UNIVERSIDAD VERACRUZANA

FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y

ELÉCTRICA

MAESTRÍA EN INGENIERÍA ENERGÉTICA

“Dimensionamiento y diseño de un sistema fotovoltaico”

PRESENTA:

I.Q. Brenda Judith Álvarez Chávez I.Q. Cynthia Ivonne Morales

L.C.A. Gabriela Díaz FélixI.M.E. Alberto de Jesús Ramírez Romero

I.Q. Jesús Yair Zamora SánchezI.Q. Oscar Vázquez Morales

MATERIA:

Tópicos Fotovoltaicos

CATEDRATICO:

Dr. Aarón Sánchez Juárez

Xalapa - Enríquez, Ver. Diciembre, 2013Calculo del calibre de los conductores

Para obtener el calibre de los conductores a utilizar se supone una caída de

tensión del 1.5%, que corresponde a 6.44 V. La distancia con la que se realizaron

las estimaciones va desde las cajas de conexiones en cada panel hasta la caja de

conexión general, que se encuentra por debajo de cada uno de los 4 arreglos

(14s X4p). Los valores característicos de voltaje y corriente para cada módulo son

los siguientes:

Icc = 8.63 A

Vm = 30.7 V

Fcorrección = 0.75

Fagrupación = 0.5

V(14s X 4p) = 429.8 V

Las figuras presentadas a continuación muestran el arreglo de los conductores en

la parte posterior de los paneles.

a) Vista inferior de uno de los 4 arreglos FV simétricos (14s X4p). Las líneas en azul indican la

colocación de los conductores.

b) Vista posterior. En verde se detalla a la caja de conexiones general.

c) Vista lateral.

Las ecuaciones utilizadas para la estimación de la resistencia presentada por la

longitud del conductor son:

RL=ΔV X1000IM X L

I Amp=ICC X 1.56Fc X Fa

Donde ΔV es la caída de voltaje, IM es la corriente máxima obtenida de los

módulos y L es la longitud del conductor. Icc es la corriente de corto circuito y Fc –

Fa son los factores de corrección y de agrupación.

Para los 14 módulos conectados en serie se obtiene una RL de 48.89. Su Iamp

resulta de 35.9 A. Al contrastar este valor de RL en tablas, se obtiene un calibre del

número 10 para el conductor. El valor de RL para el conductor calibre 10 es de

4.26. La caída de tensión para el conductor calibre 10 es de:

ΔV=0.56V

La ampacidad obtenida es de 40 A, por lo que al comparar este valor con el de

35.9 A se acepta el conductor.

Para los módulos conectados en paralelo se tiene una ΔV de 6.44 V, una IM de

16.3 A, una longitud de 2 m. Por lo tanto resulta:

RL=197.54

Su Iamp resulta de 71.8 A. Contrastando este valor con los de la tabla de

conductores, se elige un calibre igual a 6 con una RL de 1.68. al calcular la caída

de tensión para este calibre de conductor se obtiene:

ΔV=0.054V

La ampacidad obtenida es de 14 A. Por lo que al comparar con el valor de 71.8 A

se acepta el conductor. En la siguiente tabla se exponen los valores del calibre

estimado para los conductores utilizados:

ΔV IM L RL Iamp Calibre RL

A 90

°CAmpacidad Criterio

14 módulos en

serie 6.44 8.15 16.16 48.89 35.9 10 4.2 0.56 40Se

acepta

2 de 14 en

paralelo 6.44 16.3 2 197.54 71.80 6 1.68 0.054 14Se

acepta

4 cadenas de

14p hacia el

Inversor6.44 32.6 2 98.77 143.6 1 150

Se

acepta

2 inversores

en paralelo 6.44 65.2 8.2 12.04 286 250 kcmil 0.179 0.095 290

Se

acepta

Para el

transformador 6.44 130.4 9 5.48 572 1000 kcmil 0.05 0.06 615

Se

acepta

Para la estimación de las distintas ampacidades:

I AmpBlock=53.85

Son 4 blocks uno por cada estructura metalica o caja IP65.

I AmpDSC=I(ampblock)60

Son 16 DSC, uno por cada cadena de 14 módulos.

Para la capacidad del PDA:

Vn (PDA )≥Vcir . abierto (AFV )=523.6V

Selección del Transformador

Para la selección del transformador se requiere conocer la cantidad de potencia

generada en los arreglos FV. Por lo que se estima:

Potencia=Vm (AFV )∗ℑ(AFV )

Potencia=(521.6 A)∗(429.8V )

Potencia=55.94 kVA

Se pueden considerar 1 transformador de 60 KVA o 3 de 20 KVA.