Preguntas Solar

8/17/2019 Preguntas Solar

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I.- INTRODUCCIÓN1.1.- ¿Cuáles son las ventajas de los módulos de silicio monocristalino frente a lospolicristalinos?

Módulos de silicio monocristalino

Ventajas:-Ocupan el primer lugar en el mercado.-La principal ventaja es su alta eficiencia

Desventajas:-requiere un complicado proceso de fabricación, lo que se traduce en costes ligeramentesuperiores a los de otras tecnologías.

Módulos de silicio policristalinos

Ventajas:-Fabricación más económica debido a que se requiere un proceso de fabricación más

simple.-Pueden ser fabricadas en forma cuadrada y así aprovechar mejor el área rectangulardisponible en un panel.

Desventajas:-Menores rendimientos

1.2.- Compare los precios con los actuales precios en el Perú. ¿Hay una diferenciaconsiderable? De ser así trate de explicar porque.

Si hay una diferencia considerable ya que en la actualidad hay mayor tecnología y losdispositivos vienen al Perú solo para ensamblar el cual aumenta su valor, si bien es cierto

son hechos acá mismo pero no fabricados sino más bien armados; es decir las piezas secompran por separado y se lleva acabo su ensamblaje. Por lo cual ya se está teniendoaumento en 2 factores: el traslado y el ensamblaje, los cuales tienen un precio extra.

1.3.- ¿Podría sugerir otras posibles aplicaciones para la tecnología fotovoltaica?

Se podría sugerir para las siguientes:- Electrificar pueblos pequeños.- Alumbrar carteles publicitarios.- Dejar de lado las baterías y usar la energía solar para hacer funcionar los juguetes.-Alumbrar las luces de señalización.-Para alimentar y funcionar a todo lo que es seguridad como los cercos eléctricos y

alarmas.- Radiofaros y radiobalizas de uso aéreo.- Indicadores de hora y temperatura en vías públicas.- Controles de riego.


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1.4.- Dé ejemplos acerca del uso de la energía solar en los siguientes lugares (tresen cada caso):

En el hogar

-El ámbito doméstico usaríamos las placas térmicas para transformar la radiación solaren calor y así poder calentar el agua.-Para producción de alumbrado ya sea de focos ahorradores o tipo led.-Para funcionar un sistema de aire acondicionado.

En un hospital

-Para el alumbrado de los pasadizos y luz de emergencia.-Para el funcionamiento del Aire acondicionado.-En sistemas de bombeo de agua.

En el colegio

Con la energía solar, las escuelas podrían incorporar y usar:-una computadora, un proyector y una impresora, para hacer las clases en aulasmultimedia.-En el alumbrado de las aulas con focos ahorradores.-Para el sistema de aire de acondicionado en las oficinas.

1.5.- Piense en toda clase de actividades para las cuales la energía es necesaria enla vida diaria ¿En cuáles emplearía Ud. la energía fotovoltaica?

De hecho las siguientes necesidades que voy a mencionar son base para el progreso deuna ciudad.

- Iluminación en una vivienda ya sea con foco de baja potencia como los focosahorradores o dicroicos tipo led.- Para el bombeo de agua hacia el pueblo, o para riegos de cultivo.- Para alimentar un Sistema eléctrico para alarmas de seguridad en una ciudad.- Para colocar energía para todas las aulas de un colegio ya sea particular o estatal y asíconvertirlas en aulas multimedia.


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1.6.- Ver la figura 1.9:Economía de la instalación de sistemas fotovoltaicos vs red pública y generadores

dieselEn el pueblo de Santa Fe, Ica, un hogar promedio registra una demanda diaria de energíade 0.50 kWh/día; y son 100 los hogares que carecen de luz eléctrica. El pueblo se

encuentra a 10 kilómetros de la red. Si se instala módulos fotovoltaicos, el costo por Wpserá de 5.0 $/ W.Usted trabaja en Electro Sur Medio y debe decidir si el pueblo será electrificado conenergía fotovoltaica o conexión a la red. Considerando sólo el aspecto económico, ¿quéopción escogería?

Yo escogería por el aspecto económico los módulos de sistema fotovoltaicos.

1.7.- Existen varias formas para determinar qué opción es la mejor, por ejemplo,considerar la inversión necesaria para cada caso. Por supuesto, para decidir entreextender la red o emplear sistemas FV, es mejor trabajar con precios reales y nocon un gráfico general. En el Perú (1998), el Ministerio de Energía y Minas empleó

las siguientes cifras en sus cálculos:.450 US$/hogar por conexión a la red.8 000 US$ por kilómetro de línea de transmisión

Un sistema FV completo de 50 W, capaz de suministrar energía suficiente para unhogar, cuesta 1,000 US$. ¿Qué opción requiere una menor inversión?

Bueno comparando los precios reales por medio de conexión a red y costo por módulosfotovoltaicos. Costo por medio de conexión a la red:

Hogar por conexión a la red: $450; en 100 hogares = $45 000

Km por línea de transmisión: $ 8 000; en 10 km = $80 000Conexión de red: $750El total será $ (45 000+80 000+ 750)= $125 750 el valor es demasiado

Costo por módulos fotovoltaicos:

Batería: $100 por cada kWh; en 50 kWh = $5 000Estructura y cableado: $ 1.5 Wp / panel en 100 paneles= $150El problema anuncia que el costo por WP será: $5.0 / Wp (instalación) en 100 casas será=$500

El total será $ (5 000+150+ 500)= $5650 soles.

Teniendo en cuenta el aspecto económico, yo como trabajador de dicha empresa yquedar bien elegiría el de instalar módulos fotovoltaicos, puesto que la demanda total espoca y se encuentra a una distancia considerable.

1.8.- Haga un listado de los puntos fuertes y los puntos débiles de la tecnologíafotovoltaica. ¿Qué haría para mejorar sus puntos débiles?


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Puntos fuertes de la tecnología fotovoltaica:

- Periodo de vida largo- Limpios.- Instalación rápida.

- Son silenciosos.- No dañan el medio ambiente.- Se usa energía renovable.- Mantenimiento mínimo.- Ofrece un suministro de energía continuo.

Puntos débiles:

- Impacto visual.- Costo de compra elevado.- Acumulación de energía limitada.

Con respecto al precio, y la tecnología se viene dando cada vez más, los panelesfotovoltaicos mejorara en nuestro país en el momento en que se pueda desarrollar estetipo de tecnología para así ser nosotros mismos los fabricantes de estas celdasfotovoltaicas y no solamente ensamblarlos como se realiza actualmente y así seráobtenida por la mayoría de los pobladores.

Me parece que con el tiempo se van a ir mejorando los modelos de paneles solares y sebuscara también la manera de poder acumular más energía para las demandas máximas.

1.9.- Los ejemplos del libro de texto hacen referencia a Indonesia. ¿Podría sugerirejemplos del Perú o quizás de países cercanos al Perú? ¿Cuáles fueron las

experiencias en dichos lugares?

El interés en el uso técnico de las energías renovables, especialmente de laenergía solar, comenzó en el Perú, como en muchos otros países, en los añossetenta del siglo pasado, como consecuencia de la llamada crisis de petróleo. Setrabajó en diferentes instituciones del país (mayormente en universidades) encapacitación y desarrollo tecnológico, especialmente en bombeo de agua conmolinos de viento, calentadores solares de agua y secadores solares de productosagrícolas. Estas experiencias fueron puntualmente exitosas, por ejemplo. latecnología de los calentadores solares de agua, hoy bien asentada en Arequipa,

fue originalmente desarrollada por el ex -ITINTEC, y, los secadores solaresartesanales de maíz usados hoy en el Valle Sagrada del Urubamba fuerondesarrollados y diseminados por un proyecto de la Universidad Nacional deIngeniería con la cooperación alemana.


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Perú inaugura dos centrales eléctricas de energía solar hechas por españoles, laCentral Fotovoltaica de Tacna cuenta con 121 hectáreas de superficie y su

producción anual de energía se estima en 47,196 megavatios, mientras que la de

Moquegua tiene 123 hectáreas y se calcula en 50.676 megavatios su producción

anual. Ambas centrales tuvieron una inversión de 250 millones de soles (US$95,7

millones que fueron construidas por las empresas españolas Solar Pack yGestamp Solar.

Otro proyecto es EUROSOLAR, con financiamiento europeo, aún se estáimplementando en Bolivia, Ecuador, El Salvador, entre otros países, incluido el

nuestro. Se trata de la instalación de 600 kits compuestos por: sistema eléctricosolar y eólico, sistema comunicaciones (antenas, satélite, Wifi, IP telefónico). Parael Perú se han destinado 131 kits.

El proyecto más grande es el Plan Maestro JICA (Japan International Corporation Agency), un plan que incluye a más de 10 mil comunidades, aún no se ejecuta yse implementará a lo largo de 10 años.

http://www.programaeuro-solar.eu/home.phphttp://www.programaeuro-solar.eu/home.php


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1.10.- Considerando las condiciones necesarias para instalar sistemasfotovoltaicos, piense en las regiones del Perú, en donde la energía solarfotovoltaica sería una buena opción. ¿Si pudiera escoger, donde empezaría unnegocio de venta de sistemas fotovoltaicos?

Escogería la zona centro sur del Perú y la selva(existe un calor alto), puesto que es más

difícil llegar hasta estos lugares una extensión de la red, además que por la altura en laque se encuentran la mayoría de estas comunidades, cumplen con las condicionesnecesarias para poder instalar sistemas fotovoltaicos y en la región selva seria instalarsistemas fotovoltaicos porque es bajo la demanda eléctrica por consumo independiente.

1.11.- Se recomienda evitar que ciertos artefactos operen con energía solar. Déalgunos ejemplos y explique por qué.

Bueno como ya como se habló en clases los sistemas fotovoltaicos genera poca potenciay si conectaríamos artefactos como las máquinas de soldar, planchas y cargas resistivasconsumen bastante corriente.Tenemos las congeladoras que están conectados las 24 horas ya que solo tenemos 12

horas de luz solar.


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II. LA FUENTE DE ENERGÍA SOLAR

2.1.- Calcule qué área se requeriría para cubrir la demanda total de energía en elPerú. Primero, calcule la demanda de energía en el Perú, y luego, calcule el área depaneles fotovoltaicos.

La demanda del Perú en la actualidad es de 37.741 GWh, teniendo en cuenta que sepuede producir 1 kwh/m2. El área a cubrir seria de 37 774 km2.

2.2.- La familia Flores desea comprar un sistema FV pero no está convencida de queel sol pueda proporcionar suficiente energía para cubrir sus necesidades. Piensanque quizás el sol está demasiado lejos. Explique en sus propias palabras qué tipode energía proporciona el sol.

El sol proporciona energía por medio de radiación electromagnética, esto quiere decir queno importa si es época de verano o invierno el sol siempre nos brinda este tipo deenergía, por eso la generación de energía eléctrica no depende del brillo solar sino de laradiación que este emite.

Se trata de recoger la energía del sol a través de paneles solares y convertirla en calor elcual puede destinarse a satisfacer numerosas necesidades. Por ejemplo, se puedeobtener agua caliente para consumo doméstico o industrial, o bien para dar calefacción ahogares, tv, hoteles, colegios o fábricas.El tipo de energía que proporciona el sol es la energía de la luz, por lo tanto no tendrámayor importancia que este se encuentre lejos puesto que sus rayos de luz llega anuestro planeta lo suficientemente bien como para trabajar sistemas FOTOVOLTAICA.

2.3.- Explique por qué el nivel de radiación es mayor en las provincias de las zonasdesérticas y del altiplano que en las de la selva.

En las zonas desérticas se da un efecto reflejo, el cual aumenta cada vez que se estémás cerca al mar, y en el altiplano la radiación cae libremente sobre la superficie puestoque la propia altura favorece el ángulo de llegada de irradiación.

Mientras que en lugares como la región selva que está cubierta por una vasta superficiede flora se vuelve más complicado que la radiación llegue con facilidad.


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2.4.- Luego de observar las variaciones de la radiación solar por día y por estación,¿cuáles son las consecuencias de dichas variaciones sobre los sistemasfotovoltaicos?Las consecuencias entre radiación por dia y por estación son:

• Disminución de su eficiencia.• Se eleva el tiempo de recuperación de la inversión.• Desgaste prematuro de la batería.

2.5.- En la tabla 2.2 (Cuadro de la Radiación Solar en el Perú), observe cuál es laradiación solar anual promedio en dos distritos de Lima: Jesús María y La Molina.Aunque ambos se encuentran próximos, su nivel de radiación no es el mismo.Explique por qué.

De los datos de la tabla 2.2.- hemos obtenido:KW.h/m2 Altitud Latitud

Jesús María 3.8 10 12.1

La Molina 3.4 150 12.1

Esto se debe a la altura en que se encuentra cada una, a pesar de estar en la mismalatitud se crea una pequeña diferencia de radiación entre estos distritos.

2.7.- En el mapa solar mundial, observe cuál es la radiación solar tanto enÁmsterdam, como en Lima. Exprésela en kWh/m2 – año (vea la figura 2.3)

En Ámsterdam capital de países bajos (pertenece al continente de Europa) la cualen el mapa pertenece a 300 KJ/cm^2/año; por lo cual sería:

1 watts hora equivale a 3600 joule1 cm cuadrado vale a 10^-2Donde equivale a 833.33 KWh/m2/año.

Lima: 800 KJ/cm^2/año; por lo cual sería:

1 watts hora equivale a 3600 joule1 cm cuadrado vale a 10^-2Donde equivale a 2222.4 KWh/m2/año.


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2.8.- Calcule el requerimiento diario total de energía que registran los siguientesartefactos:- Dos lámparas de 8 W cada una, encendidas durante cuatro horas.- Una lámpara exterior de 12 W, encendida durante doce horas.- Un televisor de 40 W, encendido durante tres horas.

- Dos lámparas de 8W cada una, encendidas durante cuatro horas las dos lámparas = 64W.h en dos lámparas- Una lámpara exterior de 12 W, encendida durante doce horas = 144 W.h en la lámparaexterior.- Un televisor de 40 W, encendido durante tres horas = 120 W.h

2.9.- ¿Cuál es la ciudad del Perú que recibe mayor radiación solar (en promedio)?Emplee ambas tablas de radiación solar y explique la diferencia.

- Huancayo con 6.86 KWh/m2

2.10.- En una casa de Arequipa Ud. puede instalar un sistema FV de 50 W, cuyocosto es de US$ 1,000. El panel puede ser instalado en el techo, el cual estáorientado al norte y tiene una inclinación de 40°. La otra posibilidad es instalarlo enun sitio independiente (con un costo adicional de US$ 200), con el fin de colocarloen una posición óptima. ¿Qué haría en este caso?

Si observamos en la tabla 2.5 vemos que el factor de corrección que ofrece el ángulo deinclinación del panel es mínimo por lo cual colocarlo en otro lugar sería un gastoinnecesario, optaría por realizar la instalación hay mismo.

2.11.- ¿Por qué un módulo no debe ser fijado directamente sobre un techo de

hojalata, sino a los menos 10 centímetros por encima?

El modulo del sistema fotovoltaico no debe ser colocado directamente en techo por elrecalentamiento que produce la calamina al recalentar con el sol, producirá daños en elpanel solar por eso es el motivo de colocarlo a 10 centímetros.

2.12.- ¿Por qué afecta al sistema si una de las partes del sistema FV recibe sombramientras está operativo, aún si se trata de una sola celda?

Primero debe considerar que la sombra puede crear problemas con puntoscalientes. Suponga, que de una serie de celdas, una está en la sombra y las otras están

en el sol. Las celdas que están en el sol producen corriente que debe correr también porla célula que está en la sombra, la cual está actuando como una gran resistencia. Estacélula puede calentarse mucho por ese efecto.


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2.13.- ¿Por qué no se debe fijar directamente un panel a un techo de hojalata, sinoque se debe dejar un espacio de unos 10 centímetros encima del techo?

El modulo del sistema fotovoltaico no debe ser colocado directamente en techo por elrecalentamiento que produce la calamina al recalentar con el sol, producirá daños en elpanel solar por eso es el motivo de colocarlo a 10 centímetros.

2.14.- Una buena forma de estimar la influencia de los obstáculos en un vecindarioque cuenta con un sistema de energía solar es calcular la trayectoria del sol duranteel día, tanto en verano (cuando el sol sigue una trayectoria más alta) como eninvierno (cuando el sol está más bajo). Escoja un lugar que presente obstáculos(algún lugar cerca del salón de clase) donde le gustaría instalar un sistema deenergía solar, e imagine cuál sería la trayectoria del sol en verano y en invierno.Observe cuidadosamente y calcule con qué frecuencia los obstáculos sombrearánlos paneles.

Si se coloca un sistema fotovoltaico (paneles)por encima de todo un edifico de launiversidad, no habría problemas con obstáculos que produzcan sombra sobre el panel; a

excepción de que en un futuro se construya un edifico cerca y más grande que esteimpida la radiación hacia los paneles.

2.15.- Como técnico, Ud. tiene que instalar medidores para monitorear elfuncionamiento de un gran proyecto de demostración en el que se instalará unsistema fotovoltaico de 100 kW para abastecer de electricidad al Ministerio deEnergía y Minas en Lima. ¿Qué tipo de medidores instalaría y dónde?

Utilizaría piranometro porque es más exacto que el solarimetro fotovoltaico, colocándolosa la entrada y salida del sistema para hacer evaluaciones más exactas delcomportamiento.


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III. ¿CÓMO OPERAN LOS SISTEMAS FOTOVOLTAICOS?

3.1.- ¿Por qué los cables para distribuir energía solar son más gruesos que losutilizados para los sistemas de 220 V, de uso común en los hogares?

Los cables para distribuir energía solar son más gruesos porque:

.Como el voltaje en un sistema fotovoltaico es voltaje CC bajo, 12 ó 24 V, las corrientesque fluirán a través de los cables son mucho más altas que las de los sistemas con voltajeCA de 110 ó 220 V.

.Para suministrar una potencia a 12 V, significa que la corriente será casi 20 veces másalta que en un sistema de 220 V. Esto quiere decir que cables mucho más gruesos debenusarse para impedir el recalentamiento e incluso la quema de los cables.

.Por lo tanto deducimos que los cables que se utilizan en el transporte de electricidaddesde los paneles a los controles, baterías y uso final deben diseñarse para corriente CCde bajo voltaje. Esto significa que, si la misma cantidad de energía debe transportarse,

deberán ser más gruesos que los cables que generalmente se usan para 220 V.

3.2.- ¿Cuáles son los voltajes de operación típicos de los sistemas solares deenergía?

Los voltajes típicos en los sistemas solares son de 12 V o también de 24 V.

3.3.- A continuación incluimos un ejemplo de las especificaciones técnicas para unmódulo solar:Potencia: 53 W

Voltaje en circuito abierto: 21.8 VCorriente de cortocircuito: 3.27 AVoltaje en carga: 17.4 VCorriente en carga: 3.05 ABajo condiciones de prueba estándar de 1,000 W/m25 ºC de temperatura de celda y 1.5 de masa de aireNúmero de celdas en serie: 36Tamaño de celda: 4.05 pulgada cuadrada (102.9 mm^2)Tipo de celda: silicio monocristalino


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De acuerdo a los datos del problema que me dan y a la tabla 3.1 TAMAÑO DE CABLESCORRIENTE MAXIMA Y POTENCIA seria para:

50 watts, 12 voltios = 1.00 mm2 de espesor 10 000 watts, 220 voltios = 10.00 mm2 de espesor 2000 watts, 12 voltios = 25.00 mm2 de espesor

3.8.- Examine el esquema de distribución de un sistema fotovoltaico y explique losflujos de energía en el sistema.

El esquema de distribución de un sistema fotovoltaico esta constituido por un panel solar,una unidad de control, una batería y su destino final que serían los equipos quedemandan la energía eléctrica.En este tipo de sistema, la corriente depende de la radiación solar, que es captada pormedio de las celdas fotovoltaicas, transformada en energía eléctrica y guiada hasta uncontrolador, que cumplirá la función de dirigir la corriente ya sea a un almacenador encaso que no se necesite la carga o a los equipos de uso final que requieran de esta carga.

3.9.- Observe el diagrama de una unidad de control y determine su funcionamiento(vea la figura 3.4).

Una unidad de control es aquella que recibe la corriente directamente del módulo solar ydispone de ella, ya sea para almacenarla o para proveerla para su uso final en algúnequipo. También controla que la batería se pueda sobrecargar o descargar.

3.10.- ¿Por qué se recomienda el uso de artefactos que operan con corrientecontinua de bajo voltaje, en lugar de aquellos que lo hacen con corriente alterna yque requieren de un inversor de voltaje?

Un inversor también consume energía y por tanto disminuye la eficiencia general delsistema. La ventaja del inversor es que el voltaje de operación es mucho más alto y portanto puede evitarse el uso de cables gruesos, especialmente cuando deben usarsecables largos podría ser económicamente viable utilizar un inversor.

3.11.- ¿Por qué se produce una baja en el nivel de electrolito de las bateríasselladas y qué líquido se emplea para llenarlas nuevamente?

El tiempo requerido para cargar completamente una batería depende de la magnitud de lacorriente con la cual se carga. Las baterías se cargan utilizando módulos solares, energíade la red conectada a un cargador de batería, diesel, petróleo o un motor de autoconectado a un alternador del tamaño adecuado o a un generador.

No se debe cargar baterías a una corriente mayor de un décimo de su capacidadestimada. Por lo tanto, una batería de 70 Ah no deberá ser cargada a una corriente demás de 7 amperios

3.12.- ¿Qué tipo de batería usaría en una instalación donde ésta será sometida aciclos profundos frecuentes y donde estará vacía por largos periodos?


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Usaría las baterías de plomo antimonio ya que son de ciclo profundo

3.13.- ¿Por qué resulta imposible hablar en términos generales del tiempo de vidade una batería?

Hablamos de ciclo de vida y el ciclo de vida real de una batería se acorta debido adescargas profundas, alta temperatura, falta de mantenimiento, y demasiadas descargasa alta velocidad.

3.14.- ¿La auto descarga de una batería aumenta o disminuye a lo largo del verano?

El porcentaje de descarga de una batería depende de la temperatura del ambiente y deltipo de batería (es decir, aquellas baterías con gran acumulación de ácido en la superficietienden a tener un porcentaje de autodescarga más alto).La auto descarga aumenta a mayor temperatura por lo que a lo largo que avanza elverano esta aumenta.

3.15.- ¿Cuántas estructuras de soportes distintas se describen en esta sección?Ilustre las diferentes estructuras de soporte antes descritas.

Algunos soportes podrían ser:-Un marco que este hecho de metal y fijado al techo (con pernos grandes) o se hacen losuficientemente pesados utilizando concreto.

- Otro soporte pueden utilizarse los postes para evitar daños potenciales en los panelescausados, por ejemplo niños que juegan en los alrededores.


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IV. DISEÑO DEL SISTEMA E INSTALACIÓN

4.1.- Compare este ciclo de venta con la venta de un producto más convencional;un televisor, por ejemplo. ¿Siguen el mismo proceso?

La primera diferencia notable es que un televisor no requiere de datos metrológicos,

simplemente su venta se basa en el requerimiento del usuario, el modelo que seaatractivo para el usuario y el costo.Por ejemplo en el televisor, el vendedor solo le dice que accesorios le viene, susutilidades y nada más. Ofrecen garantía extendida que no es buena. El servicio post-ventaes pésimo a comparación del ciclo de venta de un equipo de energía renovable en la cualinstruyen a uno para que uno mismo pueda hacer mantenimiento y saber dar solucionesprácticas y rápidas con el equipo.

4.2.- La salida diaria promedio de un sistema FV instalado en el Perú está calculadaen 130 W.h diarios a 12V. ¿Cuántos de estos paneles deberá adquirir un clientecuyo requerimiento diario de energía es de 900 W.h, para un sistema que trabaja a12 V? Se usará una batería de plomo-ácido con una eficiencia de carga de 80%.

Primero calculamos la intensidad en amperios horas de la salida diaria de un FVinstalado:

Segundo calculamos la intensidad de requerimiento diario del panel:

Como la batería tiene una eficiencia de carga de 80 % entonces se debe hacer el cálculopara una I2 = 93.75 Ah.

Nº de paneles = I2 / I1 = 93.75 / 10.83 = 8.65 9 paneles solares.

4.3.- Tome como ejemplo su propia casa, y calcule el consumo de energía total pordía y por año. Compare esos cálculos con los recibos de luz. ¿Acertó en suscálculos? Explique la diferencia. Si desea, puede hacer el mismo ejercicio para todala escuela.


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ARTEFACTO POTENCIA

(W)CANTIDAD P. TOTAL (w) HORAS CONSUMO TOTAL

(KWh)TV 1 135 1 135 5 675TV 2 64 1 64 3 192

RADIO 25 1 25 4 100FOCOSAHORRADORES

27 4 108 7 756

FLUORESCENTE3

25 1 25 3 75

LAVADORA 300 1 300 0 0LICUADORA 600 1 600 1 600VENTILADOR 40 1 40 0 0

COMPUTADORA 300 1 300 3 900PLANCHA 1000 1 1000 1 1000

4 298

La tabla que he realizado es un aproximado de consumo de energía al día, a partir deesto pude deducir un valor anual de consumo de 1.568MWh (valor multiplicado 4298 w-hpor 365 días)La diferencia es muy grande a la del recibo de luz, puesto que solo me muestra un valoraproximado de 3KWh al día, es decir 1 MWh aprox. de consumo al año. Esto se debe aque los valores que tome para mi calculo fueron realizados un día de alto consumo esdecir un día domingo en el cual todos se encuentran en mi casa, sabiendo q hay días enlos que no se encuentra nadie en mi casa consumiendo energía eléctrica, que son lamayoría de días (lunes a viernes).

4.4.- Determine como se obtuvo el factor 1200 en la fórmula:

¿Esta fórmula es aplicable a todo tipo de paneles, con eficiencias diferentes?

El factor para calcular el tamaño del sistema no es 1,000 sino 1,200 porque la eficienciadel sistema es siempre un poco más baja que la eficiencia del panel (~85%).La fórmula aplica para paneles bajo condiciones estándar: temperatura ambiente de 25 °Cy 1,000 W/m2 de radiación.

4.5.- El Sr. Tafur desearía usar energía solar fotovoltaica en su hogar, en la villa SanCarlos. En San Carlos la radiación global media es:Enero 24 MJ/m^2.día Abril 20 MJ/m^2.díaJulio 18 MJ/m^2.día

Octubre 24 MJ/m^2.diaLa demanda de electricidad de la casa es la siguiente:

- 3 luces de 13 W; 4 horas al día- un televisor, 40 W; 4 horas al día


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- una radio de 10 W; 3 horas al día

Aconseje al Sr. Tafur acerca de la compra de un sistema fotovoltaico.

Hallar la energía total diaria.

Luces: 3 x 13W = 39W x 4h= 0.156 kWh.TV: 40W x 4h = 0.160 kWh.Radio: 10W x 3h =0.030 kWh.Energía total diaria = 0.346 kWh.

Convertir MJ/m2 a kWh/m2

R1 = Enero-Marzo: 24 x 0.2778 = 6.667 kWh/m2 R2 = Abril-Junio: 20 x 0.2778 = 5.556 kWh/m2 R3 =Julio-Septiembre: 18 x 0.2778 = 5 kWh/m2 R4 = Octubre-Diciembre: 24 x 0.2778 = 6.667 kWh/m2

Calcular el tamaño del panel

Ar1 = 1200 x 0.346 / 6.667 = 62.277 = 63 Wp Ar2 = 1200 x 0.346 / 5.556 = 74.730 = 75 Wp Ar3 = 1200 x 0.346 / 5 = 83.040 = 84 Wp Ar4 = 1200 x 0.346 / 6.667 = 62.277 = 63 Wp

CONCLUSIÓN: Recomendaría un panel solar de 75 Wp o un valor cerca.

4.6.-Un hospital pequeño en las montañas de Irian Jaya recibió una donación deUS$ 10,000 de una fundación Americana para comprar e instalar un sistemafotovoltaico. Quieren usar el sistema para alumbrar el hospital y refrigerarmedicinas y vacunas. En total necesitan una capacidad de almacenamiento deaproximadamente 50 litros y quieren usar un refrigerador energéticamente eficientey bien aislado que consume solo 1,000 W.h/día. Para alumbrar el hospitalactualmente se usa unos 10 focos de luz de 60 W para los corredores y salasdurante la tarde (en promedio desde las 18:00 hasta las 22:00 horas) y 5 luces deemergencia (20 W) que están encendidas toda la noche. Aún más, ellos desean usarun sistema de aire acondicionado (500 W por 4 horas al día) en la sala deoperaciones y desean instalar una bomba FV para sustituir la actual bomba manual(capacidad de 10,000 litros al día desde una profundidad de 25 m).

Diseñe un sistema fotovoltaico que pueda cubrir todos los deseos del hospital.Diseñe la batería de almacenamiento, de manera que puedan abastecerse 5 días sinsol sin estropear las medicinas.¿Es la donación suficiente? Aconseje al hospital cómo ahorrar energía y cómo

minimizar costos.

Demanda:- Refrigerador: 1 KWh / día- Focos: 10 de 60W c/u; 4 horas al día = 2,4 KWh / día


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- Luces: 5 de 20W c/u; 12 horas al día = 1,2 KWh / día- Aire acondicionado: 500 W; 4 horas al día = 2 KWh / día- Bomba FV: capacidad de 10000 litros y una profundidad de 25m.

Total: 7.96 KWh / día.

Paneles fotovoltaicos:El sistema fotovoltaico de debe de generar por lo menos 8Kwh / día para poder abastecerla demanda diaria.Si asumimos que se reciben 1000 Wh/m2 durante 6h al día, entonces un panel solargenerará a condiciones óptimas 100 W/h, es decir se tendrán 600 W / día.

Entonces, tomando en cuenta una eficiencia del 80%, el sistema fotovoltaico deberáproporcionar un total de:

Esto es un aproximado de 16 de paneles de 0,5 m 2 de área por panel, ocupando unespacio total de 8 m2. Asumiendo que el costo de instalación por metro cuadrado es de US$ 900, el costo deinstalación total de paneles sería de US$ 7200.Batería:Se requiere una batería de tal tamaño que pueda resistir 5 días nublados sin dañar lamedicina. La batería tendrá un valor nominal de 12v de tensión.

- Refrigerador: 1KWh/día * 5 días = 5 KWh

Es decir la batería necesitara como mínimo un adicional de 5 KWh, es decir la bateríadebería tener una capacidad de almacenamiento de 10 KWh aproximadamente.Sabiendo que el costo de una batería es de US$ 100 por KWh, entonces el costo de labatería sería de US$ 1 000.El costo total del sistema sería: US$ 8 200.00


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4.7. Una batería tiene una capacidad nominal de 90 Ah y un ciclo de vida de 1,200ciclos, para una profundidad de descarga del 60%. Calcule lo siguiente:

La capacidad útil durante un ciclo: 90 Ah x 0.80 = 72Ah

La capacidad útil total durante el ciclo de vida: 72 Ah x 1200 = 86 400 Ah.

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