, reacción al fuego

clase Eca, con conductor de cobre

recocido, flexible (clase 5), de 1x10

mm² de sección, cubierta de policloruro

de vinilo (PVC), de tipo DMV-18, de

color negro, y con las siguientes

40 1,01 40,40

Página 117

características: no propagación de la

llama, baja emisión de halógenos,

resistencia a la absorción de agua,

resistencia al frío, resistencia a los rayos

ultravioleta, resistencia a los agentes

químicos y resistencia a las grasas y

aceites. Según UNE 21123-2.

Mano

de obra h Oficial 1ª electricista. 0,021 19,11 0,40

Mano

de obra h Ayudante electricista 0,021 17,5 0,37

TOTAL CABLE DE SECCIÓN 10 mm2:

41,17 €


















40 2,29 91,6

Mano


Mano



92,37 €







recocido, flexible (clase 5), de 1x6 mm²

de sección, cubierta de policloruro de

vinilo (PVC), de tipo DMV-18, de color

negro, y con las siguientes








40 0,62 24,8

Mano


Mano


TOTAL CABLE DE SECCIÓN 6 mm2: 25,57

€

TOTAL EQUIPOS ELÉCTRICOS: 4279,37 €

Página 118

5.1.3. Resumen de Presupuesto

Capítulo Precio (%) Equipos eléctricos 4279,37 € 100

Precio ejecución del material: 4279,37 €

13 % Beneficio Industrial 556,32 €

6% Coste indirecto 256,76 €

Suma de D.G i B.I: 813,08 €

Precio de ejecución por contracto: 5092,45 €

21 % de IVA 1069,41 €

TOTAL PRESUPUESTO GENERAL: 6161,86 €

Sube el presupuesto general a la cantidad de SEIS MIL CIENTO SESENTA Y UN EUROS

con OCHENTA Y SEIS CENTIMOS.

Página 119

5.2. Alimentación con Energía Solar Fotovoltaica Caso B1



obra


Mano de

obra


Mano de

obra


Mano de

obra


Mano de

obra


Mano de

obra


Equipo Ud Módulo solar fotovoltaico Eurener Group de células de silicio




eficiencia 15,53%, 60 células, trama de aluminio anodizado, temperatura

de trabajo -40°C hasta 85°C, dimensiones 1650x992x4 mm.

143,25

Equipo Ud Regulador de carga MPPT Schams-Electronics GmbH de potencia

admisible 935 W, voltaje máximo de circuito abierto de los paneles

solares 200 V, corriente solar máxima 65 A, voltaje nominal del sistema

de baterías 12 V, dimenisones 300x300x150 mm, y rango de temperatura

de funcionamiento -20 ~ +50 °C

880

Equipo Ud Baterías recargables OPzS de TAB BATERIAS, de 868 Ah y 2 V de


336,94










Según UNE 21123-2.

1,01









Según UNE 21123-2.

3,17









Según UNE 21123-2.

0,62

Material m Estructura Cubierta Plana 2 ud CVE915 C/Red. Para paneles solares

fotovoltaicos de un tamaño máximo de 1m de ancho por 1.7m de largo.

108,90

Página 120

5.2.2. Presupuesto



Modulo solar fotovoltaico Equipo Ud Módulo solar fotovoltaico Eurener

Group de células de silicio







eficiencia 15,53%, 60 células, trama de

aluminio anodizado, temperatura de

trabajo -40°C hasta 85°C, dimensiones

1650x992x4 mm.

4 143,25 573,00

Mano

de obra


solares

0,341 19,11 6,52

Mano

de obra


solares.

0,341 17,5 5,96

TOTAL MÓDULO SOLAR


Regulador de carga Equipo Ud Regulador de carga MPPT Schams-

Electronics GmbH de potencia

admisible 1120 W, voltaje máximo de

circuito abierto de los paneles solares

200 V, corriente solar máxima 86 A,

voltaje nominal del sistema de baterías

12 V, dimenisones 500x300x210 mm, y

rango de temperatura de funcionamiento

-20 ~ +50 °C

1 880 880

Mano

de obra


Mano

de obra

h Ayudante electricista. 0,301 17,5 5,26

TOTAL REGULADOR DE CARGA


Baterías

Equipo Ud Baterías recargables OPzS de TAB

BATERIAS, de 868 Ah y 2 V de


6 336,94 2021,66

Mano

de obra



0,02 19,11 0,38

Mano

de obra



0,02 17,5 0,35



160 A.

3 5,85 17,55

Mano

de obra



21,37 €











40 1,01 40,40

Página 121








Mano


Mano



41,17 €


















40 3,17 126,8

Mano


Mano



127,57 €


















40 0,62 24,8

Mano


Mano



€


Página 122

5.2.2.2. Estructuras

Soporte para paneles solares

Material m Estructura Cubierta Plana 2 ud CVE915

C/Red. Para paneles solares

fotovoltaicos de un tamaño máximo de

1m de ancho por 1.7m de largo.

2 108,90 217,80

TOTAL SOPORTE PARA PANELES: 217,80

€



Capítulo Precio (%) Equipos eléctricos 3714,29 € 94,46

Estructuras 217,80 € 5,53






21 % de IVA 982,63 €


Sube el presupuesto general a la cantidad de CINCO MIL SEISCIENTOS SESENTA Y UN

EUROS con OCHENTA Y UN CENTIMOS.

Página 123

5.3. Alimentación con Energía Eólica Caso 1



obra

h Oficial 1ª instalador de generadores eólicos 19,11

Mano de

obra

h Ayudante instalador de generadores eólicos 17,5

Mano de

obra


Mano de

obra


Mano de

obra


Mano de

obra


Equipo Ud Aerogenerador Ecosolar Aero de 400 W de potencia nominal y 600 W de

potencia máxima, 5 palas y diámetro de 1,22 m. Generador trifásico de

imanes permanentes. Voltaje nominal a la salida continúo de 12 V.

Velocidad mínima de arranque 2,5 m/s.

Incluye regulador de carga mixto solar-eólico de 600 W de potencia

eólica y 150 W de potencia solar

402,48

Equipo Ud Baterías recargables OPzV de HOPPECKE GEL, de 3910 Ah y 12 V de

tensión de funcionamiento

11434,50










Según UNE 21123-2.

2,29









Según UNE 21123-2.

0,62

Material m Poste para aerogenerador WINDFORCE de 8,8 m de altura y 48 mm de

diámetro. Fabricado en acero galvanizado resistente a la corrosión y 30,4

kg de peso

350,26

Página 124

5.3.2. Presupuesto



Generador eólico con regulador de carga Equipo Ud Aerogenerador Ecosolar Aero de 400 W

de potencia nominal y 600 W de

potencia máxima, 5 palas y diámetro de

1,22 m. Generador trifásico de imanes

permanentes. Voltaje nominal a la salida

continúo de 12 V. Velocidad mínima de

arranque 2,5 m/s.

Incluye regulador de carga mixto solar-

eólico de 600 W de potencia eólica y

150 W de potencia solar

1 390 390

Mano

de obra

h Oficial 1ª instalador de generadores

eólicos

0,341 19,11 6,52

Mano

de obra

h Ayudante instalador de generadores

eólicos

0,341 17,5 5,96

TOTAL GENERADOR EÓLICO CON

REGULADOR DE CARGA: 402,48 €

Baterías

Equipo Ud Baterías recargables OPzV de

HOPPECKE GEL, de 3910 Ah y 12 V

de tensión de funcionamiento.

1 11434,50 11434,50

Mano

de obra



0,02 19,11 0,38

Mano

de obra



0,02 17,5 0,35



160 A.

3 5,85 17,55

Mano

de obra



21,37 €


















80 2,29 183,2

Mano


Mano



184,74 €






40 0,62 24,8

Página 125













Mano


Mano



€

TOTAL EQUIPOS ELÉCTRICOS: 12069,39

€


Poste para aerogenerador

Material m Poste para aerogenerador WINDFORCE

de 8,8 m de altura y 48 mm de

diámetro. Fabricado en acero

galvanizado resistente a la corrosión y

30,4 kg de peso

1 350,26 350,26


€


Página 126







Suma de D.G i B.I: 2359,73 €


21 % de IVA 3103,66 €


Sube el presupuesto general a la cantidad de DIEZISIETE MIL OCHOCIENTOS

OCHENTA Y TRES EUROS con CINCO CENTIMOS.

Página 127

5.4. Alimentación con Energía Mixta Eólica-solar Caso 1



obra


Mano de

obra


Mano de

obra

h Oficial 1ª instalador de generadores eólicos 19,11

Mano de

obra

h Ayudante instalador de generadores eólicos 17,5

Mano de

obra


Mano de

obra


Mano de

obra


Mano de

obra


Equipo Ud Aerogenerador Ecosolar Aero de 400 W de potencia nominal y 600 W de

potencia máxima, 5 palas y diámetro de 1,22 m. Generador trifásico de

imanes permanentes. Voltaje nominal a la salida continúo de 12 V.

Velocidad mínima de arranque 2,5 m/s.

Incluye regulador de carga mixto solar-eólico de 600 W de potencia

eólica y 150 W de potencia solar

402,48

Equipo Ud Módulo solar fotovoltaico Eco Green Energy de células de silicio




eficiencia 15,53 %, 36 células, temperatura de trabajo -45°C hasta 85°C,

dimensiones 1480x670x30 mm.

34,5

Equipo Ud Baterías recargables PVV de HOPPECKE GEL, de 2740 Ah y 12 V de


5477,19










Según UNE 21123-2.

2,29




1x1,5 mm² de sección, cubierta de policloruro de vinilo (PVC), de tipo





Según UNE 21123-2.









Según UNE 21123-2.

0,62

Material m Poste para aerogenerador WINDFORCE de 8,8 m de altura y 48 mm de

diámetro. Fabricado en acero galvanizado resistente a la corrosión y 30,4

kg de peso

350,26

Página 128

5.4.2. Presupuesto



Generador eólico con regulador de carga Equipo Ud Aerogenerador Ecosolar Aero de 400 W

de potencia nominal y 600 W de

potencia máxima, 5 palas y diámetro de

1,22 m. Generador trifásico de imanes

permanentes. Voltaje nominal a la salida

continúo de 12 V. Velocidad mínima de

arranque 2,5 m/s.

Incluye regulador de carga mixto solar-

eólico de 600 W de potencia eólica y

150 W de potencia solar

1 390 390

Mano

de obra

h Oficial 1ª instalador de generadores

eólicos

0,341 19,11 6,52

Mano

de obra

h Ayudante instalador de generadores

eólicos

0,341 17,5 5,96

TOTAL GENERADOR EÓLICO CON


Generador solar fotovoltaico Equipo Ud Módulo solar fotovoltaico Eco Green

Energy de células de silicio







eficiencia 15,53 %, 36 células,

temperatura de trabajo -45°C hasta

85°C, dimensiones 1480x670x30 mm.

1 34,5 34,5

Mano

de obra


solares

0,341 19,11 6,52

Mano

de obra


solares.

0,341 17,5 5,96

TOTAL GENERADOR SOLAR


Baterías

Equipo Ud Baterías recargables PVV de

HOPPECKE GEL, de 2740 Ah y 12 V

de tensión de funcionamiento.

1 5477,19 5477,19

Mano

de obra



0,02 19,11 0,38

Mano

de obra



0,02 17,5 0,35



160 A.

4 5,85 17,55

Mano

de obra



27,22 €











80 2,29 183,2

Página 129








Mano


Mano



184,74 €

Cable de sección 1,5 mm2






recocido, flexible (clase 5), de 1x1,5











40 0,32 12,8

Mano


Mano



€


















40 0,62 24,8

Mano


Mano



€


Página 130



Material m Poste para aerogenerador WINDFORCE

de 8,8 m de altura y 48 mm de

diámetro. Fabricado en acero

galvanizado resistente a la corrosión y

30,4 kg de peso

1 350,26 350,26


€








Suma de D.G i B.I: 1240,45 €


21 % de IVA 1631,53 €


Sube el presupuesto general a la cantidad de NUEVE MIL CUATROCIENTOS EUROS

con SETENTA Y DOS CENTIMOS.

Página 131

5.5. Alimentación con Energía Hidráulica Caso 1



obra

h Oficial 1ª instalador de turbinas 19,11

Mano de

obra

h Ayudante instalador de turbinas 17,5

Mano de

obra


Mano de

obra


Mano de

obra


Mano de

obra


Equipo Ud Turbina Tecnoturbines modelo 100-A con tensión de salida 12/24 V DC.

Salto mínimo de presión 2 m, con potencia máxima de 420/840 W.

Generador de imanes permanentes. Diámetro de las bridas de 100 mm

3000

Equipo Ud Baterías recargables de litio de UPOWER, de 200 Ah y 12 V de tensión

de funcionamiento.

1637,31










Según UNE 21123-2.

3,17









Según UNE 21123-2.

0,62

Material m Regulador de caudal FV Automatic Flow Controller, de 100 mm de

diámetro, hecho de acero inoxidable.

42,5

Página 132

5.5.2. Presupuesto



Turbina hidráulica con regulador de carga Equipo Ud Turbina Tecnoturbines modelo 100-A

con tensión de salida 12/24 V DC. Salto

mínimo de presión 2 m, con potencia

máxima de 420/840 W. Generador de

imanes permanentes. Diámetro de las

bridas de 100 mm

1 3000 3000

Mano

de obra

h Oficial 1ª instalador de turbinas 0,341 19,11 6,52

Mano

de obra

h Ayudante instalador de turbinas 0,341 17,5 5,96

TOTAL TURBINA HIDRAULICA CON


Baterías

Equipo Ud Baterías recargables de litio de

UPOWER, de 200 Ah y 12 V de tensión

de funcionamiento.

1 1637,31 1637,31

Mano

de obra



0,02 19,11 0,38

Mano

de obra



0,02 17,5 0,35



160 A.

3 5,85 17,55

Mano

de obra



21,37 €


















80 3,17 253,6

Mano


Mano



254,67 €










40 0,62 24,8

Página 133









Mano


Mano



€


5.5.2.2. Equipos complementarios


Material m Regulador de caudal FV Automatic

Flow Controller, de 100 mm de

diámetro, hecho de acero inoxidable.

1 42,5 42,5

TOTAL SOPORTE PARA PANELES: 42,5 €


Página 134









21 % de IVA 1248,24 €


Sube el presupuesto general a la cantidad de SIETE MIL CIENTO NOVENTA Y DOS

EUROS con VEINTIDÓS.

Página 135

Referencias

[1] S. Rodríguez, F. Ronny, M. Rodríguez y M. Andocilla, «Quantitative determination of heavy metal hyperaccumaltion

in a macrophyte sample of schoenoplectus calfornicus from lago San Pablo, Imbabura-Ecuador,» Ciencia, vol. 19, nº

4, pp. 431-446, 2017.

[2] J. S. Almeida, O. Souza y L. Teixeira, «Determination of Pb, Cu and Fe in ethanol fuel samples by high- resolution

continuum source electrothermal atomic absorption spectrometry by exploring a combination of sequential and

simultaneous strategies,» Microchemical Journañ, vol. 137, pp. 22-26, 2018.

[3] T. Daşbaşı, Ş. Saçmacı, A. Ülgen y Ş. Kartal, «A solid phase extraction procedure for the determination of Cd(II) and

Pb(II) ions in food and water samples by flame atomic absorption spectrometry,» Food Chemistry, vol. 174, nº 10,

pp. 591-596, 2015.

[4] D. A. Skoog, F. J. Hooler y T. A. Nieman, Principios de análisis instrumental, McGraw Hill, 1998.

[5] I. Newton, Opticks: or, a treatise of the reflexions, refractions, inflexions and colours of light. Also two treatises of

the species and magnitude of curvilinear, Londres, 1704.

[6] G. Kirchoff y R. Bunsen, «Chemische Analyse durch,» Annalen der Physik und Chemie, vol. 110, nº 6, pp. 161-189,

1961.

[7] [En línea]. Available: https://rua.ua.es/dspace/bitstream/10045/8252/4/T7Abasorc.pdf. [Último acceso: 20 julio

2018].

[8] M. Webb, F. J. Andrade, G. Gamez, R. McCrinde y G. Hieftje, «Spectroscopic and electrical studies of a solution-

cathode glow discharge,» Journal of Analytical Atomic Spectrometry, nº 20, pp. 1218-1225, 2005.

[9] Real Academia Española , «Diccionario de la lengua española (23ª edición),» 2001. [En línea]. Available:

http://www.rae.es/rae.html. [Último acceso: 29 julio 2019].

[10] J. M. Casas, F. Gea, E. Javaloyes, A. Martín, J. A. Pérez, I. Triguerp y F. Vives, Educación Medioambiental, Alicante:

Editorial Club Universitario.

[11] J. Puig y J. Corominas, La ruta de la energía, Barcelona: Anthropos, 1990.

[12] Instituto para la diversificación y el ahorro de energía, «IDAE,» Ministerio de industria, energía y turismo, [En línea].

Available: https://web.archive.org/web/20151005141437/http://www.idae.es/index.php. [Último acceso: 1 agosto

2019].

[13] Red Eléctrica de España, «Avance del informe del sistema eléctrico español del año 2108,» 2019.

[14] J. Delgado, Una proximación a la realidad, Bucaramanga: Fisicanova, 2008.

[15] J. Romero, Análisis del funcionamiento de paneles fotovoltaicos y su utilización en las regiones de la costa y sierra

del Ecuador. Caso de estudio: Biblioteca Pompeu Fabra de Mataró, Barcelona: UPC, 2015.

[16] A. Ospino, C. Robles y A. Duran, «Modelado y simulación de un panel fotovoltaico empleando técnicas de

inteligencia artificial,» Energética, vol. 35, nº 3, 2014.

[17] E. Alcor, Instalaciones solares fotovoltaicas, Sevilla: S.A. PROGENSA. PROMOTORA GENERAL DE ESTUDIOS,

2008.

[18] Danish wind industry association, «windpower,» Danish wind industry association, [En línea]. Available: http://xn--

drmstrre-64ad.dk/wp-content/wind/miller/windpower%20web/es/stat/betzpro.htm. [Último acceso: 5 agosto 2019].

[19] A Consumer's Guide to Energy Efficiency and Renewable Energy, «Charge Controllers for Stand-Alone Systems,»

U.S. Department of Energy, 20 agosto 2007. [En línea]. Available:

https://web.archive.org/web/20071216082843/http://www.eere.energy.gov/. [Último acceso: 6 agosto 2019].

[20] Electronics, «roxpur,» roxpur, [En línea]. Available: https://www.roxspur.com/. [Último acceso: 23 julio 2019].

Página 136

[21] «Pliego de Condiciones Técnicas de Instalaciones Aisladas de Red,» Instituto para la Diversificación y Ahorro de la

Energía, Madrid, febrero de 2009.

[22] J. M. Sancho Ávila, R. M. Jesús, C. Jiménez Alonso, M. C. Sánched de Cos Escuin, J. Montero Cadalso y M. López

Bartolomé, «Atlas de radiación solar en España utilizando datos del SAF de clima EUMETSAT,» Agencia Estatal de

Meteorología, Ministerio de Agricultura alimentación y medio ambiente, Gobierno de España, 2005.

[23] A. Mitjà i Sarvisé, J. M. Baldasano, C. Soriano, H. Flores y J. Esteve, «Atlas de radiació Solar a Catalunya,» Institut

català d'Energía, Departament d'Industria Comerç i Turiesme, Generalitat de Catalunya, 2001.

[24] «Photovoltaic Geographical Information System - Interactive Maps,» [En línea]. Available:

http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/apps4/pvest.php. [Último acceso: 17 abril 2019].

[25] «ADRASE,» [En línea]. Available: http://www.adrase.com/. [Último acceso: 17 Abril 2019].

[26] «Enfsolar,» [En línea]. Available: https://es.enfsolar.com/. [Último acceso: 27 abril 2019].

[27] «TAB SPAIN,» [En línea]. Available: http://www.tabspain.com/renovables/solar/baterias-opzs/. [Último acceso: 12

Mayo 2019].

[28] «Autosolar,» [En línea]. Available: https://autosolar.es/baterias-de-litio. [Último acceso: 12 Mayo 2019].

[29] «Reglamento electrotécnico para baja tensión,» 2 agosto 2002.

[30] Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía, Pliego de condiciones de instalaciones técnicas conectadas a

la red, Madrid, 2011.

[31] J. Mur Amada, Curso de energía eólica, Zaragoza: Departamento de energía eléctrica de la universidad de Zaragoza.

[32] J. Aymamí, A. García, O. Lacave, L. Lledó, M. Mayo y S. Parés, «Análisis del recurso. Atlas eólico de España,»

Instituto para la Diversificación y ahorro de la Energía, Madrid, 2011.

[33] Damia solar, «damiasolar,» [En línea]. Available:

https://www.damiasolar.com/productos/iluminacion/_da2022_110?utm_source=Google-

Shopping&utm_medium=buscador&utm_campaign=articulo&gclid=Cj0KCQjwov3nBRDFARIsANgsdoFrGD884

mUGrZEkWquj_4J-tF5UJsQiqdhtpWVNi_K7DwMtVYtJYl0aAtpmEALw_wcB. [Último acceso: 10 junio 2019].

[34] Datosclima, «datosclima,» [En línea]. Available: https://datosclima.es/Aemethistorico/Vientostad.php. [Último

acceso: 2019 06 18].

[35] «monosolar,» [En línea]. Available: https://www.monsolar.com/fotovoltaica-aislada/baterias/estacionarias/gel.html.

[Último acceso: 28 junio 2019].

[36] Cambio energético especialistas en ahorro energético y renovables, «Cambio energético,» [En línea]. Available:

https://www.cambioenergetico.com/torres-para-aerogeneradores/2321-torre9m-para-aerogenerador.html. [Último

acceso: 13 julio 2019].

[37] Instituto para la diversificación y el ahorro de energía, Minicentrales Hidroeléctricas, Madrid: Ministerio de Industria

Comercio y turismo.

[38] Tecnoturbines, «tecnoturbines,» [En línea]. Available: https://tecnoturbines.com. [Último acceso: 12 julio 2019].

[39] Stand-Alone Photovoltaic Systems. A handbook of recommended design Practice, Unated States of America: Sandia

National Laboratories, 1995.

[40] «certificación energitica,» [En línea]. Available:

https://certificacionenergetica.info/ist/pdf/Tabla_9_Factor_de_correccion_k_para_superficies_inclinadas.pdf.

[Último acceso: 4 abril 2019].

Página 137

[41] Enair, «Enair.es,» [En línea]. Available: https://www.enair.es/es/aerogeneradores/e30pro. [Último acceso: 20 06

2019].

Documents

Análisis de Alternativas de Energías Renovables para la Alimentación de ...deeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/2629pub.pdf · Equipos Actuales: Espectroscopia de Absorción