CLASE 6 > PANELES SOLARES > DISEÑO DE INSTALACIONES ESPECIALES 2025

C L A S E

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P R O Y E C T O S

D I S E Ñ O D E

I N S T A L A C I O N E S

E S P E C I A L E S

P A N E L E S S O LA R E S

Mgtr.Arq. Luis Fernando Ruano Paz

19 febrero

• Tema 3: Energías Renovables > Paneles Solares.

• Asignación Entrega No. 3

PANELES SOLARES

S O L A R F O T O V O L T A I C A 1

CÁLCULO DE UNA INSTALACIÓN

1. Consumo promedio de energía eléctrica

en una vivienda

LÁMPARA

1. Consumo promedio de energía eléctrica en una vivienda

ARTEFACTO ELÉCTRICO

ELÉCTRICO

1. Consumo promedio de energía eléctrica en una vivienda

▪ Estimar los consumos para cada caso en concreto. Las columnas de horas de consumo diario así como la cantidad de artefactos, son valores variables dependiendo del tipo y tamaño de la vivienda.

▪ La cantidad de energía producida por los paneles fotovoltaicos, en general cubren solamente el 50% de la energía que demanda la vivienda; por lo que el 50% restante lo proveerá la empresa eléctrica.

▪ Para este caso: 27,800.50 watts x 50% = 13,900.25 watts h/día

2. Radiación solar disponible: Cómo saber la irradiación solar en cualquier parte del mundo usando la base de datos de la Nasa La Nasa brinda la posibilidad de conocer los datos climáticos necesarios utilizando su base de datos y en cualquier parte del mundo, a través de la herramienta gratuita en línea POWER

DATA ACCESS VIEWER. En particular, brinda valores de radiación en superficies horizontales e inclinadas.

2. Radiación solar disponible

Paso 1: Conectarse a la base de datos de meteorología de superficie y energía solar de la NASA para una ubicación en particular, aquí: https://power.larc.nasa.gov/data-access-viewer/

Seleccione

el

“Acceso solar de punto único de energía” para obtener datos para un punto específico en el mapa.

2. Radiación solar disponible

Ubicación vivienda

2. Radiación solar disponiblee

2:

1. Elija la comunidad de usuarios: “Energía renovable”.

2. Elija un promedio temporal:

▪ Cada hora, diario, mensual, anual (para obtener la radiación promedio mensual para los años elegidos).

▪ Climatología (para obtener un promedio de datos mensuales y anuales en un período de 30 años).

Seleccione “climatología” si desea la insolación de datos para energía solar inclinada de los paneles.

2. Radiación solar disponiblee

Paso 2:

3. Con el botón “apuntar”, seleccione una ubicación en el mapa. (Guatemala, ciudad zona 1). Proporciona la latitud y longitud del lugar.

4. Seleccionar extensión de tiempo (No se necesita fecha)

5. Seleccione los formatos de archivo de salida (CSV para la hoja de trabajo de Excel).

2. Radiación solar disponiblee

Paso 2: 6. Seleccione los “parámetros para paneles fotovoltaicos inclinados” y haga doble click para visualizar los parámetros disponibles.

Deseleccionar todos los parámetros a excepción de

Irradiancia solar para superficies inclinadas orientadas al Ecuador (conjunto de superficies).

2. Radiación solar disponiblee

Deseleccionar

2. Radiación solar disponiblee

2. Radiación solar disponible

7. Enviar y procesar

Se obtendrá un enlace a los archivos CSV que se pueden abrir con Excel.

2. Radiación solar disponiblee

Arq. Luis Fernando Ruano

2. Radiación solar disponible

En este archivo xlsx, se obtienen los valores de irradiancia promedio mensual y anual para los siguientes parámetros en kW-hr/m2/día: Seleccionar la fila remarcada en color verde, que corresponde al ángulo de latitud del lugar (14.4269⁰), o sea menos de 15 ⁰ .

Escoger el mes que tenga menos irradiancia (y así se asegura que se cubre la demanda durante todo el año); que en este ejemplo corresponde al mes de octubre con un valor de 4.86 kW-hr/m2/día (Hora Solar Pico -HSP- ), que es el número de horas equivalente que tendría que brillar el sol a una intensidad de 1000 W/m2 para obtener la insolación total de un día.

2. Radiación solar disponible

-BEGINHEADER-

NASA/POWERCERES/MERRA2 NativeResolution Climatology Climatologies

30-year Meteorological andSolar Monthly &Annual Climatologies (January 1990 - December 2019)

Location:Latitude 14.4269 Longitude -90.4753

Elevation fromMERRA-2: Averagefor 0.5 x0.625 degreelat/lon region =1156.37 meters

Valuefor missing modeldata cannotbecomputed or outof modelavailability range: -999

Parameter(s):

SI_EF_TILTED_SURFACE_HORIZONTAL

archivo xlsx

>Irradiancia solar para la latitud más 15 inclinada hacia elEcuador

>Irradiancia solar para superficies verticales orientadas alEcuador

>Irradiancia solar óptima

>Ángulo óptimo deirradiancia

3. Escogencia del tipo de panel solar

Este dato viene dado en las características técnicas de los módulos elegidos según cada modelo y fabricante. Se pueden buscar y elegir en internet.

Material: silicio, cadmio, cobre, indio, galio y selenio

Buscar catálogo y especificaciones

3. Escogencia del tipo de panel solar

Los monocristalinos son más eficientes y tienen una vida útil más larga, pero son más caros. Los policristalinos son más baratos y útiles en climas cálidos, pero tienen una eficiencia menor.

La película delgada es una tecnología totalmente diferente.

Es mucho menos eficiente y, por lo tanto, utiliza mucho más espacio en el techo. Su mayor ventaja es que funciona mejor en condiciones de poca luz, cuando hay sombra parcial del sistema o en condiciones de calor extremo.

3. Escogencia del tipo de panel solar

Manuales > especificaciones

3. Escogencia del tipo de panel solar

Paneles solares más eficientes 2024

3. Escogencia del tipo de panel solar

Se muestra una tabla con las especificaciones técnicas de algunos paneles. Se pueden buscar y elegir otros en internet.

MARCA TIPO

4. Cálculo de paneles solares necesarios Los cálculos para establecer el número de módulos (paneles solares) en función de las condiciones de radiación más desfavorables se basan en el método de potencia, usando la siguiente fórmula:

No. DE PANELES = E HSP x Rt x Wp

4. Cálculo de paneles solares necesarios

E = Consumo diario del edificio, en watts (se contempla solamente el 50% del consumo).

HSP = Horas solar pico del lugar donde estarán ubicados los paneles (latitud y longitud), en kW-hr/m2/día.

Rt = El rendimiento de trabajo tiene en cuenta pérdidas producidas por el posible ensuciamiento y/o deterioramiento de los paneles fotovoltaicos (normalmente 0.7 – 0.8).

Wp = Potencia del panel (seleccionar de especificaciones de tabla o internet), en watts.

Sustituyendo valores en la fórmula:

No. DE PANELES = 13,900.25 w = 13.75 >> 14 paneles

4.86 kW-hr/m2/día x 0.8 x 260 w

Potencia fotovoltaica calculada = 14 paneles x 260 w/panel =

3,640 wp.

Cálculo de la cantidad de

método de software:

https://www.helioscope.com/ https://sourceforge.net/projects/solar-off-grid-system-designer/