http://www.leonardo-energy.org/espanol/?p=105
Cálculo de la sección económica de conductor en una instalación fotovoltaica
?€
€
http://www.leonardo-energy.org/espanol/?p=105
CCGCaja de conexionesdel generador
Inversor
Trafo
Línea principalde corriente continua(Cable Tecsun (PV) (AS)en bandeja intemperie)
Cable Tecsun (PV) (AS)
Cable Tecsun (PV) (AS)
L
U
I
CCGCaja de conexionesdel generador
Inversor
Trafo
Línea principalde corriente continua(Cable Tecsun (PV) (AS)en bandeja intemperie)
Cable Tecsun (PV) (AS)
Cable Tecsun (PV) (AS)
L
U
I
CCGCaja de conexionesdel generador
Inversor
Trafo
Línea principalde corriente continua(Cable Tecsun (PV) (AS)en bandeja intemperie)
Cable Tecsun (PV) (AS)
Cable Tecsun (PV) (AS)
L
U
I
CCGCaja de conexionesdel generador
Inversor
Trafo
Línea principalde corriente continua(Cable Tecsun (PV) (AS)en bandeja intemperie)
Cable Tecsun (PV) (AS)
Cable Tecsun (PV) (AS)
L
U
I
Línea principalde corriente continua(Tecsun (PV) (AS))
11 strings I = 11 x 7,44 A = 81,84 A
16 paneles por string U = 16 x 29,84 V = 477,44 V
U=29,84 V U=29,84 V U=29,84 V U=29,84 V
U=29,84 V U=29,84 V U=29,84 V U=29,84 VI = 7,44 A
I = 7,44 A
L = 45 m
1
Datos de partidaLínea principal de corriente continua CCG1-inversor
U = 477,44 VI = 81,84 AL = 45 m (inversor centralizado)Sistema de instalación: bandeja (charola) perforada a la intemperieCable utilizado: Tecsun (PV) (AS)Tamb = 50 ºCUbicación: Valencia
Instalación de 100 kW(3 veces el esquema)
EJEMPLO DE CÁLCULO DE SECCIÓNEJEMPLO DE CÁLCULO DE SECCIÓN
http://www.leonardo-energy.org/espanol/?p=105
Vida útil 25 años
Ensayos a muy baja temperatura (-40 ºC)
Ensayos de endurancia térmica
Resistencia al ozono
Resistencia a la intemperie
Ensayos de contracción
Ensayos de fuego (AS)
Características Tecsun PV (AS)
http://www.leonardo-energy.org/espanol/?p=105
Sección por intensidad admisible
EJEMPLO DE CÁLCULO DE SECCIÓNEJEMPLO DE CÁLCULO DE SECCIÓN
I = 81,84 A
Para obtener la sección por I admisible tenemos que aplicar los coeficientes de corrección dado que las tablas de intensidades admisibles contienen valores estándares a temperatura ambiente de 40 ºC a la sombra.
Como nuestro circuito está tendido a la intemperie sometido a la acción directa del sol debemos aplicar 0,9 y por soportar una temperatura ambientemáxima de 50 ºC se debe añadir otro coeficiente 0,9 (UNE 20460-5-523 o IEC 60364-5-523 tabla 52-D1).
Además debemos mayorar la intensidad un 25 % según nos dice la ITC-BT 40
Por tanto:
I’ = 1,25x81,84 / (0,9x0,9) = 126,3 A
(Línea principal de corriente continua)
http://www.leonardo-energy.org/espanol/?p=105
I’ = 126,3 A
Bandeja (charola) perforadaMétodo F
Cable termoestableXLPE
Monofásica 2
Sección por inten-sidad admisible =25 mm²
EJEMPLO DE CÁLCULO DE SECCIÓNEJEMPLO DE CÁLCULO DE SECCIÓN
Tabla simplificadapara instalacionesal aire (T estándar= 40 ºC)
UNE 20460-5-523Basado en IEC 60364-5-523
http://www.leonardo-energy.org/espanol/?p=105
U
ILS
2
γ = 46,82 m/Ω.mm2 (valor para cobre a 70 ºC)
ΔU = caída de tensión admisible en V (tomamos 1%)
EJEMPLO DE CÁLCULO DE SECCIÓNEJEMPLO DE CÁLCULO DE SECCIÓN
Sección por caída de tensión
ΔU = 0,01 x 477,44 = 4,77 V
Sección por caída de tensión = 35 mm²
Solución = 35 mm²
298,3277,482,46
84,81452mm
x
xxS
http://www.leonardo-energy.org/espanol/?p=105
EJEMPLO DE CÁLCULO DE LA SECCIÓN ECONÓMICAEJEMPLO DE CÁLCULO DE LA SECCIÓN ECONÓMICA
Energía perdida por calentamiento de los conductores:
Ep = R·I²·t
En el caso de las instalaciones fotovoltaicas hay una gran variación de la intensidad de corriente generada y por ello lo exacto sería realizar lasiguiente operación:
Ep = ∫R(t)·I²(t)·dt
Considerando la R(t) constante en el tiempo no se comete gran error (toma-mos el valor de R a 70 º C) y con los datos de radiación de www.satel-light.com podemos obtener las intensidades generadas cada hora con lo que nos saldrá un resultado bastante fiable. Así la expresión de la energía perdida en kW·h nos queda como sigue:
Ep ≈ R·∑Ii ²
http://www.leonardo-energy.org/espanol/?p=105
Representación de la radiación recibida en los paneles durante un día de junio
EJEMPLO DE CÁLCULO DE LA SECCIÓN ECONÓMICAEJEMPLO DE CÁLCULO DE LA SECCIÓN ECONÓMICA
G (kW/m²)
hora
1.0
0,8
0,6
0,4
0,2
6 8 10 12 14 16 18 20 22
Con seguidoresPaneles fijos con inclinación de 30 º
Paneles fijos con inclinación de 0 º
http://www.leonardo-energy.org/espanol/?p=105
Representación de la intensidad generada por los paneles durante un día de junio
EJEMPLO DE CÁLCULO DE LA SECCIÓN ECONÓMICAEJEMPLO DE CÁLCULO DE LA SECCIÓN ECONÓMICA
I (A)
hora
80
6 8 10 12 14 16 18 20 22
Función contínua con los valores de I(t) en cada instante Ep = ∫R(t)·I²(t)·dt
Simplificación de I(t) en valores discretos de una hora Ii (Satel-light) Ep ≈ R·∑Ii ²
60
40
20
I6
I7
I8
I9
I10
I18
I19
I20
I21
I(t)
http://www.leonardo-energy.org/espanol/?p=105
EJEMPLO DE CÁLCULO DE LA SECCIÓN ECONÓMICAEJEMPLO DE CÁLCULO DE LA SECCIÓN ECONÓMICA
Teniendo en cuenta que con módulos de Si cristalino para cada string:
Ii = Ipmpi ≈ 0,9 x Icci
Y que:
Icci = Icc·Gi/1000
Siendo Gi la intensidad de radiación solar media en la hora i (Satel-light),entonces para los 11 strings que llegan a la CCG:
Iti = 11 x 7,164x10-3 x Gi = 0,078804 x Gi (A)
Y la energía perdida en la línea tendrá la expresión:
Ep ≈ R·∑Iti2 = 0,078804² x R x ∑Gi² (kW·h)
Y para obtener el coste de esta energía…
Cp ≈ tarifa (€/kW·h) · Ep (kW·h) (€)
http://www.leonardo-energy.org/espanol/?p=105
EJEMPLO DE CÁLCULO DE LA SECCIÓN ECONÓMICAEJEMPLO DE CÁLCULO DE LA SECCIÓN ECONÓMICA
Costes de energía perdida por año para sección de 35 mm²:
http://www.leonardo-energy.org/espanol/?p=105
EJEMPLO DE CÁLCULO DE LA SECCIÓN ECONÓMICAEJEMPLO DE CÁLCULO DE LA SECCIÓN ECONÓMICA
Para una tarifa de 0,3 €/kW·h por tanto tenemos que el coste de utilizar lasección de 35 mm² a lo largo de tiempo t en años será:
C35 = 90 x Ps + 109,23 x t (€)
Siendo Ps el precio del cable en (€/m)
Al ser la sección inversamente proporcional a la resistencia hay relación lineal entre el consumo anual y la sección (S) del conductor en mm² por lo que la fórmula del coste con tarifa de 0,3 €/kW·h para cualquier sección S será:
Cs = 90 x Ps + 109,23 x 35/S x t (€)
http://www.leonardo-energy.org/espanol/?p=105
Para una vida útil estimada de 30 años obtenemos los siguientes resultados:
EJEMPLO DE CÁLCULO DE LA SECCIÓN ECONÓMICAEJEMPLO DE CÁLCULO DE LA SECCIÓN ECONÓMICA
Tarifa a 0,30 €/kW.h Tarifa a 0,44 €/kW.h
S (mm2)Ps (€/m)Tecsun
Cs = 90 x Ps + 109,23 x 35/S x t (€)
Amortización (años)
Ahorro total en 30 años = 30 x (Cs-1-
Cs) (€)
Cs = 90 x Ps + 160,21 x 35/S x t (€)
Amortización (años)
Ahorro total en 30 años = 30 x (Cs-1-
Cs) (€)
1x35 4,43 C35 = 398,7 + 109,23 x t -- 0 C35 = 398,7 + 160,21 x t -- 0
1x50 6,02 C50 = 541,88 + 76,461 x t 4,36 840 C50 = 541,88 + 112,147 x t 2,98 1298
1x70 8,11 C70 = 730 + 54,61 x t 6,06 1307 C70 = 730 + 80,105 x t 4,13 2072
1x95 11,66 C95 = 1049,4 + 40,243 x t 9,43 1419 C95 = 1049,4 + 59,02 x t 6,43 2385
1x120 14,45 C120 = 1300,5 + 31,86 x t 11,65 1419 C120 = 1300,5 + 46,728 x t 7,94 2503
1x150 18,45 C150 = 1660,5 + 25,487 x t 15,07 1250 C150 = 1660,5 + 37,382 x t 10,27 2408
1x185 23,43 C185 = 2108,7 + 20,665 x t 19,3 947 C185 = 2108,7 + 30,31 x t 13,16 2187
1x240 29,9 C240 = 2691 + 15,93 x t 24,57 507 C240 = 2691 + 23,364 x t 16,75 1813
http://www.leonardo-energy.org/espanol/?p=105
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
0 5 10 15 20 25 30 35
S=35
S=50
S=70
S=95
S=120
S=150
S=185
S=240
t (años)
Coste (€)
4,36 6,06 9,43 11,65 15,07 19,3 24,57
Representación tiempo – coste (tarifa 0,3 €/kW·h)
EJEMPLO DE CÁLCULO DE LA SECCIÓN ECONÓMICAEJEMPLO DE CÁLCULO DE LA SECCIÓN ECONÓMICA
Máximafacturación1419 €S = 95 mm²
http://www.leonardo-energy.org/espanol/?p=105
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
0 5 10 15 20 25 30 35
S=35
S=50
S=70
S=95
S=120
S=150
S=185
S=240
t (años)
Coste (€)
2,98 4,13 6,43 7,94 10,27 13,16 16,75
Representación tiempo – coste (tarifa 0,44 €/kW·h)
EJEMPLO DE CÁLCULO DE LA SECCIÓN ECONÓMICAEJEMPLO DE CÁLCULO DE LA SECCIÓN ECONÓMICA
Máximafacturación2503 €S = 120 mm²
http://www.leonardo-energy.org/espanol/?p=105
EJEMPLO DE CÁLCULO DE LA SECCIÓN ECONÓMICAEJEMPLO DE CÁLCULO DE LA SECCIÓN ECONÓMICA
El ahorro para la instalación de 100 kW de este ejemplo está en torno a 4000 € (VAN ≈ 2000 € al 3,5%) con tarifa a 0,30 €/kW·h y de unos 7000 € (VAN ≈ 3600 al 3,5%) con tarifa de 0,44 €/kW·h con plazos de amortización del incremento de sección de cable Tecsun (PV) (AS) de sólo 6 años y reducción de 7 toneladas de CO2 en
emisiones. El TIR se sitúa en el entorno del 16 % lo que hace muy rentable la instalación de la sección económica.
http://www.leonardo-energy.org/espanol/?p=105
.- Con seguidores solares el aumento de sección se amortiza antes por sermejor aprovechada la radiación solar y por tanto ser mayor la intensidad que se genera
.- Con secciones superiores las líneas están más descargadas por lo que se obtienen además beneficios colaterales como:
Prolongar más la vida útil de los cablesMejorar la respuesta frente a cortocircuitosMejorar el performance ratio (PR) de la instalaciónPosibilidad de aumento de potencia sin cambiar el conductorAhorro de emisiones de CO2
EJEMPLO DE CÁLCULO DE LA SECCIÓN ECONÓMICAEJEMPLO DE CÁLCULO DE LA SECCIÓN ECONÓMICA
http://www.leonardo-energy.org/espanol/?p=105
PROGRAMA DE CÁLCULO DE SECCIONESPROGRAMA DE CÁLCULO DE SECCIONES
http://www.leonardo-energy.org/espanol/?p=105
PROGRAMA DE CÁLCULO DE SECCIONESPROGRAMA DE CÁLCULO DE SECCIONES
http://www.leonardo-energy.org/espanol/?p=105
PROGRAMA DE CÁLCULO DE SECCIONESPROGRAMA DE CÁLCULO DE SECCIONES
http://www.leonardo-energy.org/espanol/?p=105
PROGRAMA DE CÁLCULO DE SECCIONESPROGRAMA DE CÁLCULO DE SECCIONES
http://www.leonardo-energy.org/espanol/?p=105
PROGRAMA DE CÁLCULO DE SECCIONESPROGRAMA DE CÁLCULO DE SECCIONES
http://www.leonardo-energy.org/espanol/?p=105
PROGRAMA DE CÁLCULO DE SECCIONESPROGRAMA DE CÁLCULO DE SECCIONES
http://www.leonardo-energy.org/espanol/?p=105
PROGRAMA DE CÁLCULO DE SECCIONESPROGRAMA DE CÁLCULO DE SECCIONES
http://www.leonardo-energy.org/espanol/?p=105
http://www.leonardo-energy.org/espanol/?p=105