Capítulo 3.14.- Instalación solar fotovoltaica (HE5)
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Descripción.

A continuación se enumeran los siguientes enlaces de los contenidos de este manual:

• 1.- Introducción.
• 2.- Nociones básicas.
• 3.- Diseño de sistemas fotovoltaicos.
• 4.- Datos Generales.
• 5.- Asistente para instalaciones fotovoltaicas.
• 6.- Diseño de un sistema fotovoltaico aislado.
• 7.- Diseño de un sistema fotovoltaico para conexión a red.
• 8.- Viabilidad económica y financiera.
• 9.- Cálculo.
• 10.- Resultados.

1.- Introducción.

En este capítulo del manual de usuario de TeKton3D se indican los pasos necesarios a seguir para diseñar instalaciones solares fotovoltaicas utilizando el módulo TK-HE5.

TK-HE5 es el módulo de TeKton3D que permite diseñar y calcular los componentes propios de una instalación fotovoltaica para conexión a la red eléctrica, aisladas con acumuladores y autoconsumo con/sin acumuladores, incluyendo además las exigencias dictadas por el Documento Básico HE5 de Instalaciones fotovoltaicas (CTE-DB-HE5).

El contenido de este capítulo se basa en:

1. La descripción de los diferentes elementos que componen el módulo de Tekton3D para solar fotovoltaica (TK-HE5).
2. El desarrollo de una instalación solar fotovoltaica para conectar a la red eléctrica y otra de una instalación aislada.
3. Empleando los asistentes disponibles para ello.

El punto de partida será un proyecto edificio ya creado (ver capítulo Capítulo 1.6.- Insertar la estructura de plantas de un edificio), que al menos debe contar con la Localidad definida, los espacios definidos (con su actividad especificada) y los elementos del edificio y obstáculos que pudieran provocar sombra sobre los paneles fotovoltaicos. A partir de ahí, los pasos a seguir son:

• Crear un capítulo de TK-HE5.
• Definir los Datos Generales en TK-HE5
• Ejecutar el Asistente del programa correspondiente, o en su defecto realizar la instalación manualmente.
• Recolocar los diferentes elementos en su posición final.
• Calcular y resolver posibles incidencias.
• Generar Resultados.

2.- Nociones básicas.

La filosofía de funcionamiento de TK-HS5 consiste básicamente en componer el campo de paneles fotovoltaicos, el campo de acumuladores y receptores (estos 2 últimos en el supuesto que fueran necesarios por el tipo de instalación), y una vez que lo tenemos interconectarlos con los correspondientes inversores, reguladores..., ya se puede realizar el cálculo. Es importante también la disposición de los paneles en el lugar correspondiente del edificio para poder obtener el efecto de las sombras sobre los paneles fotovoltaicos.

Cada una de las entidades que forma el esquema de cálculo de TK-HE5 tiene una serie de particularidades que veremos a continuación.

2.1.- Red eléctrica.

La red eléctrica, es el elemento de final de una instalación fotovoltaica para conectar a la red eléctrica. Desde el punto de vista del programa, sería el lugar donde se vierte toda la energía producida por el campo de paneles.

El elemento de tipo Red eléctrica, dispone solo de un único punto de conexión, al cual se conectará las salidas de los diferentes inversores presentes en la instalación. En el supuesto de que se disponga de más de un inversor, las salidas de estos se unirán mediante una caja de conexión y la salida de esta irá a la red eléctrica.

 

2.2.- Conductor eléctrico.

El conductor eléctrico, es el elemento de la instalación, encargado de interconectar los diferentes componentes de la misma.

Cuando se edita un conductor eléctrico, el cuadro de diálogo para la gestión del mismo, presenta un aspecto similar al siguiente: 

Los campos disponibles son:

Referencia: Aquí se indicará el nombre con el cual nos referiremos al propio conductor.

Tipo de tramo: Este parámetro se utiliza para identificar la posición que ocupa dentro de la instalación y los tipo de elementos que interconecta. Dependiendo del tipo que sea, se utilizarán unos parámetro diferentes para su dimensionado en el cálculo por caída de tensión. Los tipos disponibles son:

•  Automático. El programa detecta de forma automática el tipo que es, en función de los elementos que interconecta.

• Tramo Panel-Regulador.

• Tramo Acumulador-Regulador.

• Tramo Inversor-Regulador.

• Tramo Convertidor-Regulador.

• Tramo Receptor-Regulador.

• Tramo Receptor-Inversor.

• Tramo Receptor-Convertidor.

• Tramo Panel-Inversor.

• Tramo Inversor-Red.

Tipo de instalación. Este parámetro se emplea para identificar como irá instalado el conductor en la instalación. Dependiendo del tipo que sea, se utilizarán unos parámetro diferentes para su dimensionado en el cálculo por corriente. Los tipos disponibles son:

• A1: Conductores aislados en tubos en el interior de una pared térmicamente aislante.
• A2: Cables multipolares en tubos en el interior de una pared térmicamente aislante.
• B1: Conductores aislados en tubos sobre una pared de madera/mampostería.
• B2: Cable multipolar en tubo sobre una pared de madera/mampostería.
• C: Cable unipolar o multipolar sobre una pared de madera/mampostería.
• D1: Cable multipolar en conductos en el suelo.
• D2: Cables multipolares diseñados para enterrarse directamente en el suelo.
• E: Cables multipolares al aire libre.
• F: Cable unipolar al aire libre.

Material aislante: En este apartado, se indica el tipo de material empleado para utilizar como aislante de los conductores. Este parámetro interviene en el dimensionado por el criterio de cálculo por corriente. Los tipos disponibles son:

• PVC (Policloruro de vinilo).

• XLPE (Polietileno reticulado).

• EPR (Etileno-propileno).

Tipo de cable: El programa por defecto, entenderá que el tipo de cable es aquel indicado, de los 2 disponibles (Cu o Al), en el menú Datos/Generales.../Criterios de cálculo. Ahora bien, si deseamos que uno o un conjunto de tramos sean de un tipo diferente, en sus propiedades se podrá forzar el tipo correspondiente.

Longitud: En este apartado, encontramos parámetros con los que podremos actuar sobre la longitud del tramo, ya sea para indicar una cantidad a añadir a la longitud del tramo medido a escala dentro del trazado de la instalación o bien un valor concreto para asignar y que sea la longitud a considerar en el cálculo.

Forzado de la sección del conductor: El programa realiza un cálculo de la sección a instalar en función de la caída de tensión y de la corriente que circula por el mismo. No obstante, también es posible que el usuario pueda indicar un tamaño concreto de la sección del cable.

Número de conductores por fase: En este apartado se puede indicar el número de conductores en paralelo tiene el cable para cada fase. Por defecto el valor es 1, pero se puede dar el caso en que sea necesario indicar un valor superior, sobre todo cuando tratamos con corrientes elevadas a tensiones pequeñas.

Factor corrector: Este parámetro cosiste en un factor de seguridad que se utiliza para sobredimensionar el cable. Este valor se indicará en % y es independiente del factor de seguridad que se aplica en función de la localización del conductor y que se puede acceder desde el apartado de Datos Generales.

2.3.- Panel fotovoltaico.

El Panel fotovoltaico, es el elemento de la instalación, encargado de captar la energía solar y transformarla en energía eléctrica. Es muy importante la orientación e inclinación que se le de, ya que en función de la hora del día, de la fecha del año y de como se oriente e incline, la energía que captará será mayor o menor. Por lo normal, las instalaciones ubicadas en el hemisferio norte, han de estar orientadas al sur y las instalaciones ubicadas en el hemisferio sur, los paneles se orientaran al norte.

Se representa mediante un símbolo 3D que tiene unas dimensiones (longitud, anchura y canto), conformado una superficie que será la superficie de captación solar. En la librería existen diferentes símbolos para esta categoría, uno contiene más detalles y otros con menos. El número de detalles gráficos del símbolo afectará en el consumo de memoria y calidad de la representación gráfica:

Cuando se edita un panel fotovoltaico, el cuadro de diálogo para la gestión del mismo, presenta un aspecto similar al siguiente: 

Los campos disponibles son:

Referencia. Aquí se indicará el nombre con el cual nos referiremos al propio panel dentro del proyecto.

Modelo. El programa dispone de una base de datos de paneles fotovoltaicos. Esta base es abierta y puede ser editada por el propio usuario. Normalmente, el modelo suele ser el que está indicado en el apartado correspondiente de datos generales, donde se encuentran identificados los materiales por defecto. Si se desea indicar un modelo diferente, solo hay que marcar el recuadro para forzar el Modelo, pulsar sobre el botón de los tres puntos para acceder a la base de datos y seleccionar el modelo deseado.

Fabricante. Este apartado está relacionado con el anterior. El Modelo está incluido dentro de una carpeta de fabricantes, de manera que en función del Modelo seleccionado, aquí se presentará el fabricante que lo construye o distribuye.

Inclinación sobre la horizontal (º). Como su nombre indica, es la inclinación que tiene el panel, medido en grados y tomando como plano base la horizontal. De manera que si deseamos darle al panel una inclinación de 35º, rellenaremos este campo con dicho valor y el panel cuando se represente, lo hará con dicha inclinación. En el supuesto que deseemos colocar el panel sobre una cubierta inclina a 15º (por ejemplo), la inclinación del panel, si deseamos que sea la misma que la de la cubierta, le indicaremos el valor de 15º y una vez que aceptemos los datos, el panel se presentará a dicha inclinación.

Inclinación óptima (botón tres puntos). Si pulsamos sobre el botón de los tres puntos, podemos conocer el valor calculado de la inclinación a asignar al panel para disponer de la máxima radiación incidente, con lo cual podremos obtener la mayor producción de energía. Al pulsar el botón, se nos muestra un cuadro de dialogo donde se nos permite comparar la inclinación asignada actualmente (o cualquier otra que deseemos) con la inclinación óptima o de mayor producción, en función del periodo de tiempo que indiquemos. El cuadro presenta un aspecto similar a la figura que se muestra a continuación.

El valor RiTotal se refiere al valor de la Radiación incidente total anual sobre el panel con la inclinación indicada, expresada en W/m², y teniendo en cuenta la latitud, orientación, la temperatura (inicialmente 25ºC) y la humedad relativa (inicialmente 50%).

Montaje. El panel fotovoltaico dispone de unas dimensiones que son el valor del Longitud o Alto, Ancho y Profundo o Canto (valores en mm). Cuando lo colocamos de forma vertical (por defecto), la componente de altura se corresponderá con el valor Longitud indicado en la Base de datos (BD) y la anchura con el valor del Ancho, también de la Base de datos (BD), el espesor o Profundidad se mantiene. Ahora bien, cuando deseamos representarlo de forma horizontal, se intercambian dichas variables, pasando a ser la altura el valor del Ancho de la Base de datos y la anchura el valor de la Longitud de la Base de datos.

Coeficiente de rendimiento del panel (%). Los paneles fotovoltaicos, al igual que cualquier componente eléctrico, tiene un rendimiento con respecto a un componente ideal. Por lo normal el rendimiento del panel suele estar entre un 80% - 90% de su comportamiento ideal. Con ello se entiende que si un panel tiene un coef. de rendimiento del 90%, de la producción ideal que pudiera tener, un 10% se pierde, por lo que no se puede contabilizar y habrá que descontarlo de la producción final.

  Auto-desconexión por pérdidas (%). Los paneles fotovoltaicos, son componentes muy sensibles a las perdidas por sombreado o bien la propia suciedad de los mismos. Cuando un panel está expuesto a la sombra de una parte del mismo, baja el rendimiento de éste, y por tanto de todo el string al que pertenece él. Supongamos que un panel se ve afectado por la sombra de manera que un número de células no reciben luz solar, esto provoca que la potencia que produce se vea reducida. Como todos los paneles que se encuentran en el mismo string han de producir la misma corriente, ya que se encuentran en serie y uno de ellos (el que está sombreado) produce menos corriente. Eso obliga a que todo el conjunto de paneles que forma el string disminuya su corriente a ese mismo valor y por tanto la producción del string completo disminuye. En algunos casos, es recomendable autodesconectar el panel que está sombreado (anularlo) descontando la energía producida por él mismo, que mantenerlo activo y llevar a todo el conjunto de paneles del ramal a una reducción de energía.

Características eléctricas (*STC). En este apartado se muestran los valores característicos del panel según se especifican en su ficha característica definida en el menú Archivo/Bases de datos/Electricidad/Paneles fotovoltaicos... Estos valores son:

• Tensión máxima del sistema (VsMax): El valor máximo de tensión (en voltios) al que puede verse sometido un panel fotovoltaico.

• Potencia máxima (Pmpm): Sobre la curva característica de respuesta de un panel fotovoltaico es el valor máximo de potencia (en vatios) que puede entregar un panel fotovoltaico.

• Tensión a máxima potencia (Vmpm): Es el valor de la tensión (en voltios) cuando el panel fotovoltaico se encuentra en su punto de máxima potencia (Pmpm).

• Corriente a máxima potencia (Impm): Es el valor de la corriente (en amperios) cuando el panel fotovoltaico se encuentra en su punto de máxima potencia (Pmpm).

• Tensión a circuito abierto (Voc): Es el valor de tensión (en voltios) entre las bornas del panel fotovoltaico cuando éstas se encuentran abiertas.

• Corriente a cortocircuito (Isc): Es el valor de la corriente (en amperios) cuando las bornas del panel se encuentran en cortocircuito.

Gráfica de radiación. Es una gráfica donde se muestra la radiación incidente sobre el panel: cuando éste se encuentra a la inclinación indicada en el apartado anterior Inclinación horizontal (º) y cuando se encuentra a una inclinación de 0º respecto a la horizontal. Los valores que se muestran consideran la orientación geográfica del mismo, de manera que no es la misma radiación la que se tendrá sobre un panel en el hemisferio norte orientado 0º respecto al sur que si el valor fuera otro diferente.

Respecto al conexionado de los diferentes paneles que forman un string (ramal conectado en serie), hemos de aclarar una serie de puntos:

1º) Los paneles fotovoltaicos, disponen de 2 puntos de conexión, uno para el polo positivo (+) y otro para el negativo (-).

2º) Cuando se conectan paneles en serie, se conecta el polo positivo de un panel con el polo negativo del otro y así hasta conectar todos los paneles que forman el string (ramal), de manera que finalmente quedarán solo dos terminales libres, uno estará en el primer panel y el otro (de signo contrario) estará en el último panel, de la siguiente forma:

Lo que aquí se podría traducir en una complicación para el usuario que tenga que introducir un numero elevado de paneles y con vista a simplificar el trabajo, se va a considerar que los paneles dispondrán de un único punto de conexión de manera que los conectaremos directamente uno con otro, sin preocuparnos por el polo positivo o negativo y que sea el programa el encargado en considerar que el conexionado se ha realizado correctamente, de manera que: Todo panel que esté interconectado con otro, el programa entenderá que está conectado en serie, formando un único string. De manera que se facilita el conexionado:

Y para poder conectar 2 o más string (ramales) en paralelo, se necesitará el uso de una Caja de conexión de manera que conectando la salida de cada string con un punto  de conexión diferente de la caja de conexión, la salida de esta será el resultado de la conexión paralelo de los diferentes string (ramales), de la siguiente forma:

2.4.- Regulador de carga.

El regulador de carga, es el elemento encargado de controlar la carga de los acumuladores a partir de la energía fotovoltaica aportada por los paneles fotovoltaicos. El aspecto que presenta en el programa puede ser el siguiente:

La función del regulador es controlar el flujo de energía desde el campo de paneles (u otra fuente) hacia los acumuladores para su carga o hacia los receptores si estos demandan energía. También controlan la descarga de los acumuladores hacia los receptores, en el caso de que la energía producida por los paneles no es suficiente o bien estos no están produciendo energía alguna (es de noche o nublado).

Cuando se edita un regulador, se presenta un cuadro con un aspecto similar al que se indica en la figura siguiente:

 

Referencia: Aquí se indicará el nombre con el cual nos referiremos al propio regulador.

Tipo: En este apartado se indica el comportamiento del regulador o la forma de trabajar que tiene. Los tipos disponibles son:

1. Regulador de carga: Se comportará como un regulador de carga genérico, pudiéndolo asimilar como del tipo PWM (ancho de pulso modulado) o bien del tipo MPPT (seguimiento del punto de máxima potencia). Si lo consideramos como del tipo PWM, tendremos que indicar al resto de parámetros que tomen valores propios de un inversor de ese tipo, como por ejemplo los valores de las tensiones máximas y mínimas del circuito fotovoltaico que haríamos iguales a la tensión del campo de acumuladores y receptores por ejemplo, para que tenga un comportamiento similar a un regulador real. En el caso que sea del tipo MPPT, tendríamos que indicar valores propios de modelos comerciales existentes en el mercado.

2. Regulador híbrido (Vsal. consumo en CA): En las instalaciones para autoconsumo, es normal disponer de reguladores que ya integran un inversor en su interior, de forma que la salida hacia el campo de receptores ya lo realiza en CA. Únicamente se activará esta opción si se ha seleccionado previamente el "Tipo de instalación: Autoconsumo" en los Datos generales.

Tensiones en acumuladores y receptores (V): Es el valor de la tensión que se aplica al campo de acumuladores y receptores. En el supuesto que sea un regulador con inversor incluido, solo será la tensión de carga de los acumuladores.

Tensiones máxima y mínima del circuito fotovoltaico (V): Aquí se indicarán los valores máximos y mínimos soportados por el dispositivo y a conectar con el campo de paneles. Eso quiere decir que el valor de la tensión del campo de paneles, tiene que estar comprendido entre estos dos valores máximos y mínimos.

Corriente fotovoltaica máxima (A): En este apartado se indicará la máxima corriente que el dispositivo es capaz de soportar y proveniente del campo de paneles.

Potencia fotovoltaica máxima para la tensión en acumuladores y receptores (W).

Potencia interna consumida (W): Es el valor de la potencia consumida por el propio dispositivo. Por lo normal, suele ser un valor muy pequeño en relación con la producida por los paneles.

Valores de salida en CA: Como se ha indicado anteriormente, el dispositivo también puede disponer de un inversor internamente, con lo cual la salida hacia el campo de receptores será en corriente alterna (CA).

• Tensión de salida (V): Es el valor de la tensión de salida aplicada al campo de receptores.

• Potencia máxima de salida (W): Es el valor de la máxima potencia que el dispositivo puede entregar al campo de receptores.

• Tipo de salida: Se indica si la salida hacia el campo de receptores en CA, será en monofásico o trifásico.

2.5.- Acumulador.

El acumulador, es el elemento encargado de almacenar la energía para poder ser consumida por los receptores en el momento que estos lo precisen, aún cuando no produzca energía desde los paneles fotovoltaicos (u otra fuente) o bien esta no sea suficiente. El aspecto que presenta en el programa puede ser el siguiente:

Cuando se edita un Acumulador, se presenta un cuadro con un aspecto similar al que se indica en la figura siguiente:

Referencia: Aquí se indicará el nombre con el cual nos referiremos al propio acumulador.

Modelo: Se indica el modelo de acumulador seleccionado para realizar el cálculo. El modelo puede ser, o bien el indicado en el apartado correspondiente de Datos generales, para indicar los materiales o elementos por defecto o bien uno forzado de la base de datos de acumuladores.

Fabricante: Este apartado está relacionado con el anterior. El modelo está incluido dentro de una carpeta de fabricantes, de manera que en función del modelo seleccionado, aquí se presentará el fabricante que lo construye o distribuye.

Tipo: En lo referente al apartado tipo, más bien se refiere a la forma constructiva o tecnología de funcionamiento del acumulador. Dentro de los tipos disponibles, tenemos: OPzS, CPzS, TOPzS, OPzV, OSP, OGI, Li-Ion y otras en el caso que sea una tecnología diferente a todas las anteriores.

Parámetros eléctricos: En estos apartados, se proporciona información del modelo disponible en la base de datos (BD) de acumuladores. Se indica la corriente máxima y la tensión nominal, además de los diferentes capacidades y tensiones ofrecidas por el fabricante en su catálogo para las curvas C1, C5, C10, C20, C100 y C120.

Parámetros constructivos: Al igual que el apartado anterior indicaba información eléctrica del acumulador y proporcionada por el fabricante, aquí se indican los parámetros constructivos o físicos del acumulador y que también se encuentran presente en la BD de acumuladores. Estos parámetros son: Alto, Ancho, Largo, Peso y vida útil.

2.6.- Inversor.

El Inversor, es el elemento encargado de transformar la corriente eléctrica continua proveniente del campo de paneles o acumuladores a corriente eléctrica alterna, para ser suministrada a la red eléctrica, al regulador o a los receptores, dependiendo del carácter de la instalación. El aspecto que presenta en el programa puede ser el siguiente:

Cuando se edita un inversor, se presenta un cuadro con un aspecto similar al que se indica en la figura siguiente:

 

Referencia: Aquí se indicará el nombre con el cual nos referiremos al propio inversor.

Modelo: Se indica el modelo de inversor que se ha seleccionado para realizar el cálculo. El modelo puede ser, o bien el indicado en el apartado correspondiente de Datos generales, para indicar los materiales o elementos por defecto o bien forzar uno en concreto seleccionado de la base de datos de inversores.

Fabricante: Este apartado está relacionado con el anterior. El modelo está incluido dentro de una carpeta de fabricantes, de manera que en función del modelo seleccionado, aquí se presentará el fabricante que lo construye o distribuye.

Tipo de uso: En este apartado se indica el tipo de uso para el inversor. Cuando se define un inversor en la base de datos (BD), se indican una serie de parámetros eléctricos de funcionamiento y constructivos. Entre los parámetros uno de ellos es el tipo de uso, donde indicaremos si el inversor está construido para ser utilizado en instalaciones para conexión a red o autoconsumo. En estos casos estarán siempre situados en el campo de paneles. Si el inversor es indicado para instalaciones aisladas, el inversor se situará en el campo de receptores y se utiliza para alimentar los receptores que necesitan corriente alterna para trabajar.

Entrada CC: En esta pestaña, se indican los parámetros característicos del inversor en su entrada en CC. Estos serán la Potencia máxima en CC, el Rango de tensiones de MPP, Tensión de entrada máxima y Corriente de entrada máxima y mínima. Estos parámetros son claves para configurar el campo de paneles ya que se tendrán que montar una configuración de paneles de manera que cumplan los parámetros de funcionamiento del inversor. Es necesario montar ramales (string) que tenga una tensión comprendida entre VMPPmax y VMPPmin. Además se buscará una cantidad de ramales en paralelo donde la potencia total de los paneles no supere el valor de Potencia en CC máx y la corriente igualmente tampoco supere la corriente máxima de CC del inversor.

Salida CA: En esta pestaña, se indican los parámetros característicos del inversor en su salida en CA. Estos parámetros de salida son las Potencias nominal y máxima de salida, Tensión nominal y Corrientes de salida máxima y mínima, además del Factor de potencia.

Datos del sistema: Aquí se indican el Rendimiento máximo (%) y los parámetros constructivos: Anchura, Profundidad, Altura y Peso.

2.7.- Convertidor CC/CC.

El Convertidor de CC/CC, es el elemento encargado de transformar un valor de CC determinado a otro valor también de CC pero diferente al original. Este tipo de elemento, solo está disponible en las instalaciones aisladas con acumuladores y se conectan en el campo de receptores. Se comporta como una especie de transformador. Cuando insertamos un convertidor de CC/CC y editamos sus propiedades, se nos presenta un cuadro de diálogo con el aspecto siguiente:

 

Referencia: Aquí se indicará el nombre con el cual nos referiremos al propio convertidor.

Modelo: Se indica el modelo de convertidor de CC/CC se ha seleccionado para realizar el cálculo. El modelo puede ser, o bien el indicado en el apartado correspondiente de datos generales, para indicar los materiales o elementos por defecto, o bien forzar uno en concreto seleccionado de la base de datos de convertidores.

2.8.- Caja de conexión.

La caja de conexión es un elemento fundamental en el módulo TK-HE5, se utiliza principalmente para conectar diferentes ramales (string) y obtener la composición paralelo de su montaje. Al trabajar con un solo cable (como ya se indicó al comienzo del manual y siempre con vistas a facilitar el trabaja del usuario), la forma más sencilla de poder indicar que 2 o más ramas están en paralelo, es mediante el empleo de cajas donde conectarlo y de forma que la salida de esta caja, sea la composición paralelo de los mismos (se suman las corrientes y las tensiones se calculan según la ecuación:

1/Vs = 1/V1+1/V2+...+1/Vn

Cuando se edita una Caja de conexión (bloque paramétrico), se presenta un cuadro con un aspecto similar al que se indica en la figura siguiente:

Referencia: Aquí se indicará el nombre con el cual nos referiremos a la caja de conexión.

Número de pares de conexiones de entrada: Se dispone de diferentes símbolos para representar a las cajas de conexión, si se emplea el símbolo paramétrico, este valor indicará el número de pares de conexión que estarán disponibles para conectar los diferentes tramos. Dependiendo de este valor, las dimensiones del símbolo serán diferentes de manera que si el valor es elevado, el símbolo tendrá un mayor tamaño que si el número es más pequeño.

Caja de conexión/Sincronización a red trifásica: Cuando esta opción está activa, la salida de la caja será trifásica si al menos tenemos tres conexiones de entrada y el carácter de cada una esas conexiones es monofásico.

2.9.- Elemento auxiliar.

En la categoría de elemento auxiliar, se incorporan todos aquellos elementos que dentro del procedimiento de cálculo no tenga un peso importante, pero en lo referente al diseño eléctrico o mecánico sea necesario la información que aporte. Puede ser el caso de un elemento de medida, aparamenta...

Cuando insertamos un Elemento auxiliar y editamos sus propiedades, se nos presenta un cuadro de diálogo con el aspecto siguiente:

 

Referencia: Aquí se indicará el nombre con el cual nos referiremos al propio elemento.

2.10.- Receptor eléctrico.

El Receptor eléctrico, es el elemento que dentro de una instalación aislada con acumuladores (para otras casos no está disponible) consume la energía eléctrica producida. En función de la potencia y del tiempo de uso diario, se determinará la energía necesaria para hacerlo funcionar y a partir de ahí se determinará la capacidad de los acumuladores y de los paneles fotovoltaicos necesarios.

Un bloque de la carpeta de la Categoría Receptor eléctrico, puede ser cualquier elemento capaz de consumir energía eléctrica. Con el programa se aportan diferentes símbolos para su representación, pero el usuario puede añadir nuevos elementos (nevera, televisión...) diferentes a los disponibles:

 

Cuando insertamos o editamos las propiedades de un recetor, se nos presenta un cuadro de diálogo con un aspecto similar al siguiente:

Referencia: Aquí se indicará el nombre con el cual nos referiremos al propio Receptor eléctrico.

Modelo: Se indica el modelo de recetor que se ha seleccionado para realizar el cálculo. El modelo puede ser, o bien el indicado en el apartado correspondiente de datos generales, para indicar los materiales o elementos por defecto, o bien forzar uno en concreto seleccionado de la base de datos de inversores.

Fabricante: Este apartado está relacionado con el anterior. El modelo está incluido dentro de una carpeta de fabricantes, de manera que en función del modelo seleccionado, aquí se presentará el fabricante que lo construye o distribuye.

Parámetros eléctricos: En este apartado se informa de las características eléctricas del receptor. Estos parámetros están disponibles para edición en la base de datos (BD) de receptores, de manera que accediendo a la misma, se pueden modificar o incluso definir nuevos receptores. Estos parámetros son: Potencia de consumo (W), Voltajes (V) de servicio y mínimo, Rendimiento (%), Tipo de red que puede ser CC o CA y si tiene Carácter de luminaria.

Características de usos: Este apartado se corresponde con la programación de uso esperado del dispositivo. Si se observa la imagen del cuadro de diálogo anterior, inicialmente en la programación, se contemplan que el aparato pueda tener 3 momentos de marcha/paro, en el cual se indica un intervalo de tiempo. Desplazando las barras de inicio-fin, se consigue definir los momentos (minuto a minuto) de marcha-paro. En la figura anterior, el dispositivo entraría en funcionamiento a las 00:44 h y se detendría a las 02:21 h, así permanecería hasta las 04:29 h que volvería a entrar a funcionar hasta las 13:20 h que de nuevo se detendría y ya por último a las 16:07 h volvería a funcionar para detenerse a las 18:38 h. De esta forma, el total de horas de uso sería de 12,98 horas (12h y 59 minutos). Ahora bien, esta programación se ha indicado para los lunes de enero, eso habría que definirlo para el resto de días de todos los mes y para ello seleccionaríamos otro día de la semana y otro mes y así con todo. Si necesitamos copiar una programación, utilizaríamos el botón, Unificar planificación.

• Unificar planificación: Al pulsar el botón, se presentan las siguientes posibilidades:
  • Todos los días de la semana: Se copiará la planificación actual, a todos los días de la semana del mes actual. Eso equivale a copiar la programación a todos los días del mes actual, de manera que el comportamiento de todos los días del presente mes, será el mismo.
  • Todos los día como el actual: Esta opción copiará los datos del día actual, a todos los días del mes seleccionado que coinciden con el días de la semana seleccionado. Si el día actual seleccionado es un lunes, afectará a todos los lunes del mes indicado en el cuadro que se muestra a continuación, en el cual podrá elegir el mes deseado.
  • 
  • Todas las semanas: Esta acción, copiará la programación de la semana completa (de lunes a domingo). Esta opción copiará los datos de la semana completa del mes actual, a todos los días del mes seleccionado en el cuadro de meses mostrado en la figura anterior.

2.11.- Consumo eléctrico.

El Consumo eléctrico, es el elemento formado por un conjunto de receptores eléctricos, cada uno con su propia programación de uso diario diferentes. En función de la potencia y del tiempo de uso diario, se determinará la energía necesaria para hacerlos funcionar y, a partir de ahí se determinará la capacidad de los acumuladores y de los paneles fotovoltaicos necesarios.

Con el programa se aporta un símbolos para su representación, pero el usuario puede añadir nuevas formas de representación diferentes a la disponible:

 

Cuando insertamos o editamos las propiedades del consumo, se nos presenta un cuadro de diálogo con un aspecto similar al siguiente:

 

Referencia: Aquí se indicará el nombre con el cual nos referiremos al propio consumo.

Día del año: En estos apartados, seleccionaremos el mes y el día de la semana del cual queremos comprobar la energía consumida.

Lista de receptores: En esta lista, se encuentran los diferentes receptores forman parte del elemento de consumo. Se muestra la cantidad, el modelo, tipo de red (CC o CA), la potencia consumida, el número de horas al día y la energía final consumida por cada uno de ellos (E = P (W) x Nº horas (h/día).

• Botón añadir: Desde esta opción, se añaden nuevos receptores a la lista de receptores del elemento de consumo.
• Editar: Desde esta opción, se editan las características del elemento receptor seleccionado (también se consigue el mismo efecto, haciendo doble pulsación sobre el mismo)
• Eliminar: Elimina de la lista de receptores al receptor seleccionado.

Cuando se accede al botón de añadir o editar un receptor, se muestra un cuadro de diálogo similar al que se muestra a continuación:

3.- Diseño de sistemas fotovoltaicos.

Antes de empezar a situar los elementos citados en el apartado anterior (paneles fotovoltaicos, acumuladores, cableado, receptores...), tenemos que tener claro que tipo de instalación necesitamos para nuestro uso. El programa distingue 3 tipos de instalaciones, con sus correspondientes particularidades y características:

• Instalación de conexión a la red eléctrica.
• Instalación aislada de la red eléctrica con acumuladores.
• Instalación de auto-consumo.

Dentro de los ejemplos suministrados con el programa, se encuentran:

• El ejemplo "07. Centro de día", el cual dispone de un capítulo donde se realiza el cálculo de una instalación para conexión a la red eléctrica.
• El ejemplo "Ejemplo TKHE5 - Solar-Aislada", que se encuentra dentro de la carpeta ModHE5 de Tekton3D y que se corresponde con una instalación aislada de la red eléctrica.

3.1.- Instalaciones de conexión a la red eléctrica.

En este tipo de instalación, la producción de energía generada en el campo de paneles es destinada íntegramente a su venta a la red eléctrica de distribución.

Básicamente, el esquema sería:

3.2.- Instalaciones aisladas de la red eléctrica.

Este tipo de configuración es para instalaciones que son independientes (aisladas) de la energía eléctrica de la red convencional, por lo tanto el consumo eléctrico ha de ser proporcionado íntegramente por la instalación solar fotovoltaica, que almacenará la generación eléctrica en baterías para cuando sea solicitada.

El esquema básico sería:

 3.3.- Instalaciones de autoconsumo.

Una instalación de autoconsumo tiene por función que el uso de la energía generada por la propia instalación sea para el consumo propio con el consecuente ahorro energético.

- Instalación de autoconsumo aislada:

Son instalaciones de autoconsumo que se encuentran conectadas con el interior de una red de consumo (menú Insertar/Consumo eléctrico) pero que no cuentan con conexión eléctrica física a la red de transporte o distribución. El almacenamiento de energía con baterías es imprescindible en este tipo de instalaciones solares fotovoltaicas, con el fin de garantizar un suministro eléctrico durante al menos 24 horas.

Este tipo de instalaciones de autoconsumo, suele encontrarse en regiones donde la red eléctrica no llega por la imposibilidad o por el elevado coste de llevarla, como por ejemplo en zonas rurales con baja población y alejadas de grandes núcleos urbanos. Además, también se utilizan en señalización terrestre (alumbrado, señales de tráfico, semáforos) o en aplicaciones industriales como en torres de telecomunicación, entre otras.

Las instalaciones aisladas de la red están compuestas por placas solares fotovoltaicas, un regulador de carga, acumuladores o baterías solares e inversores fotovoltaicos.

Este tipo de conexión, se puede considerar como una instalación fotovoltaica aislada de la red eléctrica (apartado anterior 3.2), solo que desde el punto de vista del programa, se dispondrá de diferentes recursos disponibles para distinguirlas.

- Instalación de autoconsumo conectada a red:

Son instalaciones fotovoltaicas para autoconsumo que se encuentran conectadas con el interior de una red de consumo, pero también se encuentran conectadas con una conexión eléctrica física a la red de transporte o distribución.

La acumulación o almacenamiento de energía no es imprescindible en este tipo de instalaciones de autoconsumo solar ya que se recurre a la red eléctrica en los casos de baja o nula generación de energía verde por parte de los paneles solares. En algunos casos, se utilizan baterías para consumir mayor cantidad de energía solar que la procedente de la red eléctrica.

A destacar también que en las instalaciones de autoconsumo, como elemento receptor, solo se puede utilizar el elemento tipo "Consumo", no está permitido el uso de receptores eléctricos individuales, este último tipo, se queda reservado para las instalaciones aisladas de la red eléctrica.

Podemos distinguir los siguientes esquemas dentro de la aplicación para una instalación de autoconsumo:

Este primero incluye un regulador que también es inversor:

Y también:

4.- Datos Generales.

Una vez que se tiene claro que tipo de instalación deseamos, llega el momento de abordar el diseño de ésta con TK-HE5. Como ya se ha indicado anteriormente, para empezar a trabajar en un proyecto de este tipo es necesario partir de un proyecto ya definido (capítulo TK-Edificio), en el que al menos se hayan detallado la Localidad, el Orientación norte y los posibles elementos de sombra.

Una vez guardado el capítulo TK-Edificio, habrá que crear un nuevo capítulo desde Datos->Capítulo nuevo->Instalación solar fotovoltaica (HE5). De esta manera, TeKton3D entrará en TK-HE5, mostrando las opciones específicas de éste que se pueden comprobar en los menús Insertar, Datos y Calcular.

El primer paso para abordar el diseño y cálculo de la instalación será, como en otros módulos de TeKton3D, entrar en Datos->Generales y definir una serie de opciones básicas que influirán en el desarrollo del proyecto. El cuadro de diálogo de Datos Generales contiene una serie de solapas, que veremos a continuación:

4.1.- Solapa "General".

Este cuadro contiene opciones generales de la aplicación.

 

Las opciones disponibles son:

• Tipo de instalación: en este apartado, se indicará el tipo de instalación que se pretende diseñar y dimensionar. Los tipos disponibles son:
  • Conexión a la red eléctrica (Apartado 3.1).
  • Aislada con acumuladores (Apartado 3.2).
  • Autoconsumo (Apartado 3.3).
• Instalación aislada: en este apartado, se definen los criterios de dimensionado básico para las instalaciones aisladas de la red eléctrica. Estos son:
  • Mes de referencia para cálculo: Aquí se indicará el mes para realizar el cálculo y comprobaciones. Hay que tener en cuenta, que la radiación y la posición solar no es la misma en todos los meses del año. Por ello aquí se indicará si se quiere elegir para el dimensionado, los criterios para un mes en concreto, el más o el menos favorable, entendiendo para ello el que tenga la mayor o menor incidencia de radiación solar.
  • Botón de Pérdidas... Mediante esta opción se pueden incluir porcentajes de pérdidas en: el cableado, el acumulador o por acoplamiento.
  • Número de días de autonomía: Este criterio es fundamental para dimensionar el número de acumuladores, ya que éstos serán los que alimenten al sistema cuando las placas no produzcan energía; casos que pueden darse durante la noche o los días nublados donde la radiación solar es muy baja.
    

    En el caso de no tener un campo de acumuladores, como puede ser una instalaciòn de Autoconsumo, se deberá indicar que el Número de días de autonomía es cero (opción del menú Datos/Generales.../General).

  • Profundidad de descarga máxima DOD (%): Este criterio, también es utilizado en el cálculo de los acumuladores, ya que especifica la cantidad máxima de descarga a la que se puede llevar a la batería. Por ejemplo, supongamos que definimos un valor de profundidad de descarga máxima (DOD) del 40%. Esto quiere decir que del 100% de la capacidad de la batería, podremos descargar (o consumir) un 40% de ella, por lo que aún quedará un 60% de carga (SOC).
• Datos de la localidad: La localización o emplazamiento donde se pretende colocar la instalación, es un factor determinante en la producción de energía eléctrica fotovoltaica. El programa dispone de 3 criterios para determinar los datos climáticos para la realización de la simulación:
  • Datos climáticos obtenidos desde un archivo con extensión MET.
  • Datos climáticos teóricos según la localización.
  • Datos climáticos medios mensuales, que se obtienen de la base de datos de localidades: UNE 94003:2007 o Atlas AEMET 2012.
• Parámetros de simulación.

4.2.- Solapa "Material".

En este cuadro se asignarán los materiales por defecto para los elementos que forman parte de la instalación fotovoltaica. El material a elegir debe encontrarse definido en la base de datos del programa (en la opción de menú: Archivo->Bases de datos->Electricidad)

Los diferentes elementos a elegir por defecto, son los indicados en la figura siguiente:

Materiales por defecto: se tendrán seleccionados de la base de datos los diferentes elementos que se asignarán a los nuevos elementos que se añadan en el proyecto. De esta forma, lo que se consigue es definir el tipo (modelo) que tendrán los nuevos elementos que se inserten en el entorno 3D. Mediante el botón, Cambiar>>, podrá seleccionar otro de la base de datos o ver sus características.

Descripción automática: en este apartado se pueden activar, o desactivar, las opciones para que el programa durante el proceso de cálculo asigne nombres a los elementos de la instalación, que contengan el número de nudo al que conecta, y el orden dentro de los elementos que forman la instalación. Estas opciones implican que el nombre original del elemento (que pudiera estar definido por el usuario), sería sustituido por un nuevo nombre indicado por el programa durante el proceso de cálculo y obtenido en función de la posición y lugar que ocupa dentro de la misma.

4.3.- Solapa Etiquetas.

La solapa Etiquetas contiene los nombres que por defecto se dará a los diferentes tipos de elementos que son posible utilizar en la instalación:

Etiqueta de la referencia por defecto: en este apartado se indican los nombres que tendrán por defecto las diferentes categorías. De esta forma, se consigue que cada vez que se inserte un elemento en la instalación, el nombre por defecto será el que corresponde con su categoría y que se ha indicado en esta carpeta. Esta opción es útil cuando queremos diferenciar la nomenclatura de los elementos que forman la instalación aún siendo del mismo tipo. Por ejemplo, deseamos nombrar de forma diferentes los elementos conectados a un inversor (paneles, cables, cajas...) con otro.

4.4.- Solapa Cumplimiento de HE5.

La solapa Cumplimiento del HE5 (CTE) contiene opciones específicos referente a las especificaciones del documento HE5 del CTE:

Código técnico de la edificación. En este apartado se reúnen una serie de criterios que afectan a las especificaciones del CTE.

• Disposición de los módulos: se indica la forma en la que se instalan los módulos en la edificación, pudiendo ser "general", "superposición" e "integración arquitectónica". Cada disposición dispone de unas características y exigencias particulares.
• Tipo de uso principal del edificio: se indicará el uso principal al que está destinado el edificio y la superficie construida asignada para realizar dicho uso.
• Tipo de uso secundario del edificio. Este apartado está reservado para edificaciones en las que se realizan más de un tipo de actividad o uso. En el caso de tener varios usos aquí se indicará el siguiente uso distinto del principal y la superficie asignada a este.

Contribución necesaria. En este apartado se realiza el cálculo de la aportación necesaria de energía fotovoltaica a aportar la edificación en función del tipo de uso de la misma y de la superficie ocupada por estas. Estos valores serán calculados según las especificaciones del DB HE5.

La potencia nominal mínima a instalar se calculará mediante la ecuación:

P = C · ( 0,002 · S - 5)

donde:

P = Potencia nominal a instalar (kW)

C = Coeficiente definido en la tabla 2.1 del CTE-HE5

S = Superficie construida

Pérdidas límite. En este apartado se indican los valores de las pérdidas límite a considerar en función de la disposición de los módulos. Dependiendo del tipo de disposición de los mismos, las exigencias de pérdidas por sombreado, orientación e inclinación y la combinación de éstas, serán diferentes. Para una disposición general, las exigencias de pérdidas son más restrictivas que para una disposición de superposición, y éstas serán mayores que para Integración arquitectónica.

4.5.- Solapa Criterios de cálculo.

La solapa Criterios de cálculo opciones específicos para el cálculo de las instalaciones fotovoltaicas:

Caídas de tensión límite y sección mínima del cable. En este apartado se indicará el valor máximo de la caída de tensión permitida en los respectivos tipos de tramos de conductor. Se han considerado diferentes tipos de tramos, dependiendo del lugar que ocupa dentro de la instalación. Dependiendo de ello, se asigna un valor máximo de caída de tensión que será utilizado para el dimensionado del cableado por el criterio de caída de tensión máxima. También se definirá el tamaño mínimo de partida del cableado, que igualmente también se tendrá encuentra en función del tipo de cable, en función del lugar en el que se encuentre y del cálculo y en función de la corriente que circula por él.

Margen de seguridad en el dimensionado de conductores y materiales. En este apartado se establece el valor de los márgenes de seguridad en el dimensionado de las secciones de los conductores dependiendo del campo al que pertenezca (paneles, acumuladores y receptores). El margen se emplea para sobredimensionar la corriente que esté circulando por el conductor, con vistas a obtener una sección de cableado que garantice la circulación de la corriente máxima a circular por los mismos. También es posible establecer los valores característicos de resistividad de los materiales empleados para los conductores. Este último campo no es normal que se modifique, solo que se da la posibilidad con fines docentes.

Cálculo de pérdidas: en este apartado se definen los criterios a considerar durante el cálculo de las posibles perdidas producidas en las instalación a consecuencia de la orientación, la inclinación y el sombreado, ya sea por los propios paneles, así como por la edificación en la que se encuentra la instalación o bien la colindante a esta. Es posible realizar solo el cálculo del valor de esta o bien que el efecto de ella se traslade a los resultados.

Discretización de paneles fotovoltaicos para el cálculo de sombras. En este apartado se indica el valor de discretización o, lo que es lo mismo, el número de zonas en los que se divide cada panel para su estudio. Cuanto mayor sea el número de estas divisiones, más preciso será el resultado, ya que se entiende que al aumentar el fraccionamiento, y se conseguirán unos resultados más exactos. Pero por otro lado, se incrementará el tiempo de cálculo. Lo ideal es trabajar con un valor intermedio que aporte un resultado eficiente para un tiempo de cálculo lo más corto posible. Valores entre 25 y 100 pueden ser unos valores apropiados.

5.- Asistente para instalaciones fotovoltaicas.

El módulo de TK-HE5 dispone de 2 asistente para generación de instalaciones solares fotovoltaicas. Uno de ellos es para instalaciones aisladas y el otro para instalaciones de conexión a la red eléctrica. El acceso a ellos se realiza desde la opción de menú Datos/Asistente de solar fotovoltaica ().

El cuadro de dialogo que se muestra y que desde el cual se podrá indicar que tipo de asistente deseamos utilizar, es el que se muestra en la figura siguiente:

Se puede claramente distinguir a que tipo de instalación corresponde cada uno de ellos y para el acceso a estos, solo hay que pulsar sobre una de las dos figuras.

6.- Diseño de una sistema fotovoltaico aislado.

Una instalación solar fotovoltaica aislada, es aquella que asegura durante unos días de autonomía, la cantidad de energía necesaria para hacer funcionar los dispositivos eléctrico según un plan de consumo preestablecido. Esta energía con la que hacer funcionar los dispositivos se producirá en las placas fotovoltaicas y se almacenará en los acumuladores, dispuesta para el consumo por los elementos receptores.

El esquema básico de una instalación de este tipo, podría ser tal como se indica en la figura siguiente:

La idea consiste en establecer un número de receptores que consumirán la energía eléctrica durante ciertas horas del día, las cuales deberemos establecer.

6.1.- Radiación solar existente.

El programa Tekton3D, es capaz de realizar una simulación hora a hora de cada uno de los días del año, de forma que es posible conocer la producción de energía eléctrica para cada hora en concreto ya que el estudio se realiza para las 8.760 horas que componen un año. Por motivos de sencillez, el procedimiento que se va a explicar es el método general, el cual es más sencillo de explicar y es el que se ha venido utilizando hasta ahora en el cálculo de la radiación solar. El cálculo que realiza el programa es mucho más extenso y su desarrollo a la hora de explicarlo quedaría fuera de la idea inicial de este manual.

El lugar geográfico donde se pretende realizar la instalación, es un factor importante ya que de él depende la radiación solar. No será lo mismo realizar esta instalación en una región del sur de España que en el norte. Esto es debido a que las condiciones climáticas (radiación solar, temperaturas...) serán diferentes.

Si la instalación estará ubicada por ejemplo en Madrid, podemos considerar que los valores de radiación media mensual sobre superficie horizontal serán de:

RADIACIÓN HORIZONTAL (kWh/m²·día)	ENE	FEB	MAR	ABR	MAY	JUN	JUL	AGO	SEP	OCT	NOV	DIC
	1,89	2,67	3,78	4,83	5,94	6,64	7,19	6,42	4,78	3,28	2,14	1,67

Los valores anteriores se pueden interpretar como horas de sol pico (1HSP = 1kWh) por lo que se podría relacionar directamente con la potencia pico del módulo o en su defecto, del generador fotovoltaico.

Si consideramos por ejemplo un generador fotovoltaico de 0,75 kWp colocados en horizontal, la energía producida por este en el mes de Abril = 0,75 kW · 4,83 HSP = 3,62 kWh.

Ahora bien, si el generador está a una determinada inclinación y orientación, por ejemplo: 30º de inclinación sobre la horizontal y orientación suroeste, la energía producida con esta nueva inclinación y orientación se determina multiplicando la energía producida horizontalmente por el factor K de la tabla que se muestra a continuación sería:

E = P_FV · HSP · K = 0,75 kW · 4,83 HSP · 1,05 = 3,80 kWh

ORIENT/INCLINA	ENE	FEB	MAR	ABR	MAY	JUN	JUL	AGO	SEP	OCT	NOV	DIC
Este/Oeste 30º	0,93	0,93	0,94	0,93	0,93	0,93	0,94	0,94	0,93	0,94	0,96	0,96
Este/Oeste 45º	0,88	0,88	0,89	0,87	0,85	0,86	0,88	0,88	0,86	0,89	0,92	0,93
Este/Oeste 60º	0,82	0,81	0,82	0,79	0,77	0,78	0,79	0,81	0,78	0,82	0,85	0,86
Suroeste 30º	1,33	1,25	1,15	1,05	0,98	0,95	0,96	1,02	1,09	1,20	1,33	1,43
Suroeste 45º	1,41	1,30	1,15	1,01	0,91	0,87	0,88	0,97	1,06	1,22	1,41	1,54
Suroeste 60º	1,39	1,27	1,10	0,93	0,81	0,76	0,78	0,88	1,00	1,19	1,39	1,56
Sur 30º	1,52	1,41	1,23	1,08	0,98	0,93	0,95	1,03	1,16	1,32	1,49	1,67
Sur 45º	1,67	1,49	1,25	1,04	0,90	0,84	0,85	0,97	1,15	1,37	1,64	1,86
Sur 60º	1,72	1,52	1,20	0,94	0,78	0,70	0,72	0,85	1,08	1,35	1,67	1,96

Estos valores utilizados anteriormente están disponibles en tablas creadas para tal fin, donde se facilitan estos coeficientes. El programa no precisa de utilizar dichas tablas durante el proceso de cálculo, ya que él es capaz de obtener la radiación incidente real para cada panel, dependiendo de la inclinación, orientación y localización, solo que mostramos el proceso para indicar de una forma más sencilla el procedimiento de cálculo.

6.2.- Cálculo de la energía solar.

La energía producida realmente por la instalación, ha de ser igual o superior a la demanda de energía para todos los meses del año, si deseamos considerar a la instalación autosuficiente. El mes más desfavorable, será aquel en el que la diferencia entre la energía generada a causa de la radiación solar y la demanda de energía a consumir, es mayor. Si partimos de que la demanda es constante, los meses de invierno serán los más desfavorable, ahora bien, si la demanda no es constante, pudiendo variar de un mes a otro, entonces habrá que evaluar de forma separada cada uno de los meses, para obtener cual es.

La energía del generador, se ha de calcular de manera que garantice que en el mes más desfavorable (mayor diferencia entre producción y consumo) se pueda satisfacer la demanda, tal y como se hizo en el apartado anterior:

E = P_FV · HSP · K

Este criterio solo sería válido, en un circuito en el que el rendimiento de todos los elementos tuviera un comportamiento ideal, algo muy alejado de la realidad, ya que hay que considerar una serie de pérdidas debidas a los siguientes factores:

• Pérdidas en el cableado (Kc): Son debidas al propio cableado que une a los dispositivos de la instalación, este valor se suele considerar en un 6%. Esto se interpreta como que la producción del generador fotovoltaico estaría afectado por un factor de: 1-6% = 0,94.
• Pérdidas en las baterías y en el inversor (Kbi): El propio almacenamiento de la energía y los procesos de cambio de corriente continua a alterna, implican también una pérdida que podemos considerar del 10%. Esto se interpreta como que la producción del generador fotovoltaico estaría afectado por un factor de: 1-10% = 0,90
• Pérdidas por acoplamiento (Ka): Cuando se conecta un generador fotovoltaico a un conjunto de baterías por medio de un regulador de carga, atendiendo a la tecnología del mismo, es difícil que el generador funciones a máximo rendimiento o en condiciones estándar. Dependiendo del tipo de regulador a emplear, podemos obtener coeficiente de pérdida de hasta el 20%. Esto se interpreta como que la producción del generador fotovoltaico estaría afectado por un factor de: 1-20% = 0,80.

El efecto combinado de los coeficiente Kc, Kbi y Ka, se pueden agrupar en un único factor llamado Kp = Kc · Kbi · Ka.

Una vez visto esto, podemos volver a establecer la ecuación de la energía generada (Ep) como:

Ep = E · Kp =  P_FV · HSP · K · Kp

6.3.- Cálculo del consumo estimado.

Como ejemplo, vamos a considerar las necesidades para electrificar una casa sin conexión eléctrica a la red en una zona rural, que será utilizada por una familia de 4 personas durante todos los días de la semana:

CANTIDAD	MODELO	RED	POTENCIA UNITARIA (W)	H/DÍA	CONSUMO (Wh)
6	LAMPARAS	CA	40	04:00	960,00
1	TELEVISIÓN TAMAÑO-PEQUEÑO	CA	70	03:00	210,00
1	ORDENADOR PORTATIL	CA	60	02:30	150,00
1	NEVERA (FUNCIONANDO EL MOTOR EL 50% DEL DÍA)	CA	150	1/2 DÍA (12:00)	1.800,00
1	MICROONDAS	CA	750	00:30	375,00
					3.495,00

Al sumar los diferentes consumos parciales, obtenemos el consumo total estimado para un día:

Total consumos (Wd) = 3.495,00 Wh/día

6.4.- Cálculo del número de paneles solares necesarios.

En este paso, se realizará el cálculo para determinar el número de módulos necesarios, que obtenemos en función de las condiciones de radiación más desfavorables. La expresión para el cálculo de la potencia del generador,  (EP = Wd) será:

P_FV = Wd / ( HSP · K · Kp )

Si consideramos en el diseño que los paneles tendrán una orientación sur y la inclinación de los mismos será de 45º, podremos obtener de las tablas anteriores los valores correspondientes y sustituirlos en la expresión anterior:

HSP:

RADIACIÓN HORIZONTAL (kWh/m²·día)	ENE	FEB	MAR	ABR	MAY	JUN	JUL	AGO	SEP	OCT	NOV	DIC
	1,89	2,67	3,78	4,83	5,94	6,64	7,19	6,42	4,78	3,28	2,14	1,67

K:

ORIENTACIÓN/INCLINACIÓN	ENE	FEB	MAR	ABR	MAY	JUN	JUL	AGO	SEP	OCT	NOV	DIC
SUR 45º	1,67	1,49	1,25	1,04	0,90	0,84	0,85	0,97	1,15	1,37	1,64	1,86

Kp: El efecto combinado de los correspondientes coeficientes de pérdidas supongamos que es: Kc: 6% (0,94), Kbi: 10% (0,90) y Ka: 20% (0,80) tendremos: Kp = 0,94 · 0,90 · 0,80 = 0,68

P_FV = 3.495 / (1,67 · 1,86 · 0,68) = 1.654,66 Wp

Una vez que sabemos la potencia fotovoltaica necesaria, necesitamos conocer la potencia aportada por cada panel (Pp) para obtener el número que necesitamos. 

Np = P_FV / Pp

6.5.- Cálculo del número de acumuladores necesarios.

El dimensionado de los acumuladores se ha de ajustar lo máximo posible a la energía producida y a la consumida ya que normalmente, suele existir un desajuste entre ambos. Lo normal es consumir la energía por la noche, además de no consumirse en cada momento del día lo que se produce. La función del acumulador es aportar la energía suficiente durante los momentos en los que no se produce o bien la energía que se produce no es suficiente.

Otro factor importante a la hora de dimensionar los acumuladores, es considerar que estos sean capaces de aportar la energía suficiente para suplir la demanda durante un número de días donde no hay producción, como pueden ser días de lluvia, nublado... De tal manera que aunque la producción se reduzca, o bien se anule, el sistema será capaz de seguir aportando energía para su consumo. A estos días se le conoce como días de autonomía (Nd) y, por lo general, suelen oscilar entre 3 y 5 para una instalación autosuficiente.

 Otro parámetro que también se ha de tener en cuenta en el empleo de acumuladores, es el valor de la profundidad de descarga (Pd), que nos dará una idea de hasta cuanto descargaremos al acumulador. Mientras mayor sea la profundidad de descarga, menos serán los ciclos de duración del acumulador. Si se llega a descargar el acumulador en su totalidad, se reducirá el rendimiento del mismo para futuros ciclos de carga, pudiendo incluso llegar a su inutilización. Lo que quiere decir que la capacidad útil del acumulador se reduce en función de la profundidad de descarga.

La capacidad total del acumulador (Ct) viene representado por la siguiente expresión:

Ct = Wd · Nd / ( Vn · Pd )

• Ct:     Capacidad total de la batería (Ah)
• Wd:   Consumo diario medio de energía (Wh/d)
• Nd:    Número de días de autonomía (d)
• Vn:     Tensión nominal del acumulador (V)
• Pd:     Profundidad de descarga del acumulador (Pd)

Si partimos de los datos iniciales de consumo de 3.495,00 Wh/día, establecemos 3 días de autonomía, una tensión del acumulador de 24 V y una profundidad de descarga del 50%, tendremos:

Ct = (3.495 Wh/día · 3 día) / (24 V · 0,5) = 873,75 Ah

6.6.- Empleo del asistente para instalaciones aisladas con acumuladores.

En los puntos anteriores, se ha explicado el procedimiento a seguir para realizar un predimensionado de una instalación solar aislada con acumuladores. El programa dispone de un asistente que permite realizar todos estos pasos, así como proponerle una solución y además le realiza el trazado de la misma. Esta solución que el programa le propone es atendiendo los criterios anteriores, pero que el usuario podrá modificar a voluntad de modo que el trazado final será el que el usuario considere oportuno.

El asistente para este tipo de instalaciones, está disponible desde la opción de menú Datos/Asistente solar fotovoltaica:

Cuando seleccionamos el Asistente para instalaciones solares fotovoltaicas aisladas, se muestra un cuadro de dialogo similar al que se muestra en la figura siguiente:

Como se puede apreciar, existen 7 apartados diferenciados:

(1) Localización. Aquí se indican los datos de la localización (información recogida en la Base de datos de la Localidad) y la posición geográfica de ésta (Latitud y Longitud).

(2) Consumo diario. Este apartado mostrará el consumo diario de los diferentes receptores presentes en la instalación:

• Añadir... Permite añadir un nuevo receptor con un consumo programado a la lista de consumo diario.

• Editar... Permite modificar los datos del receptor y su consumo programado definido.

• Eliminar. Permite quitar un receptor de la lista de consumo programado diario.

(3) Acumuladores. Este apartado contiene el número de acumuladores necesarios para garantizar el funcionamiento de la instalación con los consumos programados para un número de días de autonomía:

• Modelo. Se indica el modelo de acumulador elegido por el usuario (inicialmente en el menú Datos/Generales), para ser instalado.
  • Con el botón Modelo, se accederá a la base de acumuladores donde se podrá elegir el modelo de acumulador, de los disponibles en la Base de datos.
  • Con el botón "..." (situado a la derecha del anterior), se accede a la base de símbolos para elegir el símbolo con el que se representarán los acumuladores en la instalación.
• Profundidad de descarga (DOD). Este apartado indica el nivel de descarga a descontar de la carga completa del acumulador. Una profundidad de descarga del 40%, indicará que el estado de carga (SOC) mínima a la que finalmente quedará el acumulador será de 100 - 40 = 60 %, por tanto, la carga del acumulador, en ningún momento será inferior a ese 60% resultante para el predimensionado.

• Número de acumuladores por ramal. Este valor dependerá de la tensión de regulación (tensión del sistema) y la propia tensión de cada acumulador. Si se elige una tensión de regulación de 12 V por ejemplo y si el modelo de acumulador elegido tiene una tensión de 2 V, será necesario instalar 12/2=6 acumuladores en cada ramal. Si la tensión de los acumuladores fuera de 6 V, entonces sería necesario solo 2 y si fuera de 12 V, entonces el número de acumuladores sería 1. Por tanto podemos concluir que el Nº de acumuladores por ramal = Tensión de regulación / Tensión de cada acumulador.

Tensión del sistema = Nº de acumuladores x Voltaje del acumulador

• Número de ramales en paralelo. Este valor indicará la cantidad de ramales en paralelo (del mismo tipo del anterior), que son necesarios para garantizar la capacidad nominal necesaria.

• Capacidad Nominal (Ah). La capacidad nominal, nos da una idea del consumo eléctrico realizado por los receptores de la instalación, esta capacidad como mínimo, ha de ser suministrada por los acumuladores para garantizar el funcionamiento de los receptores.

• Capacidad Resultante (Ah). Es el valor de Amperios por hora (Ah) aportados por la combinación de acumuladores instalados. Hay que tener en cuenta que la capacidad resultante será igual a la suma de las capacidades de cada ramal.
• Se ha de verificar que la capacidad aportada por los acumuladores, ha de ser superior al valor de la capacidad nominal necesaria.
• Capacidad resultante ≥ Capacidad nominal

(4) Paneles fotovoltaicos. En este apartado, se muestra la configuración de paneles a instalar en la instalación, siempre partiendo de las necesidades de los receptores a instalar y de sus consumos previstos.

• Modelo. Se indica el modelo de panel fotovoltaico elegido por el usuario (inicialmente en datos generales), para ser instalado.
  • Con el botón Modelo se accederá a la base de paneles fotovoltaicos donde se podrá elegir el modelo de panel, de los disponibles en la BD.
  • Con el botón " ..." se accederá a la base de símbolos para elegir el símbolo con el que se representarán los paneles en la instalación.

• Número de paneles por ramal. Este valor, dependerá de tensión fotovoltaica (Tensión FV, máxima y mínima) y de la tensión de funcionamiento del panel. Se colocarán tantos paneles en serie como sea necesario, pero siempre teniendo la premisa que:

Tensión FV (máx.) ≥ Nº de paneles x Voltaje del panel ≥ Tensión FV (min.)

• Número de ramales en Paralelo. Aquí se indicará la cantidad de ramales en paralelo (del mismo tipo del anterior), son necesarios para garantizar la potencia mínima necesaria a consumir por los receptores instalados.

• Potencia mínima necesaria. Este será el valor de potencia mínimo para garantizar el funcionamiento de los receptores.

• Potencia instalada. Es el valor de la potencia aportada por los paneles fotovoltaicos a montar en la instalación.
• Se ha de verificar que la potencia aportada por los paneles instalados, supere el valor de la potencia mínima necesaria de funcionamiento:

Potencia instalada ≥ Potencia mínima necesaria

• Inclinación. La producción de energía, depende en gran medida de la inclinación de los paneles, ya que dependiendo de esta, podremos garantizar que durante más horas al año, los paneles estén orientados hacia el sol. A inclinaciones mayores, se tiene un mejor comportamiento en los meses en los que el sol está más bajo (meses de invierno) y si la inclinación es poca, se garantiza una mejor orientación para los meses en los que el sol está mas alto (verano). El programa nos propondrá una inclinación en función de la localización y del criterio de cálculo (mes a considerar), pero que el usuario podrá modificar por otro valor que considere oportuno.

• Orientación. Al igual que la inclinación, la orientación también juega un valor fundamental en la producción de energía. Cuando una instalación se encuentra en el Hemisferio Norte, conforme los paneles están más orientados al Sur, es mejor y cuando la instalación está en el Hemisferio Sur, es al contrario, conforme los paneles estén más orientados al Norte, es mejor. Esto es lo ideal, pero no siempre es lo posible ya que en muchos casos los paneles irán montados en una cubierta y esta tendrá una orientación determinada. En estos casos, forzar a los paneles a que tengan una orientación ideal puede no resultar lo más óptimo (se puede encarecer el precio por la complejidad de las estructuras de soporte, entre otros, respecto a la diferencia de la producción obtenida por colocar a los paneles con una orientación diferente a la ideal). Cuando se pulsa el botón punteado de la derecha, se muestra un cuadro donde se muestran los valores con los que se traducen las diferentes orientaciones:

• Número máximo de paneles por fila. Indica el número máximo de paneles a montar en un ramal o string. Este valor limita el Nº de paneles a montar como máximo en un ramal el cual, como vimos anteriormente, estaba limitado por Tensión FV(máx) y la tensión del panel fotovoltaica. De esta forma también podemos controlar el tamaño máximo de un string.

• Distancia panel-panel. Sería la distancia horizontal, con la que separamos un panel de otro. Si el valor es 0, indica que los paneles irán pegados (a su derecha o izquierda) a otro panel. Siempre estaremos hablando de distancias horizontales.

• Distancia fila a fila. El mero motivo de colocar un panel frente a otro, puede ocasionar que entre ellos se produzcan sombras que pueden afectar a la producción eléctrica de estos. La distancia a la que se coloca una fila de paneles de otra, es muy importante ya que de ello dependerá del aprovechamiento del espacio disponible para colocar paneles. Este espacio, será inversamente proporcional a la densidad de paneles por m², es decir, a mayor distancia, menor número de paneles. Ahora bien, si la distancia es pequeña, el número de paneles colocados en la misma superficie será mayor, pero por contra, puede ocasionar unas pérdidas por sombreado que pueden incidir en la producción de energía. La idea consiste en una distancia que sea la menor posible para ubicar la mayor cantidad de paneles (mejor aprovechamiento de la superficie), pero que ésta sea tal que las sombras de una fila sobre otra tenga el menor impacto posible. De esta forma, se consigue el mejor aprovechamiento del espacio y de los recursos gastados en la adquisición y colocación de placas solares. El programa suele proporcionar una distancia válida para superficies horizontales, ahora bien si los paneles van a ir colocados sobre una cubierta inclinada y con la propia inclinación de esta, esta distancia se puede reducir a la propia longitud de la placa. Se le da al usuario la libertad para poder añadir otras distancias.

(5) Regulación. En este apartado, se indican valores característicos del sistema de regulación.

• Mes a considerar en el cálculo. Según sabemos, la posición solar respecto a la tierra, varía para cada hora del día y para cada día del año. Para trabajar de una forma más global, podemos considerar de forma única, que la radiación solar para cada mes, es diferente. Entonces si consideramos el criterio de indicar un mes en concreto, el predimensionado se realizará teniendo en cuenta las propiedades de dicho mes. Esto es útil en el supuesto que solo pensemos utilizar la instalación durante un tiempo muy concreto del año (por ejemplo en los meses de verano, o inverno...) entonces lo ideal es considerar solo esos meses para realizar el predimensionado y de esta forma ajustar lo máximo en las necesidades de la instalación de producción de energía. Ahora bien, si el uso lo vamos a hacer durante todo el año, lo ideal es indicar al programa que considere el peor de los casos (meses de invierno con menor radiación solar y por tanto con menor producción eléctrica) para el predimensionado de la instalación y de esta forma asegurarnos un funcionamiento seguro durante todo el año.

• Días de autonomía. Este factor es fundamental a la hora de calcular el número de acumuladores. El número de días de autonomía, nos dará una medida del número de días durante los cuales, la instalación dispone de energía para funcionar, respetando los criterios de diseño inicial, como profundidad de descarga máxima, consumo energético... sin que exista producción energética solar alguna. A partir del número de días de autonomía, nos aseguraremos que los acumuladores son capaces de aportar la energía necesaria para que el sistema funcione. Si fuera necesario seguir funcionando sin producción solar y solamente mediante la energía almacenada en los acumuladores, más allá de los días de autonomía de diseño, entonces entraríamos en un vaciado superior al establecido inicialmente en el diseño original, pudiendo provocar un excesivo consumo de los acumuladores; y tal vez, siendo necesario reducir el número de horas de funcionamiento de los receptores durante estos días extras. Es importante el equilibrio en dicho valor ya que la capacidad de los acumuladores, será directamente proporcional al número de días de autonomía, de manera que si es un valor elevado, el número de acumuladores será mayor, aportándonos una mayor autonomía, pero incrementando el coste de la instalación. Es fundamental preestablecer el un número de días de autonomía conforme al uso que pensamos disponer de la instalación y de la previsión de las condiciones climáticas (estimación de días de lluvia, nublados... consecutivos anuales).

• Tensión del sistema. Hace referencia al valor de la tensión aplicada en el campo de acumuladores y receptores. Este valor es empleado en el cálculo del número de acumuladores de cada ramal.

• Tensión FV. Es el valor de la tensión del campo fotovoltaico y está compuesto por un valor máximo y un valor mínimo. Con estos valores se obtiene el número de paneles fotovoltaicos en cada ramal de paneles, tal y como se ha indicado en campos anteriores (Nº de paneles por ramal).

• Hora de Sol Pico (HSP). Es el valor calculado de HSP para la condición considerada en los criterios de cálculo de los que depende, que son:
  • Localización de la instalación (latitud y longitud).
  • Inclinación.
  • Orientación.
  • Mes a considerar en el cálculo.

(6) Perdidas en la instalación. El apartado, contempla 3 factores de seguridad para suplir las posibles pérdidas ocasionadas en las 3 diferentes partes principales de la instalación.

• Pérdidas en el cableado. Son debidas al propio cableado que une a los dispositivos de la instalación, este valor se suele considerar en un 6%. Esto se interpreta como que la producción del generador fotovoltaico estaría afectado por un factor de: 1 - 0,06 = 0,94.

• Pérdidas en el acumulador. El propio almacenamiento de la energía y los procesos de cambio de corriente continua a alterna, implican también una pérdida que podemos considerar del 10%. Esto se interpreta como que la producción del generador fotovoltaico estaría afectado por un factor de: 1 - 0,10 = 0,90.

• Pérdidas por acoplamiento (Ka). Cuando se conecta un generador fotovoltaico a un conjunto de baterías por medio de un regulador de carga, atendiendo a la tecnología del mismo, es difícil que el generador funciones a máximo rendimiento o en condiciones estándar. Dependiendo del tipo de regulador a emplear, podemos obtener coeficiente de pérdida de hasta el 20%. Esto se interpreta como que la producción del generador fotovoltaico estaría afectado por un factor de: 1 - 0,20 = 0,80.

(7) Solución del sistema. En este apartado, se muestra un resumen de los resultados obtenidos desde la solución del cliente. El apartado, contempla 3 factores de seguridad para suplir las posibles pérdidas ocasionadas en las 3 diferentes partes principales de la instalación.

• Número de acumuladores en total. Es el número total de acumuladores a montar en la instalación. Este valor se obtiene de multiplicar el número de acumuladores a instalar en un ramal x el número de ramales.

• Número de paneles en total. Es el número total de paneles a montar en la instalación. Este valor se obtiene de multiplicar el número de paneles a instalar en un ramal x el número de ramales.

• Superficie solar total. Es la suma de todas la superficies de cada uno de los paneles instalados. Si tomamos por ejemplo un caso en el que la superficie del panel sea de 2 m², y en la instalación se pretende montar 30 paneles, la superficie total sería de: 2x30 = 60 m².

• Superficie solar proyectada. Este valor se obtiene a partir de la superficie anterior y se obtendría como la superficie de cada panel multiplicada por el coseno (cos) de la inclinación de este y multiplicada por el número de paneles a instalar. Si suponemos el caso anterior y a cada panel se va a dar una inclinación de 30º tendríamos: Superficie proyectada = superficie del panel x cos(inclinación) x Nº paneles = 2 x 0,866 x 60 = 51,96 m².

• Peso del campo de acumuladores. Es el peso total del número de acumuladores por el peso unitario de cada acumulador. Este valor es útil por si hay que instalar un número elevado de acumuladores y el forjado o la estructura que los contiene es capaz de soportar dicho peso.

• Peso del campo de paneles. Es el peso total del número de paneles por el peso unitario de cada panel. Este valor es útil por si hay que instalar un número elevado de paneles en una cubierta.

El asistente propondrá una solución (en color azul) para el número de paneles fotovoltaicos, acumuladores, distancias..., que estará en función del consumo de los receptores, de la localización, de la orientación e inclinación y de los días de autonomía. La solución propuesta por el usuario (en color negro), será la que finalmente se llevará al proyecto, una vez que se acepten los resultados.

Si una vez que realizamos toda la entrada de datos, nos quedara una solución como la propuesta para el siguiente ejemplo:

Al aceptar los resultados, se cerrará el cuadro y volveremos a la vista de la aplicación, donde el cursor habrá cambiado permitiendo al usuario localizar un punto de inserción dentro de la misma. Una vez que se indica dicho punto en la vista 3D, el programa realiza un trazado automático de la instalación propuesta por el asistente:

7.- Diseño de una sistema fotovoltaico para conexión a red.

Una instalación solar fotovoltaica para conexión a la red eléctrica, es aquella que produce energía eléctrica a partir de la radiación solar y la inyecta a la red eléctrica. Este tipo de instalaciones también las utilizaremos con la aplicación Tekton3D para el estudio de un campo de paneles solares y la energía generada por este.

El esquema básico de una instalación de este tipo, podría ser tal como se indica en la figura siguiente:

La idea consiste en interconectar un número de paneles fotovoltaicos a un inversor y estudiar la energía eléctrica que finalmente se inyecta a la red eléctrica.

7.1.- Radiación solar existente.

El programa Tekton3D, es capaz de realizar una simulación hora a hora de cada uno de los días del año, de forma que es posible conocer la producción de energía eléctrica para cada hora en concreto ya que el estudio se realiza para las 8.760 horas que componen un año. Por motivos de sencillez, el procedimiento que se va a explicar es el método general, el cual es más sencillo de explicar y es el que se ha venido utilizando hasta ahora en el cálculo de la radiación solar. El cálculo que realiza el programa es mucho más extenso y su desarrollo quedaría fuera de la idea inicial de este manual.

El procedimiento es similar al empleado en el apartado 6.1, solo que ahora realizaremos el estudio para el año completo.

Si la instalación estará ubicada por ejemplo en Madrid, podemos considerar que los valores de radiación media mensual sobre superficie horizontal serán de:

RADIACIÓN HORIZONTAL (kWh/m²·día)	ENE	FEB	MAR	ABR	MAY	JUN	JUL	AGO	SEP	OCT	NOV	DIC
MADRID	1,89	2,67	3,78	4,83	5,94	6,64	7,19	6,42	4,78	3,28	2,14	1,67

Los valores anteriores se pueden interpretar como horas de sol pico (1HSP = 1kWh) por lo que se podría relacionar directamente con la potencia pico del módulo o en su defecto, del generador fotovoltaico.

Si consideramos por ejemplo un generador fotovoltaico de 1,5 kWp colocado en horizontal, la energía producida por este para cada mes, será:

ENERGÍA (kWh)	ENE	FEB	MAR	ABR	MAY	JUN	JUL	AGO	SEP	OCT	NOV	DIC
MADRID (GF: 1,5 kWp)	2,84	4,01	5,67	7,25	8,91	9,96	10,79	9,63	7,17	4,92	3,21	2,51

Ahora bien, si el generador está a una determinada inclinación y orientación, por ejemplo: 45º de inclinación sobre la horizontal y orientación suroeste, la energía producida con esta nueva inclinación y orientación se determina multiplicando la energía producida horizontalmente por el factor K de la tabla que se muestra a continuación sería:

E = P_FV · HSP · K 

ORIENT/INCLINA	ENE	FEB	MAR	ABR	MAY	JUN	JUL	AGO	SEP	OCT	NOV	DIC
Este/Oeste 30º	0,93	0,93	0,94	0,93	0,93	0,93	0,94	0,94	0,93	0,94	0,96	0,96
Este/Oeste 45º	0,88	0,88	0,89	0,87	0,85	0,86	0,88	0,88	0,86	0,89	0,92	0,93
Este/Oeste 60º	0,82	0,81	0,82	0,79	0,77	0,78	0,79	0,81	0,78	0,82	0,85	0,86
Suroeste 30º	1,33	1,25	1,15	1,05	0,98	0,95	0,96	1,02	1,09	1,20	1,33	1,43
Suroeste 45º	1,41	1,30	1,15	1,01	0,91	0,87	0,88	0,97	1,06	1,22	1,41	1,54
Suroeste 60º	1,39	1,27	1,10	0,93	0,81	0,76	0,78	0,88	1,00	1,19	1,39	1,56
Sur 30º	1,52	1,41	1,23	1,08	0,98	0,93	0,95	1,03	1,16	1,32	1,49	1,67
Sur 45º	1,67	1,49	1,25	1,04	0,90	0,84	0,85	0,97	1,15	1,37	1,64	1,86
Sur 60º	1,72	1,52	1,20	0,94	0,78	0,70	0,72	0,85	1,08	1,35	1,67	1,96

El resultado final para cada mes será:

ENERGÍA (kWh)	ENE	FEB	MAR	ABR	MAY	JUN	JUL	AGO	SEP	OCT	NOV	DIC	AÑO
MADRID - SO 45º - (GF: 1,5 kWp)	4,00	5,21	6,52	7,32	8,11	8,67	9,49	9,34	7,60	6,00	4,53	3,86	80,63

Estos valores utilizados anteriormente están disponibles en tablas creadas para tal fin, donde se facilitan estos coeficientes. El programa no precisa de utilizar dichas tablas durante el proceso de cálculo, ya que él es capaz de obtener la radiación incidente real para cada panel, dependiendo de la inclinación, orientación y localización, solo que mostramos el proceso para indicar de una forma más sencilla el procedimiento de cálculo.

7.2.- Cálculo de la energía solar.

La energía del generador, se calcula según se ha indicado en el apartado anterior, de manera que:

E = P_FV · HSP · K

Este criterio solo sería válido, en un circuito en el que el rendimiento de todos los elementos tuviera un comportamiento ideal, algo muy alejado de la realidad ya que hay que considerar una serie de pérdidas debidas a los siguientes factores:

• Pérdidas en el cableado (Kc). Son debidas al propio cableado que une a los dispositivos de la instalación, este valor se suele considerar en un 6%. Esto se interpreta como que la producción del generador fotovoltaico estaría afectado por un factor de: 1 - 0,06 = 0,94.
• Pérdidas en el inversor (Kbi). El propio almacenamiento de la energía y los procesos de cambio de corriente continua a alterna, implican también una pérdida que podemos considerar del 10%. Esto se interpreta como que la producción del generador fotovoltaico estaría afectado por un factor de: 1 - 0,10 = 0,90

El efecto combinado de los coeficiente Kc, y Kbi se pueden agrupar en un único factor llamado Kp = Kc · Kbi.

Una vez visto esto, podemos volver a establecer la ecuación de la energía generada (Ep) como:

Ep = E · Kp =  P_FV · HSP · K · Kp

7.3.- Empleo del asistente para instalaciones aisladas con acumuladores.

En los puntos anteriores, se ha explicado el procedimiento a seguir para realizar un predimensionado de una instalación solar para conexión a la red. El programa dispone de un asistente que permite realizar todos estos pasos, así como proponerle una solución y realizar el trazado de la misma. Esta solución, que el programa le propone, se realiza atendiendo a los criterios anteriores, pero que el usuario podrá modificar a voluntad de modo que el trazado final será el que el usuario considere oportuno.

La idea básica del asistente es que a partir de una potencia mínima instalada que el usuario indique, se buscará una solución válida a partir de los modelos de inversor y de paneles fotovoltaicos. Además, el programa propondrá una inclinación, una orientación y una distancia entre filas, aunque el usuario podrá también modificar a voluntad.

El asistente para este tipo de instalaciones, está disponible desde la opción de menú Datos/Asistente solar fotovoltaica:

Cuando seleccionamos el Asistente para instalaciones solares fotovoltaicas conectadas a red, se muestra un cuadro de dialogo similar al que se muestra en la figura siguiente:

Como se puede apreciar, existen 4 apartados diferenciados:

(1) Información general del sistema. Aquí se indican los datos de la localización (Localidad) y la posición geográfica de esta (Latitud y Longitud), así como la potencia mínima instalada que es el valor de potencia que el asistente buscará conseguir a partir del modelo de inversor y paneles elegidos.

(2) Definición del inversor. Este apartado mostrará la información referente al elemento inversor:

• Modelo. Se indica el modelo de inversor elegido por el usuario (inicialmente en datos generales).
  • Con el botón Modelo, se accederá a la base de inversores donde se podrá elegir el modelo de inversor, de los disponibles en la Base de datos.
  • Con el botón "...", se accede a la base de símbolos para elegir el símbolo con el que se representarán los inversores en la instalación.
• Número de inversores. Se indica el número de inversores necesarios y del modelo elegido con el fin de alcanzar la potencia mínima instalada.

• Potencia nominal. Es el valor de la potencia nominal del inversor a la cual ha sido diseñado.

• Rango de tensiones MPP. Es el valor máximo y mínimo de valores de tensiones, entre los cuales el inverso trabaja en el punto PMM.

(3) Definición del generador fotovoltaico - inversor. Este apartado mostrará la información referente al elemento generador fotovoltaico

• Modelo. Se indica el modelo de panel fotovoltaico elegido por el usuario (inicialmente en datos generales).
  • Con el botón Modelo, se accederá a la base de paneles fotovoltaicos donde se podrá elegir el modelo de panel, de los disponibles en la Base de datos.
  • Con el botón "...", se accede a la base de símbolos para elegir el símbolo con el que se representarán los paneles en la instalación.
• Número de paneles por ramal. Este valor, dependerá del rango de tensiones MPP del inversor (máximo y mínimo) y de la tensión de funcionamiento del panel. Se colocarán tantos paneles en serie como sea necesario, pero siempre teniendo la premisa que:

Tensión FV(máx..) ≥ Nº de paneles x Voltaje del panel ≥ Tensión FV(min.)

• Número de ramales en paralelo. Aquí se indicará la cantidad de ramales en paralelo son necesarios para garantizar el funcionamiento del inversor en un régimen óptimo.

• Tensión. Es la tensión medida entre bornas de un ramal, su valor será:

Tensión = Tensión del panel x Nº de paneles del ramal

• Potencia. Es la suma de las potencias de cada uno de los paneles conectados al inversor:

Potencia = Potencia del panel x Nº de paneles por ramal x Nº de ramales en paralelo

 Potencia ≤ Potencia nominal del inversor

(4) Resumen/solución del sistema. En este apartado, se muestra un resumen de los resultados obtenidos desde la solución del cliente.

• Inclinación. La producción de energía, depende en gran medida de la inclinación de los paneles, ya que dependiendo de esta, podremos garantizar que durante más horas al año, los paneles estén orientados hacia el sol. A inclinaciones mayores, se tiene un mejor comportamiento en los meses en los que el sol está más bajo (meses de invierno) y si la inclinación es poca, se garantiza una mejor orientación para los meses en los que el sol está mas alto (verano). El programa nos propondrá una inclinación en función de la localización y del criterio de cálculo (mes a considerar), pero que el usuario podría modificarlo por otro valor que considere oportuno.

• Orientación. Al igual que la inclinación, la orientación también juega un valor fundamental en la producción de energía. Cuando una instalación se encuentra en el Hemisferio Norte, es mejor que los paneles estén orientados al sur y cuando la instalación está en el Hemisferio Sur, es al contrario, cuanto más al norte estén orientados los paneles, mejor. Esto es lo ideal, pero no siempre es lo posible ya que en muchos casos los paneles irán montados en una cubierta y esta tendrá una orientación determinada. En estos casos, el forzar a los paneles a que tengan una orientación ideal puede no resultar los más óptimo (se puede encarecer el precio por la complejidad de las estructuras de soporte, entre otros) que la diferencia de la producción obtenidas por colocar a los paneles con una orientación diferente a la ideal. Cuando se pulsa el botón punteado de la derecha, se muestra un cuadro donde se muestran los valores con los que se traducen las diferentes orientaciones:

• Número máximo de paneles por fila. Indica el número máximo de paneles a montar en un ramal o string. Este valor limita el Nº de paneles a montar como máximo en un ramal, el cual como vimos anteriormente estaba limitado por Tensión FV(máx) y la tensión del panel fotovoltaica. De esta forma también podemos controlar el tamaño máximo de un string.

• Longitud cableado Generador-Inversor [L1]. Longitud del cableado que une el generador fotovoltaico con el inversor.

• Longitud cableado Inversor-Caja de conexión [L2]. Longitud del cableado que une el inversor con su caja de conexión.

• Longitud cableado Caja de conexión-Red [L3]. Longitud del cableado que une el punto de Red con su caja de conexión.

• Distancia panel-panel. Sería la distancia horizontal, con la que separamos un panel de otro. Si el valor es 0, esto indica que los paneles irán pegados (a su derecha o izquierda) a otro panel. Siempre estaremos hablando de distancias horizontales.

• Distancia fila-fila. El mero motivo de colocar un panel frente a otro, ocasiona que entre ellos se produzcan sombras que puede afectar a la producción eléctrica de estos. La distancia a la que se coloca una fila de paneles de otra, es muy importante ya que de ello dependerá él aprovechamiento del espacio disponible para colocar paneles. Este espacio, será inversamente proporcional a la densidad de paneles por metro cuadrado. A mayor distancia, menor número de paneles. Ahora bien, si la distancia es pequeña, el número de paneles colocados en la misma superficie será mayor, pero por contra, puede ocasionar unas pérdidas por sombreado que puede incidir en la producción de energía. La idea consiste en determinar una distancia que sea la menor posible para ubicar la mayor cantidad de paneles (mejor aprovechamiento de la superficie), pero que ésta sea tal que las sombras de una fila sobre otra tenga el menor impacto posible. De esta forma, se consigue el mejor aprovechamiento del espacio y de los recursos gastados en la adquisición y colocación de placas solares. El programa suele proporcionar una distancia válida para superficies horizontales, ahora bien, si los paneles van a ir colocados sobre una cubierta inclinada y con la propia inclinación de ésta, esa distancia se puede reducir a la propia longitud de la placa. Se le da al usuario la libertad para poder añadir otra distancias.

• Potencia total instalada. Este valor refleja la suma de las potencias aportadas por los paneles fotovoltaicos, se podría obtener multiplicando el nº de paneles x su potencia.

• Potencia total de inversores. Este valor refleja la suma de las potencias nominales de los inversores, lo podríamos obtener multiplicando el nº de inversores x su potencia nominal.

• Número de paneles por inversor. Es el número de paneles que se debe conectar a cada inversor. Sería igual al número de paneles conectados en serie en cada ramal x el número de ramales en paralelo.

• Número de paneles en total. Es el número de paneles instalados en total y se podría calcular multiplicando el número de paneles por inversor x el número de inversores.

• Superficie solar total. Es la suma de todas la superficies de cada uno de los paneles instalados. Si tomamos por ejemplo un caso en el que la superficie del panel sea de 2 m² y en la instalación se pretende montar 30 paneles, la superficie total sería de: 2x30 = 60 m².

• Superficie solar proyectada. Este valor se obtiene a partir de la superficie anterior y se obtendría como la superficie de cada panel multiplicada por el coseno (cos) de la inclinación de este y multiplicada por el número de paneles a instalar. Si suponemos el caso anterior, y a cada panel se va a dar una inclinación de 30º tendríamos: Superficie proyectada = superficie del panel x cos(inclinación) x Nº paneles = 2 x 0,866 x 60 = 51,96 m².

El asistente propondrá una solución (en color azul) para el número de paneles fotovoltaicos, acumuladores, distancias..., que estará en función del consumo de los receptores, de la localización, de la orientación e inclinación y de los días de autonomía. La solución propuesta por el usuario (en color negro), será la que finalmente se llevará al proyecto, una vez que se acepten los resultados.

Al aceptar los resultados, se cerrará el cuadro y volveremos a la vista de la aplicación, donde el cursor habrá cambiado permitiendo al usuario localizar un punto de inserción dentro de la misma. Una vez que se indica dicho punto en la vista 3D, el programa realiza un trazado automático de la instalación propuesta por el asistente:

Esta distribución inicial se puede modificar para adaptar la situación de cada elemento a su emplazamiento final.

8.- Viabilidad económica y financiera.

La viabilidad económica tiene la finalidad de mostrar de forma rápida y en un solo cuadro, toda la información referente a la producción, gastos, ingresos y financiación. Se gestiona desde un cuadro de diálogo con el siguiente:

Se pueden distinguir una serie de apartados:

(1) Datos energéticos. Se indican valores referentes a la producción eléctrica y energética por parte de la instalación.

• Potencia del generador. Es el valor de la potencia entregada por el generador fotovoltaico de la instalación.

• Performance ratio de la instalación. Es valor muestra el rendimiento neto de la instalación. Muestra una relación entre la energía que potencialmente podría generar los paneles fotovoltaicos a la que finalmente está llegando a la red eléctrica.

• Energía de la instalación. Es la energía generada directamente por la instalación al transformar la energía solar en eléctrica. Este valor no tiene en cuenta posibles factores de mejora que el programa no contempla.

• Factor de mejora energético. Mediante mecanismos de mejora de la producción, como podrían ser seguidores solares, se puede mejorar la energía generada ya que habría un mayor aprovechamiento de la energía solar. Hasta la versión actual no se contempla, se entienden que los paneles van a tener una posición fija (orientación e inclinación), por lo que este factor, se aplicaría a la energía de la instalación como mecanismo de incremento de esta.

• Energía resultante anual. Este valor indica la energía resultante una vez que se aplica el posible factor de mejora (en el caso de existir). Si no existe mejora alguna, el valor será igual al de la energía de la instalación. Este valor se calcularía como:

Energía resultante = Energía de la instalación x [ 1 + (Factor de mejora / 100)]

• Índice de envejecimiento anual. Este valor da una idea de la reducción de la producción que tendríamos en el tiempo por efecto del envejecimiento de la propia instalación. Conforme pasa el tiempo, los materiales van perdiendo sus propiedades y entre ellas está la propia conversión de energía solar en energía eléctrica. Al verse reducida la producción, también se verán reducido los ingresos que podríamos tener por la venta o bien el ahorro por el propio consumo de la energía producida.

(2) Valor de las primas / coste eléctrico. Se indican valores referentes al precio de la electricidad. Este precio se puede entender como un precio de venta en el caso de inyección en la red o como un ahorro en el caso de desear autoconsumir esa energía producida.

• Fija. Se entiende que ese precio es un único valor, formado por un solo componente.

• Variable. El valor está formado por dos componentes. Uno será un valor fijo y el otro será el valor del precio del kWh de compra en el mercado. Estos dos valores se sumarán, estableciendo un valor definitivo.

• Variación anual del coste eléctrico. El precio de la electricidad, no tiene porque ser el mismo todos los años, normalmente suele subir de un año a otro. Este valor aproxima los futuros incrementos del precio eléctrico.

(3) Datos económicos. Se indican valores referentes al precio de la instalación.

• Rendimiento de la instalación. Este valor se obtiene de multiplicar el valor de la prima o coste por la energía resultante anual.

• Repercusión. Es el precio al cual sale cada Wp de la instalación ya terminada, entre lo que se incluye mano de obra, paneles, inversores, cableado...

• Coste de la instalación. Es el precio final al que sale la instalación ya terminada, entre lo que se incluye mano de obra, paneles, inversores, cableado...

• Coste del mantenimiento. Hace referencia al precio anual del mantenimiento. En esta simulación, este coste está basado en los ingresos o gastos.

• Número de años a estudio. Es el número de años considerados en el estudio y por tanto serán los resultados que tendremos.

• TIR. La Tasa Interna de Retorno es un porcentaje que mide la viabilidad de un proyecto o empresa, determinando la rentabilidad de los cobros y pagos actualizados generados por una inversión.

(4) Financiación. En este apartado establece los parámetros correspondientes a la financiación.

• Tipo de amortización. Se indica el método de cálculo de la financiación.
  • Método francés. El sistema de amortización francés, es uno de los principales sistemas que se emplean a la hora de amortizar hipotecas. El sistema de amortización francés es aquel que se caracteriza por ser un sistema de amortización de cuotas constantes. Debido a ello, cada mes el banco recibe los intereses en función del capital pendiente de amortizar. Por ello, durante los primeros años de la hipoteca, se paga una cantidad mayor de intereses que de capital y en cambio, durante el período final del préstamo, se paga más capital e intereses menores.
  • Método alemán. El sistema de amortización alemán, se caracteriza por pagar los tipos de interés de manera anticipada en cada cuota. Cabe destacar que los tipos de interés a pagar se calculan sobre el saldo pendiente de pagar, el cual va disminuyendo paulatinamente a lo largo del tiempo.
• Coste elegible. Es el valor del coste de la instalación que pretendemos financiar, este valor coincide con el coste de la instalación.

• Aportación inicial. Capital aportado al inicio o capital con el que se cuenta para iniciar el pago. Este capital habrá que descontarlo del coste elegible para obtener el valor del préstamo.

• Subvención de las CC.AA. Valor en % de capital aportado por las CC.AA. en concepto de ayuda. Este valor habrá que descontarlo del coste elegible para obtener el valor del préstamo.

• Amortización IDEA. Valor en porcentaje de amortización IDEA. Este valor habrá que descontarlo del coste elegible para obtener el valor del préstamo.

• Bonificación interés ICO. Valor de la bonificación de los interés ICO (se considera que no hay que devolver). Este valor habrá que descontarlo del coste elegible para obtener el valor del préstamo.

• Número de años del préstamo. Número de años de duración del préstamo.

• Total préstamo. Resultado de restar al coste elegible la aportación inicial, subvención CC.AA., Amortización IDEA y bonificación interés ICO. Sería la cantidad de dinero que es necesario financiar.

• Tipo de interés. Tipo de interés (fijo) a aplicar a la operación.

• Cuota anual y anual media. Cantidad a pagar anualmente a la entidad financiera.

• Total a pagar en el préstamo. Es el resultado de multiplicar el pago anual por el número de años, es decir, la cantidad que habrá que entregar a la entidad financiera durante los años que dure el préstamo.

(5) Gráfica de resultados. Se muestran gráficas de barras con los resultados anuales de diferentes conceptos: Energía, Prima/gasto, Ingresos, Mantenimiento, Cash-Flow.

(6) Tabla de resultados. Tabla de resultados detallados para cada uno de los años a estudio.

9.- Cálculo.

Cuando tenga representados todos los paneles, conductores, inversores y demás elementos de la instalación y, además, su conexión sea correcta, se puede iniciar el cálculo con la opción de menú, Calcular (). Se abrirá entonces el cuadro de diálogo Proceso de cálculo, donde se informará del transcurso del cálculo, avisando si existe algún error.

Si el cálculo se realiza correctamente, los paneles, acumuladores y conductores se aparecerán representados en 3D con sus dimensiones reales:

 

9.1.- Errores y avisos frecuentes.

Si todo está bien conectado, y bien definido, el cuadro mostrará al final: " Cálculo finalizado correctamente". Sin embargo, pueden surgir diversos mensajes de aviso y error, de entre los que se encuentran los siguientes:

Conexiones no válidas / Grado de conexión incorrecto.

Estos dos errores van ligados: el primero indica que un símbolo (Panel fotovoltaico, inversor, acumulador, regulador, receptor...) que debería estar conectado a una línea no lo está y el segundo indica que hay algún extremo de una línea que no está conectado a nada. Para resolver este problema, asegúrese de que las conexiones de los símbolos coinciden con los nudos extremos de las líneas.

Si selecciona una entidad cualquiera y pulsa la tecla U, se seleccionarán todas las entidades conectadas a la primera; aquellas entidades que deberían estar conectadas y quedan fuera de la selección serán las que estén provocando el error.

No se encuentra una sección válida que cumpla con todos los requisitos exigidos dentro de la serie (...)

Este error aparece cuando el programa no encuentra una sección suficientemente grande dentro de la serie de conductores como para cumplir los requisitos. Este error no interrumpe el cálculo, sino que simplemente deja los tramos con este error sin dimensionar. Para solucionarlo, revise el número de conductores, longitudes... en la solapa Cálculo del cuadro de propiedades del conductor o bien en Datos generales, la caída de tensión correspondiente a ese tipo de tramos.

La tensión o corriente de entrada máxima ha sido superada en un inversor.

Este error se da cuando el valor de la tensión o de la corriente que llega a un inversor es superior a la máxima establecida por el fabricante, pudiendo dañar el equipo.

La Potencia de entrada máxima ha sido superada en un inversor.

Este error se da cuando el valor de la Potencia de entrada a un inversor es superior a la máxima establecida por el fabricante, pudiendo dañar el equipo.

La tensión de entrada en un inversor, no se encuentra entre los valores MPPmax y MPPmin.

Este aviso se da cuando los valores de las tensiones de entrada de un inversor no están entre los valores MPP que define el fabricante, con la consecuencia que el inversor no trabajará en el punto óptimo. Se puede solucionar modificando la configuración de ramales (serie y paralelo) de los paneles conectados al inversor, de manera que la tensión del ramal esté entre estos valores MPPmax y MPPmin.

La potencia de salida máxima del inversor ha sido superada.

Este aviso sucede cuando se le está reclamando al inversor que entregue una potencia de salida superior a la máxima establecida por catálogo.

10.- Resultados.

La forma de generar resultados del módulo TK-HS5 es similar a la de otros módulos de instalaciones de TeKton3D. Si necesita información sobre cómo generar detalles, planos, listados y memorias, consulte el capítulo 1.7 Resultados: listados, memorias, detalles y planos.

10.1.- Listados generados por TK-HE5.

Los listados que puede generar (Resultados->Crear listado ) en un capítulo de TK-HE5, pueden variar dependiendo del tipo de instalación realizada.

10.1.1.- Listado para instalaciones aisladas y autoconsumo.

Los listados disponibles para estos tipos de conexión son los siguientes:

• Campo de paneles fotovoltaicos:
  • Ficha de paneles: Muestra una tabla, donde se indican todos los parámetros característicos (ficha) de los paneles que son empleados en el proyecto.
  • Producción fotovoltaica mensual por paneles: Muestra una tabla, donde se representa de forma individual por cada panel, los valores de producción energética generada en cada uno de los meses.
  • Producción fotovoltaica diaria en paneles: Muestra una tabla, donde se representa de forma general la producción generada para cada uno de los días del año.
  • Producción fotovoltaica hora a hora en paneles: Muestra una tabla, donde se representa de forma general la producción generada para cada hora del año.
  • Comportamiento y respuesta: Muestra una tabla, para cada modelo diferente de panel fotovoltaico empleado en el proyecto, donde se muestra los valores característicos (Pmpm, Vmpm, Impm, Voc y Isc) según su curva de funcionamiento para cada mes.

• Acumuladores:
  • Ficha del acumulador: Muestra una tabla, donde se indican todos los parámetros característicos (ficha) de los acumuladores que son empleados en el proyecto.

• Campo de receptores eléctricos:
  • Ficha del receptor: Muestra una tabla, donde se indican todos los parámetros característicos (ficha) de los receptores que son empleados en el proyecto.
  • Consumo eléctrico mensual en receptores: Muestra una tabla, donde se representa de forma individual por cada receptor, los valores de consumo energético producido en cada uno de los meses.
  • Consumo eléctrico diario en receptores: Muestra una tabla, donde se representa de forma general el consumo producido para cada uno de los días del año.
  • Consumo eléctrico hora a hora en receptores: Muestra una tabla, donde se representa de forma general el consumo producido para cada hora del año.

• Cableado:
  • Tabla resumen de conductores: Muestra una tabla, donde se representan los resultados de cálculo para el dimensionado de los conductores.

• Proyecto:
  • Memoria de cálculo: Muestra un documento donde se desarrolla la memoria de cálculo del proyecto.
  • Pliego de condiciones: Muestra el pliego de condiciones para instalaciones aisladas.
  • Producción fotovoltaica neta diaria en el sistema: Muestra una tabla, donde se representa de forma general la producción neta generada para cada uno de los días del año.
  • Producción fotovoltaica neta hora a hora en el sistema: Muestra una tabla, donde se representa de forma general la producción neta generada para cada hora del año.
  • Mediciones: es una tabla que contiene las mediciones de paneles, acumulador, cables y resto de elementos de la instalación. También puede generar las mediciones en formato MPwin o estándar BC3 con la opción de menú Archivo->Exportar->Mediciones ().

10.1.2.- Listado para instalaciones de conexión a la red. 

Los listados disponibles para estos tipos de conexión son los siguientes:

• Campo de paneles fotovoltaicos:
  • Ficha de paneles: Idem 10.1.1.
  • Producción fotovoltaica mensual por paneles: Idem 10.1.1
  • Producción fotovoltaica diaria en paneles: Idem 10.1.1
  • Producción fotovoltaica hora a hora en paneles: Idem 10.1.1
  • Comportamiento y respuesta: Idem 10.1.1

• Inversores:
  • Ficha del inversor: Muestra una tabla, donde se indican todos los parámetros característicos (ficha) de los inversores que son empleados en el proyecto.

• Cableado:
  • Tabla resumen de conductores: Idem 10.1.1

• Proyecto:
  • Memoria de cálculo: Idem 10.1.1 particularizado para estos tipos de instalaciones.
  • Pliego de condiciones: Idem 10.1.1 particularizado para estos tipos de instalaciones.
  • Viabilidad económica y financiera: Muestra el informe de viabilidad económica y financiera que se definió en el apartado Viabilidad económica y financiera.
  • Documento justificación HE5: Muestra un informe, donde se justifica las exigencias del documento DB HE5.
  • Producción fotovoltaica neta diaria en el sistema: Idem 10.1.1.
  • Producción fotovoltaica neta hora a hora en el sistema: Idem 10.1.1.
  • Mediciones: Idem 10.1.1.

10.2.- Detalles generados por TK-HE5.

Como en otros módulos de instalaciones, TK-HE5 permite generar los planos de distribución en planta (menú Resultados/Crear detalle ), donde se pueden mostrar los símbolos que representan a los paneles, acumuladores, conductores...:

10.2.1.- Detalles para instalaciones aisladas y autoconsumo.

Los detalles disponibles para estos tipos de conexión son los siguientes:

• Detalles:
  • Distribución en planta: muestra plano, donde se muestran todos los elementos proyectados horizontalmente y contenidos en una planta determinada:

• Diagrama de trayectorias solares: Muestra una gráfica donde se muestra la trayectoria solar para todo el año completo, así como los posibles obstáculos dentro de esa trayectoria. Todos estos elementos se generarán desde el punto de vista medio del panel fotovoltaico seleccionado:

• Diagrama de sombreado diario sobre paneles: Muestra el valor máximo diario de la perdida por sombreado sobre un panel fotovoltaico:

• Gráficas de características y respuesta mensual de paneles: Muestra las gráficas P-I e I-V de un panel, donde se muestra su comportamiento a diferentes temperaturas y irradiaciones:

• Energía mensual neta generada en el sistema: Muestra un diagrama de barras donde se resume la energía producida por los paneles cada mes del año (producción mensual y producción mensual + anual):

• Energía mensual consumida en receptores eléctricos: Muestra un diagrama de barras donde se resume la energía consumida por los receptores cada mes del año (consumo mensual y consumo mensual + anual):

• Energía mensual generada y consumida: Muestra un diagrama de barras donde se combina la energía producida en los paneles fotovoltaicos y la consumida por los receptores:

• Energía diaria producida y consumida en la instalación: Muestra una gráfica donde se aprecia la curva de producción y consumo de energía para un día del año:

• Proyección: Muestra una proyección (isométrica, alzado o vistas) de los elementos seleccionados en la instalación:

• Vista 3D: Permite hacer una captura de lo que actualmente se esté mostrando en la vista 3D y se almacena en un archivo de mapa de bits:

10.2.2.- Detalles para instalaciones de conexión a la red.

Los detalles disponibles para estos tipos de conexión son los siguientes:

• Detalles:
  • Distribución en planta: Idem de 10.2.1
• Diagrama de trayectorias solares: Idem de 10.2.1
• Diagrama de sombreado diario sobre paneles: Idem de 10.2.1
• Gráficas de características y respuesta mensual de paneles: Idem de 10.2.1
• Energía mensual neta generada en el sistema: Idem de 10.2.1
• Proyección: Idem del caso anterior Idem de 10.2.1
• Vista 3D: Idem del caso anterior Idem de 10.2.1

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