Retroalimentación
a. La cantidad máxima de paneles que se pueden instalar de acuerdo a toda el área disponible para el proyecto.
El proyecto cuenta con un área de 100m2. De acuerdo a lo establecido en la hoja de datos, el panel fotovoltaico tiene un perímetro de 1638mm (1,638m) x 982mm(0,982mm). Lo que representa un área por panel de 1,638mx 0,982m=1,61m2. En este caso, asumiendo utilizar el 100% del techo para la instalación, sin dejar espacios entre paneles se tiene que:
Número de paneles=Área disponible/Área por panel
Número de paneles= 100m2/1,61m2
Número de paneles=62,11m2
En este caso la mayor capacidad de paneles que se pueden instalar es de 62.
b. Determine la cantidad de módulos que se requiere para obtener al menos la potencia indicada.
La potencia solicitada en el proyecto es de 3000W. En la declaración de la hoja de datos del módulo, utilizado en este ejercicio, se tiene una potencia de 265W por cada panel. Para determinar el número de paneles a utilizar se tiene:
Número de paneles=Potencia requerida/Potencia por panel
Números de paneles=3000/265
Número de paneles= 11,32
Dado que no es posible instalar 11,32 paneles, se puede decir que requieren 11 ó 12 paneles. En este caso, es preferible colocar 12 paneles, ya que puede que el presupuesto de potencia esté ajustado y pudiera ser necesario más energía en casos críticos. Además la potencia utilizando 12 paneles (3180W) no representa más del 1%, por lo que podría representar una compensación de las pérdidas en el sistema.
c. En función de la respuesta del punto b), determine las posibles configuraciones de conexión de los módulos (serie, paralelo, combinaciones serie-paralelo)
Dado que de momento no hay limitaciones de voltaje y corriente se pueden realizar las siguientes combinaciones:
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Todos en serie
-
Todos en paralelo
-
2 cadenas en paralelo, cada cadena conformada de 6 módulos en serie
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3 cadenas en paralelo, cada cadena conformada de 4 módulos en serie
-
4 cadenas en paralelo, cada cadena conformada de 3 módulos en serie
-
6 cadenas en paralelo, cada cadena conformada de 2 módulos en serie
d. Calcule los valores de Voc, Vmp, Isc, Imp y Pmp para cada una de las configuraciones del punto anterior.
Recordando que la configuración en serie, mantiene la corriente constante y suma las tensiones. Mientras que la configuración en paralelo mantiene los voltajes constantes y suma las corrientes. De la hoja de datos se tiene: Vmp= 30,6V, Imp=8.66A, Voc=37,7V, Isc=9,23 A y Pmp=265W. Se obtienen los siguientes valores:
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Configuración
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Vmp(V)
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Imp(A)
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Voc(V)
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Isc(A)
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Pmp(W)
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Todos en serie
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367,2
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8,66
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452,4
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9,23
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3180
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Todos en paralelo
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30,6
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103,92
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37,7
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110,76
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3180
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2 cadenas paralelo
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183,6
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17,32
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226,2
|
18,4
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3180
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3 cadenas paralelo
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122,4
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25,9
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150,8
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27,6
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3180
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4 cadenas paralelo
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91,8
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34,6
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113,1
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39,6
|
3180
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6 cadenas paralelo
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60,12
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51,96
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75,4
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55,38
|
3180
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e. Suponga ahora que la temperatura ambiente es de 17°C. Determine los valores de Voc, Isc, y Pmp cuando se tienen 2 cadenas de 6 módulos en serie.
En este caso, de los resultados obtenidos en la pregunta d, se tiene: Voc= 226,2V, Isc=18,46 A, Vmp=183,6V, Imp=17,32 A y Pmp=3180W. De la hoja de datos se tiene que el coeficiente de pérdida por temperatura en la potencia es de -0,41%/°C, para voltaje es -0,31%/°C y corriente 0,053%/°C. Además la temperatura nominal de la celda es de 45°C. Con ello se puede calcular:
Tcelda=Tamb+((NOCT-20)/800)*1000
Tcelda=17+((45-20)/800)*1000
Tcelda= 48,25°C
Esto implica que:
∆T = 48.25°C-25°C
∆T = 23.25°C
Con el dato del valor de cambio de temperatura se puede estimar, los resultados de pérdida en función de los coeficientes de pérdida.
Voc
23,5°Cx -0,31 (%/°C)=-7,2%
37,7V*-0,072=-2,71V
Cada tensión en el módulo descendería a 34,99V por lo que la voltaje del campo sería 209,94V
Isc
23,5°Cx 0,053 (%/°C)=1,24%
9,23A*0,012=0,11076A
La corriente por módulo aumentaría a 9.34 A por lo que la corriente del campo sería 18,68 A.
Pmp
23,5°Cx -0,41 (%/°C)=9,635%
265W*0,09635=25.53275W
La corriente por módulo disminuiría a 239,47W por lo que la potencia del campo sería de 2873,607W
f. Suponga ahora que la temperatura ambiente es de 38°C. Determine los valores de Voc, Isc, y Pmp cuando se tienen 4 cadenas de 3 módulos en serie.
Utilizando la misma metodología que la pregunta anterior, se tiene que:
Tcelda=Tamb+((NOCT-20)/800)*1000
Tcelda=38+((45-20)/800)*1000
Tcelda= 69,25 °C
Esto implica que:
∆T = 69,25°C-25°C
∆T = 44.25 °C
Con el dato del valor de cambio de temperatura se puede estimar, los resultados de pérdida en función de los coeficientes de pérdida.
Voc
44,25°Cx -0,31 (%/°C)=-13,72%
37,7V*-0,1372=-5.,17V
Cada tensión en el módulo descendería a 32,53V por lo que el voltaje del campo sería 97,59 V
Isc
44.25°Cx 0,053 (%/°C)=2.35%
9,23A*0,0235=0,216905 A
La potencia por módulo aumentaría a 9.45 A por lo que la corriente del campo sería 37,8 A.
Pmp
44.25°Cx -0,41 (%/°C)=18.1425%
265W*0,181425=48.077625W
La potencia por módulo disminuiría a 216.9223W por lo que la potencia del campo sería de 2603,06 W
g. Para un módulo individual, utilizando la curva característica de la segunda página de la hoja de datos, determine el valor aproximado de la corriente Imp cuando la irradiancia llega a 800 W/m2.
Para determinar el valor de la corriente en esta condición, se procede con el análisis respectivo de la curva otorgada por el fabricante. Es necesario ubicarse en la curva los 800 W/m2. Tal como se observa en la siguiente figura, dicho punto está ligeramente mayor a 7 A.
Por la resolución de la curva se puede indicar que la Imp ronda los valores entre 7,1A y 7,2A
