Diseño y cálculos completos de instalación de paneles solares con ejemplos resueltos: procedimiento paso a paso
A continuación se muestra una nota completa de bricolaje (hágalo usted mismo) sobre Instalación de diseño de paneles solares., cálculo sobre el número de paneles solares, clasificación de baterías/tiempo de respaldo, clasificación del inversor/UPS, carga y potencia requerida en vatios. con circuito, diagramas de cableado y ejemplos resueltos. Cualquiera que siga los sencillos pasos (tutorial de bricolaje) a continuación puede instalar y conectar paneles solares en el hogar para aplicaciones residenciales.
Si elige este artículo relacionado con la instalación de paneles solares, podrá:
- Para calcular el número de panel solar (con clasificación)
- Para calcular la clasificación del panel solar.
- Para calcular la clasificación de las baterías para el sistema de paneles solares.
- Para calcular el tiempo de respaldo de las baterías.
- Para calcular la corriente requerida y de carga para baterías.
- Para calcular el tiempo de carga de las baterías.
- Para calcular la clasificación del controlador de carga
- ¿Cuántos vatios de panel solar necesitamos?
- ¿Conectar Panel Solar en Serie o Paralelo?
- Cómo seleccionar el panel solar adecuado para el hogar
- Clasificación de UPS/Inversor para requisitos de carga y mucho más…
Instalación de Paneles Solares: Procedimiento Paso a Paso con cálculo y ejemplos
Antes de comenzar, se recomienda leer el artículo sobre la selección adecuada y los diferentes tipos de paneles solares y paneles fotovoltaicos también para uso doméstico y comercial. Al grano, sepamos cómo cablear e instalar un sistema de paneles solares de acuerdo con el cálculo adecuado y los requisitos de carga.
Ahora comencemos,
Suponer, Vamos a instalar un sistema de energía solar en nuestra casa para una carga total de 800W donde el tiempo de respaldo requerido de la batería es de 3 horas (puede usarlo usted mismo ya que es solo para un cálculo de muestra)
Carga = 800 vatios
Tiempo de respaldo requerido para baterías = 3 horas
¿Qué necesitamos saber?
- Clasificación del inversor/UPS =?
- No de baterías para energía de respaldo =?
- Horas de respaldo de las baterías =?
- Conexión en serie o paralelo de baterías = ?
- Corriente de carga para baterías = ?
- Tiempo de carga de baterías = ?
- ¿Número requerido de panel solar =?
- Conexión en serie o paralelo de paneles solares = ?
- Clasificación del controlador de carga =?
Solución:
Clasificación del inversor/UPS:
La clasificación del inversor/UPS debe ser superior al 25% de la carga total (para la carga futura y teniendo en cuenta las pérdidas)
800 x (25/100) = 200W
Nuestra Carga + 25% Potencia Extra = 800+200 = 1000 vatios
Esta es la clasificación del UPS (inversor), es decir, necesitamos un UPS/inversor de 1000 W para la instalación del panel solar según nuestra necesidad (según cálculos).
Publicación relacionada: ¿Cómo conectar UPS/inversor automático al sistema de suministro doméstico?
Número requerido de baterías
Ahora el tiempo de respaldo requerido de las baterías en horas = 3 horas
Supongamos que vamos a instalar Baterías de 100Ah, 12V,
12V x 100Ah = 1200Wh
Ahora para una batería (es decir, el tiempo de respaldo de una batería)
1200 Wh / 800 W = 1,5 horas
Pero nuestro tiempo de respaldo requerido es de 3 horas.
Por tanto, 3/1,5 = 2 → es decir tendremos que conectar dos (2) baterías cada una de 100Ah, 12V.
Horas de respaldo de las baterías
Si se proporciona la cantidad de baterías y desea saber el tiempo de respaldo de estas baterías, utilice esta fórmula para calcular las horas de respaldo de las baterías.
1200 Wh x 2 baterías = 2400 Wh
2400 Wh / 800 W = 3 horas.
En el primer escenario utilizaremos un sistema inversor de 12V, por lo tanto, tendremos que conectar dos (2) baterías (cada una de 12V, 100 Ah) en Paralelo. Pero surge una pregunta a continuación:
Conexión en serie o paralelo para baterías
¿Por qué baterías en paralelo y no en serie?
Debido a que este es un sistema inversor de 12 V, si conectamos estas baterías en serie en lugar de en paralelo, la clasificación de las baterías se convierte en V1 +v2 = 12V + 12V = 24V mientras que la clasificación actual sería la misma, es decir, 100Ah.
Bueno saber: En los circuitos en serie, la corriente es la misma en cada cable o sección, mientras que el voltaje es diferente, es decir, el voltaje es aditivo, por ejemplo, V.1+V2+V3….Vn.
Es por eso que conectaremos las baterías en paralelo, porque el voltaje de las baterías (12 V) sigue siendo el mismo, mientras que su clasificación de Ah (amperios hora) aumentará. es decir, el sistema pasaría a ser = 12V y 100Ah +100Ah = 200Ah.
Bueno saber: En conexión en paralelo, el voltaje será el mismo en cada cable o sección, mientras que la corriente será diferente, es decir, la corriente es aditiva, por ejemplo, I.1+yo2+yo3…+En
Ahora conectaremos 2 baterías en paralelo (cada una de 100Ah, 12V)
es decir, se conectarán 2 baterías de 12 V y 100 Ah en paralelo
= 12 V, 100 Ah + 100 Ah = 12 V, 200 Ah (paralelo)
Bueno saber: La potencia en vatios es aditiva en cualquier configuración de circuito resistivo: P Total= P1 +P2 +P3. . . PAGnorte (Sin tener en cuenta la pérdida de instalación del 40%)
Corriente de carga para baterías
Ahora el Corriente de carga requerida para estos dos baterias.
(La corriente de carga debe ser 1/10 de la batería Ah)
200Ah x (1/10) = 20A
Tiempo de carga requerido para la batería
Aquí está la fórmula del tiempo de carga de una batería de plomo-ácido.
Tiempo de carga de la batería = Batería Ah / Corriente de carga
T = Ah/A
Por ejemplo, para una sola batería de 12V y 100Ah, el tiempo de carga sería:
T = Ah / A = 100Ah / 10A = 10 Hrs (Caso Ideal)
debido a algunas pérdidas (se ha observado que el 40% de las pérdidas ocurrieron durante la carga de la batería), de esta manera tomamos 10-12 A de corriente de carga en lugar de 10 A, de esta manera, el tiempo de carga requerido para una batería de 12 V, 100 Ah la bateria seria:
100Ah x ( 40/100 ) = 40 (100Ah x 40% de las pérdidas)
la potencia de la batería sería 100Ah + 40 Ah = 140 Ah (100Ah + pérdidas)
Ahora el corriente de carga requerida para la batería sería:
140Ah / 12A = 11,6 Horas.
¿Número requerido de paneles solares (en serie o en paralelo)?
Ahora el número requerido de paneles solares que necesitamos para el sistema anterior como se muestra a continuación.
Escenario 1: La carga de CC no está conectada = Solo cargando la batería
Conocemos la famosa fórmula de potencia (DC)
P = VI ………… (Potencia = Voltaje x Corriente)
Poniendo los valores de las baterías y la corriente de carga.
P = 12V x 20A
pag = 240 vatios
estos son los vatios requeridos del panel solar (solo para cargar la batería, y luego la batería suministrará energía a la carga, es decir, la carga directa no está conectada a los paneles solares)
Ahora
240W/60W = 4 números de paneles solares
Por tanto, conectaremos 4 Paneles Solares (cada uno de 60W,12V,5A) en paralelo.
Los cálculos y el sistema anteriores fueron solo para cargar la batería (y luego la batería suministrará energía a la carga deseada) a aparatos eléctricos de CA, que obtendrán energía a través del inversor y cargas de CC a través del controlador de carga (a través de baterías cargadas).
Escenario 2: La carga de CC está conectada y la batería se está cargando
Ahora supongamos que hay una carga de 10 A conectada directamente a los paneles a través del inversor (o puede ser una carga de CC a través del controlador de carga). Durante la luz del sol, el panel solar proporciona 10 A a la carga conectada directamente + 20 A a la carga de la batería, es decir, los paneles solares cargan la batería y también proporcionan 10 A a la carga.
En este caso, la corriente total requerida (20 A para carga de baterías y 10 A para carga conectada directamente)
En este caso anterior, la corriente total requerida en amperios,
20A + 10A = 30A
Ahora, I = 30 A, entonces se requiere potencia
P = V x I = 12 V x 30 A = 360 vatios
Es decir, necesitamos un sistema de 360 W para el sistema explicado anteriormente (esto es tanto para carga directa como para carga de baterías)
Ahora, la cantidad de paneles solares que necesitamos.
360/60W = 6 números de paneles solares
Por lo tanto, nos conectaremos 6 números de Paneles solares en paralelo (cada uno de 60W, 12V,5A)
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Clasificación del controlador de carga
Como hemos calculado anteriormente, la corriente de carga para una batería de 200 Ah es de 20 a 22 amperios (22 A para carga de batería + 10 A para carga directa de CC), por lo tanto, podemos usar un controlador de carga de aproximadamente 30-32 amperios.
Nota: El cálculo anterior se basa en un caso ideal, por lo que se recomienda elegir siempre un panel solar un poco más grande de lo que necesitamos, ya que se producen algunas pérdidas durante la carga de la batería a través del panel solar y la luz del sol no siempre es ideal. ánimo.
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¿Cuántos vatios de panel solar necesitamos?
Hemos mostrado un método muy simple en la publicación anterior para encontrar ¿Cuántos vatios de panel solar necesitamos para nuestros electrodomésticos? Depende de la hora de luz solar y de la carga en vatios que necesitamos para encender un aparato eléctrico.
¿Cuál panel solar seleccionamos?
Entre muchas marcas y materiales de paneles solares como c-Si, String Ribon, células solares de película delgada (TFSC) o (TFPV), silicio amorfo (a-Si o a-Si:H), células solares de telururo de cadmio (CdTe). , Células solares de seleniuro de cobre, indio y galio (CIGS/CIS), BIPV: construcción de paneles fotovoltaicos integrados, células solares híbridas y paneles fotovoltaicos. Hemos analizado en una publicación muy detallada “diferentes tipos de paneles solares con ventajas, costos y aplicaciones”. ¿De esta manera podrás encontrar cuál es el mejor tipo de Panel Solar para Uso Doméstico?
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