instalacion fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda
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1. 65 10 4 CALCULOS 66 11 BIBLIOGRAF A ii e SERRE RUIS KE SIA S EENARSIGER EP ATTI eI RE 67 Instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar P gina 3 Dedicado a Xavi sin cuya ayuda llegar hasta aqu hubiera sido mucho m s dif cil Instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar P gina 4 RESUMEN Este proyecto tiene como objetivo la instalaci n de una planta fotovoltaica conectada a red para suministrar energ a a una vivienda Se tendr n en cuenta el estudio de los gastos de calefacci n ACS Agua caliente sanitaria y consumo el ctrico Comprobaremos hasta donde la vivienda es energ ticamente independiente RESUM Aquest projecte t com a objectiu la instal laci d una planta fotovoltaica connectada a xarxa per subministrar energia a un habitatge Es tindran en compte l estudi de les despeses de calefacci ACS Aigua calenta sanitaria i consum el ctric Comprovarem fins on l habitatge s energeticament independent ABSTRACT This project has the objective the installation of a photovoltaic plant connected to network to give energy to a house We will take in consideration energetic balance of the expenses of heating ACS sanitary Hot water and electrical consumption We will verify up to where the hous2. MESES Kcal Kwh Kwh 4 28 Kwh d a Kwh mes ENERO 2400 2 78 0 6495 15 588 483 228 FEBRERO 2280 2 647 0 618 14 832 415 296 MARZO 2040 2 37 0 5537 13 2888 411 9528 ABRIL 1800 2 09 0 4883 11 7192 351 576 MAYO 1680 1 95 0 4556 10 9344 338 9664 JUNIO 1560 1 81 0 4228 10 1472 304 416 JULIO 1440 1 672 0 3906 9 3744 290 6064 AGOSTO 1560 1 81 0 4228 10 1472 314 5632 SEPTIEMBRE 1680 1 95 0 4556 10 9344 328 032 OCTUBRE 1800 2 09 0 4883 11 7192 363 2952 NOVIEMBRE 2040 2 368 0 5532 13 2768 398 304 DICIEMBRE 2400 2 78 0 6495 15 558 483 228 TOTAL ANUAL 4483 464 Figura 29 Tabla de Energ a consumida por ACS Instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar P gina 43 El total de gasto del agua sanitaria con salida de 28 ser de 4483 464 Kwh por a o hemos escogido esta temperatura y no la de 45 porque es una temperatura media alta y a mayor temperatura el agua ya quema Los c lculos de gasto de energ a los hemos calculado como en tablas anteriores suponemos que la bomba de calor gasta unos kwh pero no continuamente tiene sus paradas correspondientes 7 2 TOTAL NECESIDADES ENERGETICAS VIVIENDA calefacci n ACS Finalmente calcularemos el total de energ a necesaria para la vivienda es decir el total de Kwh por mes y a o MESES Kwh mes Calefacci n Kwh mes ACS Total Kwh mes ENERO 1412 0376 483 228 1895 2656 FEBRERO 985 01088 415 29
3. GASTO POR CICLOS DIA CICLOS KWH DIA JKWH ANO CICLO W SEMANA FRIGORIFICO a CONTINUO 0 720 262 8 CONGELADOR _ 1 CONTINUO 0 430 165 95 TELEFONO 1 CONTINUO TELEVISOR LED 32 1 CONTINUO 0 170 62 05 TELEVISOR LED 46 1 CONTINUO 0 540 197 1 CONSOLG 01 l CONTINUO 0 073 26 645 VIDEOJUEGOS CONTINUO 0 00495 1 8 LAVAVAJILLAS 800 1 7 0 800 292 EQUIPO DE MUSICA 1 CONTINUO 0 120 43 8 LAVADORA 1020 1 7 1 020 372 3 HORNO ELECTRICO 790 l 2 0 2257 82 38 MICROONDAS 700 4 0 400 145 6 CAFETERA 1260 1 7 1 26 459 59 2 110 2 14 0 220 80 30 PLANCHA 1 2400 1 2 4 876 BATIDORA 1 600 2 1 2 62 4 PC 1 20 3 21 0 06 21 9 IMPRESORA 1 20 2 0 00571 2 085 CALEFACTOR 1 1500 T ELECTRICO SECADOR 1 1800 cm Y as ae ASPIRADOR 1 1600 TAT VARIOS pa A 2 739 1000 TOTAL KWH A O 4154 7 Figura 34 Necesidades Energ a Electrodom sticos En la tabla anterior tenemos electrodom sticos de consumo continuo por lo que calculamos directamente el gasto al cabo del a o hay otros que se utilizan algunas veces por semana no diario y otros que se utilizan menos veces estos los incl
4. nnn nnns seen 35 6 3 BOMBA DE CALOR season senses sana 37 6 4 CONSUMO BOMBA DE CALOR 38 6 5 COMPARACION KWH MES PRODUCIDOS Y CONSUMIDOS POR CALEFACCION 39 7 AGUA CALIENTE SANITARIA ACS 41 7 1 NECESIDADES AGUA CALIENTE SANITARIA TE AZ 7 2 TOTAL NECESIDADES ENERGETICAS VIVIENDA 44 7 3 COMPARACION ENTRE ENERGIA PRODUCIDA Y 0 45 7 4 CONSIDERACIONES SOBRE RESULTADOS OBTENIDOS 47 8 OTRAS NECESIDADES DE ENERGIA PARA LA VIVIENDA 49 8 1 NECESIDADES DE ILUMINACION PARA LA VIVIENDA 50 8 2 NECESIDADES ENERGIA ELECTRODOMESTICOS eese eren 54 8 3 TOTAL GASTOS ENERGETICOS ILUMINACION Y ELECTRODOMESTICOS 56 8 4 DIFERENCIA ENTRE ENERGIA OBTENIDA Y CONSUMIDA 56 9 PRESUPUESTO ia t 58 10 1 PANEL FOTOVOLTAICO season 62 10 2 CUADROS CONEXIONADO Poena ena EO 64 10 3 INVERSOR
5. e www agenergia org 1228844162 Fichas sobre ahorro energeti co A e www ingesco com FT Electrodo PICAS Acero Cobreado df e www tuveras com lineas lineasbt lineasbt htm e https autosolar es accesorios electricos fijacion hook precio e lediagroup com tecnologia led tipos de lamparas led smd y cob e www abb es ProductGuide e www opengis uab cat acdc Instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar P gina 66
6. 5 9 SISTEMA DE FIJACION PARA LOS PANELES SOLARES El m dulo ya viene preparado para fijarse a las gu as con el sistema HOOK Estos tienen unos canales laterales para la inserci n de unos perfiles que facilitan la instalaci n en dichas gu as Se colocar n cuatro perfiles en cada m dulo El montaje puede realizarse sobre estructuras est ndar Figuras 17 y 18 Detalle colocaci n m dulos Auto Solar U Instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar P gina 32 6 CALEFACCION CON BOMBA DE CALOR La calefacci n de la vivienda estar formada por una bomba de calor colocada en la parte exterior de la vivienda y los diferentes intercambiadores de calor en las diferentes estancias de la misma Buscaremos en el Atlas Climatic de Catalunya las temperaturas medias de la poblaci n y siguiendo las normas del RITE Reglamento de Instalaciones T rmicas en Edificios calcularemos la cantidad de calor as para la vivienda 6 1 TEMPERATURAS MEDIAS MENSUALES Las Temperaturas medias mensuales en la poblaci n de Sant Fruitos de Bages son las siguientes TEMPERATURAS MENSUALES ENERO FEBRERO MARZO E ABRIL MAYO B JUNIO m JULIO AGOSTO SEPTIEMBRE OCTUBRE NOVIEMBRE DICIEMBRE Figura 19 Gr fico de temperaturas medias mensuales Instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda
7. Cuando la luz del sol incide sobre una c lula fotovoltaica los fotones de la luz solar trasmiten su energ a a los electrones del semiconductor La tecnolog a fotovoltaica consigue que parte de estos electrones salgan al exterior del material semiconductor gener ndose as una corriente el ctrica capaz de circular por un circuito externo Actualmente existen dos formas de utilizaci n de la energ a fotovoltaica e Instalaciones en lugares aislados de la red p blica la producci n el ctrica as obtenida se emplea para autoconsumo de la propia instalaci n especialmente til en zonas rurales de pa ses en v as de desarrollo que a n no disponen de una red el ctrica densa Instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar P gina 8 1 6 SISTEMAS CONECTADOS RED La planta fotovoltaica conectada a la red el ctrica tiene como objetivo principal maximizar anualmente la producci n de energ a el ctrica que ser inyectada a la red Adem s de este objetivo se ha de procurar su integraci n en el entorno evitar las p rdidas por sombreado asegurar las condiciones de seguridad y calidad de la energ a generada as como la ausencia de efectos perturbadores de la red el ctrica Este tipo de centrales fotovoltaicas adem s de generar energ a el ctrica descentralizando la producci n de los centros de generaci n habituales y acercando sta a los puntos de consumo permiten ajustar los picos de demanda
8. Puertas 1 91 65 26 21 0 0 0 0 0 o Paredes 0 4 654 53 21 21 0 0 0 0 0 t Cubierta 0 4 90 40 21 21 0 0 0 0 0 0 Pavimento 0 15 225 64 21 21 0 0 0 0 0 Ventanas y Puertas 1 91 65 21 21 0 0 0 0 0 5 Paredes 0 4 654 53 15 21 6 1570 87 1 82395 1 82395 0 42616 ES Cubierta 0 4 90 40 15 21 6 216 96 0 25191 0 25191 0 05886 0 69662 g Pavimento 0 15 225 64 15 21 6 230 07 0 26717 0 26717 0 06242 O Ventanas y Puertas 1 91 65 15 21 6 549 90 0 63850 0 63850 0 14918 m Paredes 0 4 654 53 7 5 21 13 5 3534 46 4 10390 4 10390 0 95886 2 Cubierta 0 4 90 40 7 5 21 13 5 488 16 0 56681 0 56681 0 13243 1 46579 2 Pavimento 0 15 225 64 10 21 11 372 30 0 43228 0 43228 0 10100 z Ventanas y Puertas 1 91 65 7 5 21 13 5 1008 15 1 17057 1 17057 0 27350 0 4 654 53 5 21 17 4450 80 5 16787 5 16787 1 20745 t Cubierta 0 4 90 40 5 21 17 614 72 0 71376 0 71376 0 16677 1 89790 a Pavimento 0 15 225 64 10 21 11 372 30 0 43228 0 43228 0 10100 Ventanas y Puertas 1 91 65 5 21 17 1558 05 1 80907 1 80907 0 42268 Figura 22 Tabla c lculo Kwh necesarios para calentamiento vivienda Instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar P gina 36 Para calcular las p rdidas de calor as para la vivienda se ha seguido la siguiente f rmula Qp rdidas Kcal h Superficie m Constante transmitancia t rmica k AT En la tabla las p rdidas est n expresadas en diferentes unidades para mej
9. aislamiento 5 1CALCULO DIFERENTES FASES CABLEADO DE LA INSTALACION Hay que tener en cuenta las siguientes caracter sticas e La intensidad de los conductores tiene que ser 1 25 Isc seg n la ITC BT 40 e Los conductores ir n en canales con un grado de protecci n al agua IPx4 e El conductor ser de tensi n asignada no inferior a 0 6 1Kv con un recubrimiento que garantice las adversidades de la intemperie e Seg n la ITC 30 la temperatura de trabajo del conductor ser de 50 C como referencia a la norma UNE 20 460 5 523 e La ca da de tensi n m xima ser de 1 5 96 Nuestros conductores ser n de cobre En la tabla 52 B 1 estableceremos seg n la intensidad y colocaci n la secci n y protecci n de los cables 5 2 CONEXIONADO PLACAS FOTOVOLTAICAS A CAJA DE CONEXION El tramo de c c que discurre desde los paneles hasta la caja de conexi n recoger n 4 hileras de 19 paneles cada una En cada hilera habr la misma intensidad que ser de 7 81 A La m xima corriente que puede pasar por los conductores que van de las placas al cuadro general aplicando la norma del ITC BT 40 8 36 x 1 25 10 45 A Calcularemos la secci n de los cables para esta intensidad Instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar P gina 24 Escogeremos un cable de secci n de 4 ya que es el di metro de los cables de las placas fotovoltaicas pero la ca da de tensi n en al cable no puede ser m s d
10. 11 Tensi n de drculto ablerto 9006 1000 Vdc entradas 9 15 10x38gPV 1000 VE225A 14 telergon Figura 6 Caja de conexi n de las hileras de la instalaci n fotovoltaica Telergon El conexionado de las hileras se har con un cuadro de la marca telerg n que ofrece un buen soporte para el conexionado y agrupamiento de las mismas posee tambi n un interruptor DC para el des conexionado del inversor sin riesgo de choque el ctrico ya que viene con protecci n de sobretensiones Instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar P gina 20 4 5 INVERSOR Era Changing tho Shope of Power Caracter sticas el ctricas ABB TRIO 20 0 TL OUTD S2X i Potencia pico kWp 24 0 Potencia m x kVA 20 0 E Tensi n m x 950 0 Intensidad m x A 50 0 Eficiencia Tensi n min V 440 Tensi n m x V 800 0 98 24 4 Entradas MPP 2 Monitorizaci n de red ENS Protocolo de comunicaciones RS485 Garant a Producto garantizado para 10 a os Garant a ampliable hasta 20 a os Figura 7 Inversor y caracter sticas el ctricas Power One Es un inversor trif sico que se adecua al voltaje de nuestra instalaci n 560 31 V A y potencia 17 48 KW 4 6 INTERRUPTORES De ABB tiene puesta a tierra 440 Voltios y 10 Pa 16 20 25 y 30 Amperios ir n colocados en las diferentes l neas de distribuci n 3 SK 020 B99 zoo a Figura 10 In
11. 28 5 7 FUSIBLES En cada hilera de m dulos colocaremos dos fusibles uno en la polaridad positiva y otro en la negativa Si partimos de la base que utilizamos fusibles espec ficos para este tipo de instalaciones los dos par metros b sicos a tener en cuenta para una correcta selecci n ser n la tensi n y la corriente asignada Para determinar la tensi n debemos considerar los siguientes datos e Tensi n en circuito abierto de los m dulos Voc e N mero de m dulos conectados en serie M e Factor de seguridad al menos el 10 96 As la tensi n m nima asignada a los fusibles en CC ser Vy Fusible 2 V STC M 1 1 Vcc 36 58 V x 19 x 1 10 737 88 V La tensi n de circuito abierto de los m dulos Voc es la tensi n m xima que un m dulo fotovoltaico puede dar cuando funciona en vacio sin ninguna carga conectada en unas condiciones de ensayo determinadas y es un dato indicado por el fabricante de los m dulos fotovoltaicos Para escoger la corriente asignada al fusible los puntos a contemplar ser n los siguientes e Intensidad de cortocircuito de los m dulos Isc e Factor de correcci n por variaci n de la corriente e Factor de correcci n de la temperatura ambiente La intensidad de cortocircuito de los m dulos Isc es la corriente m xima que un m dulo fotovoltaico puede dar en unas condiciones de ensayo determinadas y es un dato indicado por el fabricante de los m dulos fotovoltaicos Dadas las condiciones d
12. 93 2 10 DICIEMBRE 8 38 124 64 1044 48 290 13 8994 03 12 08 1 70 MEDIA 16 924 124 64 2109 42 585 94 17844 17 24 41 3 44 RADIACION SOLAR Producida Aprovechada Figura 3 Gr fico Radiaci n Solar Podemos observar en la gr fica el gran desfase entre la radiaci n recibida y la radiaci n aprovechada la cual es del 14 11 Seg n la tabla el total de la radiaci n media solar ser de 3 44 kw si lo multiplicamos por 1 hora tendremos 3 44 Kwh Kwh Kwh DIA TOTAL ANUAL Kwh 3 44 82 56 30134 4 El total medio de radiaci n anual de la instalaci n ser de 30134 4 Kwh 4 INSTALACION FOTOVOLTAICA 4 1 CARACTERISTICAS INSTALACION FOTOVOLTAICA Est kai AS POTENCIA PICO 17480 W POTENCIA NOMINAL 17165 W TIPO DE MODULO ATERSA A 230P POWER ONE TIPO DE INVERSOR ABB TRIO 20 0 TL OUTD S2X N2 DE MODULOS 77 RAMAS EN PARALELO 4 N9 DE MODULOS EN SERIE 19 N9 DE INVERSORES 1 N9 MODULOS POR INVERSOR 76 VOLTAJE EN CADA RAMA 560 31 V VOLTAJE TOTAL INSTALACION 560 31 V INTENSIDAD EN CADA RAMA 781 INTENSIDAD TOTAL INSTALACION 31 24 A Instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar P gina 16 La instalaci n consta de 77 paneles divididos 4 hileras en paralelo y con 19 panales cada hilera solo utilizaremos 76 el restante lo reservaremos para caso de aver a de algunos de los pan
13. a o Con estos apartados tendremos cubiertas casi todas las necesidades de la vivienda solo nos faltar a la climatizaci n en el verano pero a partir de aqu podremos comprobar hasta d nde podemos cubrir las necesidades de energ a y si podemos conseguir ser plenamente aut nomos El hecho de que en algunos meses hubiera menos energ a no debe preocuparnos ya que al estar conectados a red los meses que sobre energ a podemos venderla a la compa a y los meses que falten comprarla de esta forma equilibramos el consumo 8 1 NECESIDADES DE ILUMINACION PARA LA VIVIENDA Para definir nuestras necesidades haremos una tabla con las diversas estancias de la vivienda y sus necesidades lum nicas en la misma hay una comparaci n entre iluminaci n tipo led bombilla incandescente podemos comprobar para unos mismos l menes la diferencia de potencia y de gasto en utilizar un tipo de iluminaci n u otro Instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar P gina 49 ZONA DE LA CASA ILUMINACION POTENCIA W POTENCIA W HORAS KWH KWH DIA KWH ANO N BOMBILLA INSTALADA CONSUMO LED TIPO LED TIPO LED BOMBILLAS TIPO LED TIPO LED TIPO LED GARAJE 3 9 27 2 0 027 0 054 19 71 2 SALA BOMBAS 1 5 5 0 10 0 005 0 0008 0 292 2 E PASILLO 2 5 10 0 15 0 010 0 0025 0 9125 gt v HABITACION 1 1 9 9 2 0 009 0 018 6 57 HABITACION 2 1 5 5 1 0 005 0 005 1 82
14. la iluminaci n y el gasto de los diversos electrodom sticos que pueden haber y de los que pueden hacer uso los usuarios de la misma Calcularemos en primer lugar la iluminaci n esto lo haremos de una forma general en las diversas estancias de la vivienda Estableceremos una tabla con las estancias y la potencia de luz necesaria para las mismas lo calcularemos por d a y por a o El c lculo de la iluminaci n lo haremos para bombilla tipo led ya que esta tecnolog a adem s de dar m s l menes flujo luminoso disminuye el consumo energ tico al dar menos calor y su vida til es muy superior a la de la l mpara hal gena Seg n la siguiente tabla podemos encontrar la equivalencia entre las bombillas incandescentes tradicionales y las de tipo led En la tabla podemos percatarnos por la potencia las que corresponden al tipo incandescente y el gasto de potencia mucho m s reducido para las l mparas de tipo led Tabla de equivalencia aproximada incandescente LED Incandescente Flujo lum nico LED 150W 2500 Im 30W 100W 1500 Im 20W 75W 1000 Im 15W 60W 800 Im JW 40W 450 Im 5W 25W 250 Im 3W Figura 33 Fuente Lediagroup com Instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar P gina 48 En segundo lugar haremos otra tabla con una lista electrodom sticos que pueden haber de forma general en cada hogar y el tiempo y frecuencia de uso que puede hacerse de los mismos Calcularemos el gasto por d a y
15. por persona Documento b sico HE Seg n la tabla las necesidades de agua por persona ser n de 30 litros por lo tanto si son 4 tendremos unas necesidades al menos de 120 litros Tenemos que tener en cuenta la temperatura del agua en la red para saber las necesidades de energ a que har n falta para pasar de una temperatura a otra por ejemplo de 12 a 28 la temperatura de red la extraeremos de la Tabla de Temperatura de red Instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar P gina 41 5 6 10 11 12 13 12 5 5 6 10 11 12 13 12 5 8 9 13 14 15 16 15 8 8 9 13 14 15 16 15 8 6 7 11 12 13 14 13 6 4 5 9 10 11 12 4 6 7 11 12 13 14 13 6 8 9 13 14 15 16 15 N Barcelona 8 9 13 14 15 16 15 E 5 9 Burgos 1 11 12 11 Figura 27 Tabla de Temperatura del agua de red TABLA TEMPERATURA AGUA RED Tempertaura Figura 28 Tabla temperatura red 7 1 NECESIDADES ENERGIA AGUA CALIENTE SANITARIA ACS Para calcular el n mero de calor as que necesitaremos utilizaremos la siguiente f rmula Q mc t t e t Siendo Instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar P gina 42 masa del agua en gramos Tf Temperatura final en Ti Temperatura inicial en c calor especifico agua 1 00 cal g C
16. unifamiliar P gina 33 5 0 JULIO 26 0 C FEBRERO PATE C AGOSTO 26 09 C MARZO 11 0 C SEPTIEMBRE 21 0 C ABRIL 12 59 OCTUBRE 15 0 MAYO 17 9 NOVIEMBRE 7 5 Figura 20 Atlas Climatic de Catalunya Seg n el RITE cumpliremos las normas relativas a la temperatura y confort en interiores seg n la norma UNE EN ISO 7730 en nuestro caso la temperatura en el interior ser de 21 en invierno CONDICIONES PARA EL CONFORT TERMICO SEGUN UNE EN ISO 7730 TEMPERATURA OPERATIVA 20 24 29 28 VELOCIDAD DEL AIRE lt 0 15 m s lt 0 25 m s RESISTENCIA T RMICA DEL VESTIDO Figura 21 Confort T rmico RITE Instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar P gina 34 6 2 CALCULO CALORIAS VIVIENDA Meses Superficie Kcal 2Cm h Superficie m T Exterior T Interior AT Kcal h Kw Kwh Kwh 4 28 Total Kwh E Paredes 0 4 654 53 5 21 17 4450 80 5 16787 5 16787 1 20745 5 Cubierta 0 4 90 40 5 21 17 614 72 0 71376 0 71376 0 16677 1 89790 Pavimento 0 15 225 64 10 21 11 372 30 0 43228 0 43228 0 10100 Ventanas y Puertas 1 91 65 5 21 17 1558 05 1 80907 1 80907 0 42268 Paredes 0 4 654 53 7 5 21 13 5 3534 46 4 10390 4 10390 0 95886 S Cubierta 0 4 90 40 7 5 21 13 5 488 16 0 56681 0 56681 0 13243 1 46579 5 Pavimento 0 15 225 64 10 21 11 372 30 0 43228 0 43228 0 10100 u Ventanas y Puertas
17. 0 35 77 86 96 104 110 119 127 137 144 154 174 50 94 103 117 125 133 145 155 167 175 188 210 70 149 160 171 185 199 214 224 244 269 95 180 194 207 224 241 259 271 296 327 120 208 225 240 260 280 301 314 348 380 150 236 260 278 299 322 343 363 404 438 185 268 297 317 341 368 391 415 464 500 240 315 350 374 401 435 468 490 552 590 Instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar P gina 27 TABLA 52 B1 UNE 20460 5 523 2004 M todos de instalaci n de referencia Tabla y columna Intensidad admisible para los circuitos simples Abla miento Abla miento XLPE o EPR Insta laci n de referencia N mero de conductores Conductores aislados en Tabla Tabla Tabla Tabla un conducto en una pared A 52 1 bis A 52 1 bis A 52 1 bis A 52 1 bis l rmicamente aislante columna 4 columna 3 columna 7 columna 6 un conducto en una pared A 52 lhis A 52 1 bis A 52 1 bis A 52 1 bis Cable multiconductor en Tabla Tabla Tabla Tabla A2 t rmicamente aislante columna 3 columna 2 columna 6 columna Conductores aislados en un conducto sobre una pared de madera o mamposter a Cable multiconductor en un conducto sobre una pared de ma
18. 1 91 65 7 5 21 13 5 1008 15 1 17057 1 17057 0 27350 0 4 654 53 11 21 10 2618 12 3 03993 3 03993 0 71026 N Cubierta 0 4 90 40 11 21 10 361 60 0 41986 0 41986 0 09810 1 14882 Pavimento 0 15 225 64 11 21 10 338 46 0 39299 0 39299 0 09182 Ventanas y Puertas 1 91 65 11 21 10 916 50 1 06416 1 06416 0 24864 Paredes 0 4 654 53 12 5 21 8 5 2225 40 2 58394 2 58394 0 60372 Cubierta 0 4 90 40 12 5 21 8 5 307 36 0 43003 0 43003 0 10047 0 99358 Pavimento 0 15 225 64 12 5 21 8 5 287 69 0 33404 0 33404 0 07805 Ventanas y Puertas 1 91 65 12 5 21 8 5 779 02 0 90453 0 90453 0 21134 Paredes 0 4 654 53 17 5 21 3 5 913 34 1 06026 1 06026 0 24772 2 Cubierta 0 4 90 40 17 5 21 3 5 126 56 0 14695 0 14695 0 03433 0 40121 Pavimento 0 15 225 64 17 5 21 3 5 118 46 0 13755 0 13755 0 03214 Ventanas y Puertas 1 91 65 17 5 21 3 5 320 77 0 37245 0 37245 0 08702 Paredes 0 4 654 53 21 21 0 0 0 0 0 2 Cubierta 0 4 90 40 21 21 0 0 0 0 0 0 gt Pavimento 0 15 225 64 21 21 0 0 0 0 0 Ventanas y Puertas 1 91 65 21 21 0 0 0 0 0 Meses Superficie Kcal Cm h Superficie T Exte T Interior AT Kcal h Kw Kwh Kwh 4 28 Total Kwh Paredes 0 4 654 53 26 21 0 0 0 0 0 9 Cubierta 0 4 90 40 26 21 0 0 0 0 0 0 E Pavimento 0 15 225 64 26 21 0 0 0 0 0 Ventanas y Puertas 1 91 65 26 21 0 0 0 0 0 Paredes 0 4 654 53 26 21 0 0 0 0 0 9 Cubierta 0 4 90 40 26 21 0 0 0 0 0 0 Pavimento 0 15 225 64 26 21 0 0 0 0 0 a Ventanas
19. 3303 36 314 5632 2988 7968 SEPTIEMBRE 2700 328 032 2371 968 OCTUBRE 2135 28 881 58048 1253 69952 NOVIEMBRE 1512 1453 6738 58 3262 DICIEMBRE 1264 8 1895 2656 630 4656 TOTALES 30171 12 11734 8052 18436 3148 Figura 31 Tabla Energ a producida y consumida S el total da un valor diferente es simplemente cuesti n de decimales Comprobamos tenemos dos meses deficitarios Enero y Diciembre en los que no podemos cubrir nuestras necesidades sin embargo el resto del a o arroja un saldo positivo a nuestro favor ENERGIA PRODUCIDA Y CONSUMIDA Producida Consumida Figura 32 Tabla de producci n y consumo energ a calefacci n acs Instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar P gina 46 7 4 CONSIDERACIONES SOBRE LOS RESULTADOS OBTENIDOS Comprobamos en las tablas anteriores que la diferencia de energ a a favor a pesar del gasto en calefacci n y ACS es muy superior Tenemos un exceso de energ a de unos 18436 31 kwh a o por lo que podemos hacer el c lculo de la energ a necesaria para la iluminaci n de las diversas estancias de la vivienda comprobar si la vivienda puede ser autosuficiente Calcularemos energ a consumida por iluminaci n y tambi n por electrodom sticos Instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar P gina 47 8 OTRAS NECESIDADES DE ENERGIA PARA LA VIVIENDA Calcularemos las dem s necesidades de la vivienda entre ellas la de
20. 5 HABITACION 3 1 9 9 2 0 009 0 018 6 57 lt HABITACION 4 1 9 9 2 0 009 0 018 6 57 WC1 1 5 5 1 0 005 0 005 1 825 Z i WC2 1 5 5 1 0 005 0 005 1 825 WC3 1 9 9 1 0 009 0 009 3 285 PASILLO 1 1 5 5 1 0 005 0 005 1 825 PASILLO 2 10 1 0 010 0 010 3 65 VESTIBULO 9 1 0 009 0 009 3 285 COMEDOR 36 3 0 036 0 108 39 42 COCINA 10 4 0 010 0 040 14 6 DESPENSA 5 1 0 005 0 005 1 825 TERRAZA 1 9 0 15 0 009 0 0022 0 803 TERRAZA 2 9 0 15 0 009 0 0022 0 803 lt 2 TERRAZA 27 0 15 0 027 0 00675 2 463 a EXTERIOR 1 TERRAZA 18 0 15 0 018 0 0045 1 642 lt EXTERIOR 2 2 ESTUDIO 27 3 0 027 0 081 29 56 SALA 18 3 0 018 0 054 19 71 DORMITORIO 18 2 0 018 0 036 13 14 VESTIDOR 5 1 0 005 0 005 1 825 Instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar P gina 51 WCA 1 9 9 1 0 009 0 009 3 285 TOTAL 187 22 KWH ANO Instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar P gina 52 8 2 NECESIDADES ENERGIA ELECTRODOMESTICOS Calcularemos las necesidades de energ a de los electrodom sticos m s comunes algunos de ellos consumir n de forma continua como puede ser frigor fico congelador etc y otros lo har n de forma no continua lavadora microondas etc Lo reflejaremos en la siguiente tabla ELECTRODOMESTICO
21. 5 1106 1538 1979 2305 2453 2395 2136 1735 1273 889 702 1611 15 869 1182 1605 2021 2312 2442 23 92 21 64 1794 1348 965 7 72 16 58 20 937 12 50 16 62 20 50 23 05 2417 23 75 2182 1843 1415 1035 8 38 1694 Figura 2 Atlas Radiaci Catalunya Con los valores de la tabla configuraremos otra con diversas opciones de valores de energ a para mejor comprensi n de la misma Tenemos que tener en cuenta que la potencia final de la instalaci n solo ser el 14 11 de la potencia total ya que este es el rendimiento de la placa Contaremos como radiaci n global diaria 8 horas por d a aunque a efectos de c lculo ser n 24 horas por d a para facilitar operaciones Instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar P gina 13 MESES MJ m d a MJ d a KWh d a KWh mes KW 14 1196 KW ENERO 9 37 124 64 1167 87 324 41 10056 71 13 51 1 90 FEBRERO 12 50 124 64 1558 00 432 77 12116 16 18 03 2 54 MARZO 16 62 124 64 2071 52 575 42 17838 02 23 97 3 38 ABRIL 20 50 124 64 2555 12 709 75 21292 50 29 57 4 17 MAYO 23 05 124 64 2872 95 798 04 24739 24 33 25 4 69 JUNIO 24 17 124 64 3012 55 836 82 25104 60 34 86 4 91 JULIO 23 75 124 64 2960 20 822 28 25490 68 34 26 4 83 AGOSTO 21 82 124 64 2719 64 755 45 23418 95 31 47 4 44 SEPTIEMBRE 18 43 124 64 2297 11 638 08 19142 40 26 58 3 75 OCTUBRE 14 15 124 64 1763 65 489 90 15186 90 20 41 2 87 NOVIEMBRE 10 35 124 64 1290 02 358 33 10749 90 14
22. 58 ANEXOS Y CALCULOS 9 wwwatersa com 9902 9 atersa grupo elecnor S lt GSE 230 235 240 245 250 255 260 W Optimice sus instalaciones O Alta eficiencia del m dulo y potencia de salida estable basado en una tecnolog a de proceso innovadora O Funcionamiento el ctrico excepcional en condiciones de alta temperatura o baja irradiaci n O Facilidad de instalaci n gracias a un dise o de ingenier a innovador Riguroso control de calidad que cumple con los m s altos est ndares internacionales Garant a 10 a os contra defectos de fabricaci n y 25 a os en rendimiento Instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar P gina 60 M dulos fotovoltaicos para el futuro 4 GSE x potencia nominal Caracteristicas el ctricas Potencia M xima Pmax 245 W Tensi n M xima Potencia Vmp 30 23 Corriente M xima Potencia Imo 8 11 Tensi n de Circuito Abierto 37 28 Corriente en Cortocircuito 1 8 64 Eficiencia del M dulo e 15 03 Tolerancia de Potencia W 0 5 M xima Serie de Fusibles 4 15 M xima Tensi n del Sistema DC 1000 Y IEC DC 600 V UL Temperatura de Funcionamiento Normal de la C lula C 4612 Caracteristicas el ctricas maci n an Condiciones de Test Standard STC definidas como iradaci n de 1000 w m espectro AM 1 5 y temperatura de 25 Tolerarcias medida 27 Amp 110
23. 6 1400 30688 MARZO 854 722208 411 9528 1266 675 ABRIL 715 3776 351 576 1066 9536 MAYO 298 50024 338 9664 637 46664 JUNIO 0 00 304 416 304 416 JULIO 0 00 290 6064 290 6064 AGOSTO 0 00 314 5632 314 5632 SEPTIEMBRE 0 00 328 032 328 032 Instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar P gina 44 518 28528 363 2952 881 58048 NOVIEMBRE 1055 3698 398 304 1453 6738 DICIEMBRE 1412 0376 483 228 1895 2656 TOTAL 11734 8052 Figura 30 Tabla necesidades energ ticas calefacci n acs de la vivienda En esta tabla tenemos las necesidades de energ a de calefacci n y agua caliente sanitaria comprobaremos en el apartado siguiente que la producci n de energ a es muy superior todav a a las necesidades de gasto de energ a 7 3 COMPARACION ENTRE ENERGIA PRODUCIDA Y CONSUMIDA Podemos comparar las necesidades totales de calefacci n acs y el total de energ a producido por mes y a o MESES ENERGIA ENERGIA DIFERENCIA PRODUCIDA CONSUMIDA KWH MES KWH MES KWH MES ENERO 1413 60 1895 2656 481 6656 FEBRERO 1706 88 1400 30688 306 57312 MARZO 2514 72 1266 675 1248 045 ABRIL 3002 4 1066 9536 1935 4464 MAYO 3489 36 637 46664 2851 89336 Instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar P gina 45 JUNIO 3535 2 304 416 3230 784 JULIO 3593 52 290 6064 3302 9136 AGOSTO
24. Iac Voc Imp Vimp Dimensiones 2 0 mm 163899540 mm Cubierta frontal rateriajtipa espesor Cristal templada grado PV 2 2 mm Peso 187 kg C lulas cantidad tipo dimensicnes 60 c hulas Ex10 Polloristalina 156 x 156 mm M x carga est tica frontal nieve y viento 5400 Pa Marco material color M x carga est tica posterior viento 2400 Pa Caja de conexiones protecd n n dobos Cable Jorgitud secci n Connector ME ENT E Coef Temp de Isc TX Isc 0 07 M dulos 26 pras Coef Temp de Voc TK Voc 0 30 PC Pali s contenedor 407 28 pras Coef Temp de Pmax TK Pmax 038 PC M dulos coetenedor 40 728 pzas Temperatura de Funcionamiento 85 Temperatura Varia A 240P GSE Irradiaci n Varia A 240P GSE 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 05 10 15 20 25 30 35 40 45 Tensi n V Tansi n M f e oc o Lam detza cortaridos en exta documentaci n est n aujetos modificaci n sin previo aviso Revisado 23 10 14 o www atersa com atersaQelecnor com Pel MU 6P 6x10 GSE C Madrid Espa a 34 915 178 452 Valencia Espana 34 961 038 430 Atersa SL 2014 Instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar P gina 61 Cuadros de conexionado Monitorizaci n Envolvente 05 De poli ster con alta resistencia a los agentes qu micos y estabilizadas a los rayos UV en los modelos equipados con tapa transpa
25. Octubre 0 69662 16 71888 518 28528 Noviembre 1 46579 35 17896 1055 3688 Diciembre 1 89790 45 5496 1412 0376 TOTAL ANUAL 7251 3402 Kwh Figura 24 Tabla consumo bomba calor 45 calcularemos la energ a que consume nuestra Instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar P gina 38 Hemos calculado el consumo diario de la bomba de calor de 24 horas por d a aunque la bomba de calor no estar consumiendo las 24 horas tambi n tendr intervalos estos supondremos ser n los necesarios para mantener la temperatura adecuada 6 5 COMPARACION KWH MES PRODUCIDOS Y CONSUMIDOS POR CALEFACCION Enero 1412 0376 1413 6 Febrero 985 01088 1706 88 Marzo 854 722208 2514 72 Abril 715 3776 3002 4 Mayo 298 50024 3489 36 Junio 0 3535 2 Julio 0 3593 52 Agosto 0 3303 36 Septiembre 0 2700 Octubre 518 28528 2135 28 Noviembre 1055 3688 1512 Diciembre 1412 0376 1264 8 Figura 25 Tabla kwh mes producidos y consumidos por calefacci n Instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar P gina 39 Comprobamos que en el mes de diciembre no tenemos suficiente energ a para cubrir las necesidades de la calefacci n por lo que en ese mes tendremos que coger energ a de la red para suplir la carencia de la misma Instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar P gina 40 7 AGUA CALIENTE SANITARIA ACS Cubr
26. UESTO PLCA230 P 77 MODULO FOTOVOLTAICO ATERSA A 230P GSE 350 26950 32609 5 CFV5M 1 CAJA CONEXIONADO TELERGON 550 550 665 5 INV32X 1 INVERSOR POWER ONE 3500 3500 4235 ABB TRIO 20 0 TL ONTD S2X INTABBSX020 5 INTERRUPTOR 5 020 20 80 96 8 INTABBF200AC 1 INTERRUPTOR DIFERENCIAL ABB F 200 AC 30 30 36 3 INTABBS204 B40 2 INTERRUPTOR MAGNETOTERMICO ABB 5204 40 30 60 72 6 JAB101 1 JABALINA PUESTA A TIERRA 2520027 100 100 121 FUSPV 10 700 4 FUSIBLES 10 A 700 V 0 50 2 2 42 CAB1604 80M CABLE SECCION 4 5 400 484 CAB1606 3M CABLE SECCION 6 6 18 21 78 CAB1610 10 M CABLE SECCION 10 12 120 145 2 GUIO14 380M GUIAS MONTAJE PLACAS 5 1900 2299 PERF104 310 PERFILES PLACAS FOTOVOLTAICAS 1 310 375 1 TOR104 310 TORNILLOS 0 25 77 5 93 775 ACCESORIOS NO CATALOGADOS 500 605 HACER ZANJA MAQUINA EXCAVADORA DE 50 CM 1 1000 1210 DE ANCHO 60 FONDO Y 4 M DE LARGO TUBO PVC 4 METROS TUBO PVC INVERSOR A CONTADORES EN ACERA 10 40 48 4 HORMIGON 0 4 M HORMIGON PARA TAPAR ZANJA 100 40 48 4 TAPAR CON GRAVA 0 8 M RECUBRIR TUBO PVC CON GRAVA HASTA 0 20 20 16 13 36 CM 120 HORAS TRABAJADAS 30 3600 4356 TOTAL 47539 135 En el presupuesto solo se ha tenido en cuenta el material v mano de obra faltan licencias permisos trabajo t cnico etc Instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar P gina
27. UNIVERSITAT POLIT CNICA DE CATALUNYA BARCELONATECH INSTALACION FOTOVOLTAICA PARA AUTOCONSUMO EN UNA VIVIENDA UNIFAMILIAR MEMORIA NOMBRE JOSE MATEO JIMENEZ TITULACION GRADO INGENIERIA ELECTRONICA CONVOCATORIA JUNIO 2015 DIRECTOR PROYECTO JOAN CASALS ARTIGAS INDICE ABSTRACT sumaria ia 5 1 MEMORIA casi 6 1 2 OBJETO JI 7 1 3 CONDICIONES ACTUALES 8 1 4 NORMAS Y REFERENCIAS o coococoocononnoconoccononconconcconononconaronnononconaconocnnncnnecanesa 8 1 5 DESCRIPCION GENERAL DE UNA INSTALACION FOTOVOLTAICA 8 1 6 SISTEMAS CONECTADOS RED e enean nna orant iaa hn nhan nane taro ana da SiS 9 2 VIVIENDA 10 3 CALCULO KW POR RADIACION SOLAR 11 INSTALACION FOTOVOLTAICA eese eene teen tnn ssa nennen nnn 16 4 1 CARACTERISTICAS INSTALACION FOTOVOLTAICA 16 4 2 CIRCUITO INSTALACION FOTOVOLTAICA nnno stenna noon 18 4 3 MODULO FOTOVOLTAICO stenna ntesa ntesa ten nn tana 19 4 4 CONEXIONADO MODULOS A CAJA DE CONEXI N 20 4 6 INTERRUPTORES ccooccoooconccnnocononnoconaconoconononoccncanonononroncnnonncrconrcasanonse
28. as por d a de radiaci n por lo que en las 16 horas restantes no tenemos radiaci n y por lo tanto no producimos energ a Nuestra instalaci n est conectada a la red por lo tanto no guardamos la energ a sino que tendremos que vender a la compa a cuando tengamos un exceso de la misma pero al mismo tiempo cuando no haya radiaci n solar tendremos que comprar la misma energ a que hemos vendido la diferencia est en que al vender ser un precio y al comprar seguramente otro distinto En pa ses europeos existe lo que se llama el balance neto Por lo expuesto anteriormente energ ticamente podr amos decir que somos autosuficientes pero econ micamente no lo podemos asegurar tendr amos que hacer un estudio Otras incidencias sobre la econom a del proyecto que aqu no se consideran serian las nuevas leyes sobre la energ a fotovoltaica supresi n de ayudas peaje de respaldo subida impuesto tasas fijas etc Actualmente la nueva legislaci n sobre instalaciones fotovoltaicas lo que ha supuesto ha sido un freno a la instalaci n de las mismas m s a os para rentabilizar el proyecto y en algunos casos supone producir energ a m s cara que la que se compra a la red En los c lculos de este proyecto la energ a solar recibida y transformada se ha dividido en 24 horas por d a pero simplemente a efectos de facilidad de c lculo Instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar P gina 56 9 PRESUP
29. de consumo el ctrico que normalmente ocurren simult neamente con los picos de generaci n es decir en las horas centrales del d a Como efecto secundario se produce una mejora de la calidad de la red en redes muy alejadas de los puntos de generaci n e incluso el control voluntario de generaci n de energ a reactiva Instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar P gina 9 2 VIVIENDA La vivienda es de tipo chalet con una superficie construida de 540 m y distribuida en tres plantas subterr neo planta baja y primera planta Su orientaci n es hacia el Norte por lo que no tendremos problemas con las placas fotovoltaicas consta adem s de dos terrazas La distribuci n de las estancias en la vivienda es la siguiente O ENSE gt GARAJE 72 54 M lt e SALA DE BOMBAS 12 ER 2 PASILLO 1 24 50 M La distribuci n puede consultarse en el plano n 1 HABITACION 1 11 86 M HABITACION 2 8 55 M 5 3 13 50 M E HABITACION 4 13 50 M 5 5 lt WC1 3 90 M WC2 6 115 M WC3 10 45 M PASILLO 1 650 M Instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar P gina 10 PASILLO 2 13 50 M lt PASILLO 3 24 50 i VESTIBULO 10 74 M E lt COMEDOR COCINA 83 95 M DESPENSA 3 65 M La
30. dera o mamposter a Cables unipolares o multipolares sobre una pared de madera o mamposter a Cable multiconductor en Tabla Tabla Tabla Tabla Tabla Tabla Tabla Tabla A 52 1bis 52 1 bis A 52 1 bis A 52 1 bis columna 6 columna columna 10 columna 8 Tabla Tabla Tabla Tabla A 52 1bis 52 1 bis A 52 1 bis A 52 1 bis columna 5 columna 4 columna 8 columna 7 Tabla Tabla Tabla Tabla 52 1 bis A 52 1 bis A 52 1 bis A 52 1 bis columna 8 columna 6 columna 11 columna 9 conductor endet ede 52 2 bis A 52 2 bis A 52 2 bis A 52 2 bis columna 3 columna 4 columna 5 columna 6 Cable multiconductor al aire libre Distancia al muro no inferior 0 3 veces el di metm del cable Tabla Tabla Tabla Tabla 52 1 bis A 52 1 bis A 52 1 bis A 52 1 bis columna 9 columna 7 columna 12 columna 10 Cables unipolares en contacto al aire libre Distancia al muro no inferior al di metro del c ahle Tabla Tabla Tabla Tabla A S2 lbis 52 1 bis 52 1 bis A 52 1 bis columna 10 columna 8 columna 13 columna 11 Cables unipolares espaciados al aire libre Distancia entre ellos como m nimo el di metro del c ahle Ver UNE Ver UNE 2046 5 523 20460 5 523 XLPE Polietileno reticulado 90 C EPR Etileno propileno 90 C PVC Policloruro de vinilo 70 Figura 14 Tabla 52 B1 Instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar P gina
31. distribuci n puede consultarse en el plano n2 2 TERRAZA 1 15 10 M TERRAZA 2 18 60 M amp TERRAZA EXTERIOR 1 77 90 M TERRAZA EXTERIOR 2 44 50 ESTUDIO 40 40 M SALA 12 60 M DORMITORIO 19 50 M VESTIDOR 8 60 M 6 75 M La distribuci n puede consultarse el plano n9 3 La parte exterior de la vivienda consta de 4 fachadas que denominaremos e Fachada Posterior plano n9 6 Instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar P gina 11 e Fachada Lateral Izquierda plano n 7 e Fachada Principal plano n9 8 e Fachada Lateral Derecha plano n2 9 La vivienda est cerrada exteriormente con paredes de 30 cm de espesor y las divisorias interiores son de 10 cm Instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar P gina 12 3 CALCULO DE KW POR RADIACION SOLAR Con el Atlas de radiaci a Catalu a calcularemos la radiaci n solar que reciben nuestras placas durante todo el a o la radiaci n directa la difusa y la reflejada Tenemos en la provincia de Barcelona con un ngulo de inclinaci n de las placas de 209 Radiaci solar global diaria sobre superficies inclinades MJ m dia Estaci Manresa Orientaci 0 Inclinaci Mar Mai Jun Jul Ago 0 634 935 1378 1864 2248 2429 2356 2044 1586 1102 722 550 1490 3r 116 1023 1462 1926 2283 2449 23 83 2096 16 66 1191 807 6 28 15 55 10 19
32. e 1 5 de la misma por lo tanto haremos el c lculo para comprobar que la secci n es la correcta Para 560 voltios el 1 5 96 8 4 voltios es decir la ca da de tensi n debe ser menor que 8 4 voltios Con la m xima intensidad que hemos calculado antes 8 3663 A 2 1 1 5 U Ca da de voltaje V Longitud cable Intensidad A X Conductividad x mm Secci n l nea mm U 2x 18x 8 3663 58 4 1 3 Voltios Comprobamos que la secci n del cable es la correcta puesto que la ca da de voltaje es menor que 8 4 voltios Si vamos a la tabla A 52 1 BIS y escogemos el tipo E cable multiconductor al aire libre deben ir protegidos con PVC3 poli cloruro de vinilo que aguanta unos 70 y una intensidad de 30 A 5 3 CONEXIONADO CAJA DE CONEXI N AL INVERSOR La secci n del cable que va de la caja de conexi n de hileras al inversor por la que pasaran 7 81 x 4 31 24 A ser de 6 mm y longitud de 100 cm Buscando en la tabla este cable ser interior escogeremos B1 y tambi n debe ir protegido con PVC3 Instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar P gina 25 5 4 CONEXIONADO INVERSOR CUADRO PROTECCION CORRIENTE ALTERNA El tramo que va del inversor al cuadro de protecciones de corriente alterna exactamente igual 5 5 CONEXIONADO CUADRO CORRIENTE ALTERNA CONEXI N LINEA Nos quedar a el tramo del inversor a conexi n de l nea gene
33. e este tipo de instalaciones debemos aplicar un factor de correcci n por variaci n de la corriente recomendado 0 85 La temperatura ambiente en el interior de las cajas puede alcanzar f cilmente valores de 40 o 45 y esto afecta al funcionamiento del Instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar P gina 29 5 7 0 cartucho fusible S tomamos como referencia el valor de 45 se debe aplicar un factor de correcci n de 0 90 Con las consideraciones anteriores la corriente asignada al fusible ser L STC Ls 0 85 0 90 ri 1 3 Ix STC In 8 36 0 85 x 0 90 10 93 A Para los fusibles de salida de cada hilera V 764 52 V I 10 93 A Nuestros fusibles ser n PV de A 10 Amperios v de 700 Voltios Figura 15 Fusibles g SI 7 Instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar P gina 30 5 8 SEPARACION ENTRE PLACAS La distancia m nima entre placas la hallaremos seg n el gr fico y las ecuaciones siguientes p RADIACION DISTANCIA MINIMA Separaci n entre placas Figura 16 Separaci n entre placas Dist tg win B x cos S 1 65 x cos 20 1 550 m B x sen S tag 1 65 x 0 342020 0 57735 0 977 m Distancia m nima 1 550 m 0 977 m 2 5274 m La distancia m nima en este caso ser de 2 53 metros Instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar P gina 31
34. e is energetically independently Instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar P gina 5 1 MEMORIA 1 1 HOJA DE IDENTIFICACION Solicitante BODIE sins LINDE 5 Clannad B 564XXXXX Representante Legal Jes s Rovira Planell RR 778 cos Sep lveda 12 Tel fono Fax 968 96845 C digo Postal tes 08457 Poblaci n cucuta Amposta PTOVINCIA simi Tarragona Identificaci n del Proyecto Clase de Sistema Instalaci n Fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar 9 Avinguda Sabina Brucart Les Brucardes Poblaci n San Fruitos de Bages Provincia Potencia Nominal 17 48 Kw Autor Proyecto Nombre y Apellidos Jos Mateo Jim nez Tic rana Ingeniero Electr nico Industrial NN 393 Direcci n curan cc Dr Trueta 15 Tel fono Fax 96584 9658 C digo Postal viii iia 08254 Poblaci n Pont de Vilomara i Rocafort Provincia Barcelona Instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar P gina 6 1 2 OBJETO El objeto de este proyecto es definir las condiciones t cnicas l
35. egales financieras y medioambientales para una instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar en la poblaci n de Sant Fruitos de Bages situada en la Avinguda Sabina Brucart de Les Brucardes Figura 1 Situaci n geogr fica de la vivienda con Google maps Las caracter sticas de la instalaci n que se proyecta son Tipo de Instalaci n Conectada a Red Seguimiento Orientaci n Fija Potencia Pico 17 48 KW Potencia Nominal 17 16 KW Instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar P gina 7 1 3 CONDICIONES ACTUALES El edificio se encuentra en proyecto pendiente de edificaci n Los planos de la vivienda han sido cedidos por el arquitecto Josep Serrano con tal de poder realizar las reformas pertinentes sobre el proyecto del arquitecto 1 4 NORMAS Y REFERENCIAS Los reglamentos y normativas tanto a nivel municipal como estatal son los siguientes e CTE C digo T cnico de Edificaci n e OE Ley de Ordenaci n de Edificaci n e PGO Plan General de Ordenaci n e RITE Reglamento de Instalaciones T rmicas en Edificios e POUM Plan de Ordenaci n Urban stica Municipal e RBTE Reglamento Electr nico para Baja Tensi n 1 5 DESCRIPCION GENERAL DE UNA INSTALACION FOTOVOLTAICA El proceso de transformaci n de energ a solar en energ a el ctrica se produce en un elemento semiconductor que se denomina c lula fotovoltaica
36. eles para que la hilera correspondiente no se quede inutilizada El voltaje m ximo de cada panel es de 29 49 voltios si en cada rama hay 19 paneles el voltaje total de cada fila ser de 560 31 voltios La intensidad que suministra cada panel es de 7 81 A por cada fila pasar n 7 81 A pero con que hay 4 filas la intensidad total de la instalaci n ser de 31 24 A Los c lculos para la instalaci n han sido los siguientes 230 W x 76 paneles 17480 W Potencia Pico Rendimiento Inversor 98 2 Potencia Nominal 17480 x 0 982 17165 36 19 paneles hilera x 29 49 voltios 560 31 voltios hilera 7 81 A hilera x 4 hileras 31 24 intensidad total aaas Instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar P gina 17 4 2 CIRCUITO DE LA INSTALACION FOTOVOLTAICA Hay cuatro cables que pertenecen a las 4 hileras que tiene la instalaci n estos cables ir n a la caja de conexionado y de la caja de conexionado al inversor Caja de conexi n DC Interruptor erbe Interruptor Interruptor principal DO magnetot rmico diferencial Armario del Cable principa DG Descargadores de sobretensiones sobretensiones mmm A 00000 Borna principal de tierra Generador fotovoltaico Figura 4 Esquema del conexionado de la instalaci n fotovoltaica PVS in Bloom Manual T cnico 4 3 MODULO FOTOVOLTAICO Es de la marca ATERSA A 230P GSE e Const
37. iremos las necesidades de Agua Caliente Sanitaria en la vivienda con la misma bomba de calor que utilizaremos para la calefacci n Calcularemos una temperatura de salida de 28 En primer lugar haremos una valoraci n de los litros diarios que nos har n falta En nuestra vivienda suponemos que viven 4 personas y tenemos que cubrir las necesidades de las mismas Tabla 3 1 Demanda de referencia 60 1 Criterio de demanda Litros ACSidia a 60 C Viviendas unifamiliares por persona Viviendas multifamiliares 22 por persona Hospitales y cl nicas 55 por cama Hotel 70 por cama Hotel 55 por cama Hotel Hostal 40 Camping 40 por emplazamiento Hostal Pensi n 35 por cama Residencia ancianos estudiantes etc 55 por cama Vestuarios Duchas colectivas 15 por servicio Escuelas 3 por alumno Cuarteles 20 por persona F bricas y talleres 15 por persona Administrativos 3 por persona Gimnasios 20 a 25 por usuario Lavander as 5 por kilo de ropa Restaurantes 5a10 por comida Cafeter as 1 por almuerzo 1 Los litros de AC S dia a 60 C de la tabla se han calculado a partir de la tabla 1 Consumo unitario diario medio de la norma UNE 94002 2005 Instalaciones solares t rmicas para producci n de agua caliente sanitaria c lculo de la demanda energ tica Para el c lculo se ha utilizado la ecuaci n 3 2 con los valores de T 12 C constante y T 45 Figura 26 Tabla necesidades Agua
38. nanos 21 4 7 INTERRUPTOR DIFERENCIAL 22 4 8 INTERRUPTOR MAGNETOTERMICO 22 4 9 PUESTA A TIERRA sanete 23 5 INSTALACION ELECTRICA eks 24 5 1 CALCULO DIFERENTES FASES CABLEADO DE LA INSTALACION 24 5 2 CONEXIONADO PLACAS FOTOVOLTAICAS A CAJA DE CONEXI N 24 5 3 CONEXIONADO CAJA DE CONEXION A INVERSOR 25 5 4 CONEXIONADO INVERSOR CUADRO PROTECCION CORRIENTE ALTERNA 26 5 5 CONEXIONADO CUADRO CORRIENTE ALTERNA CONEXI N LINEA 26 5 6 DIAMETRO CABLES INSTALACI N enne nnn nena aee annuos 26 5 7 FUSIBLES 29 5 8 SEPARACION ENTREPLACAS 31 5 9 SISTEMA FIJACION PANELES SOLARES 32 Instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar P gina 2 6 CALEFACCION CON BOMBA DE CALOR 33 6 1 TEMPERATURAS MEDIAS MENSUALES sanno 33 6 2 CALCULO CALORIAS VIVIENDA enn
39. or comprensi n y utilidad 6 3 BOMBA DE CALOR La bomba de calor ser una Youtaki 3 1 de la marca HITACHI con un coeficiente de rendimiento de 4 28 es decir nos devolver 4 28 Kw de potencia para calefacci n por cada Kw de energ a consumida mb del nju nto YUTAKI 3 1 Unidades Monobloc RHUE 3AVHN HM Potencia nominal en calefacci n T C ext 30 35 agua min 7 10 3 00 8 20 Potencia absorbida en calefacci n ETC 30 3596 aqua 1 66 COP ext 30 35 C agua 24 28 energ tica A Alimentaci n Nivel de presi n sonora i Potencia sonora Caudal de aire Caudal de agua nominal 79 30 359 Temperatura mixima salida de agua en termodinimico Conexi n hidr ulica Resistencia el ctrica opc inna D Fluido refrigera nte Compresor Figura 23 Caracter sticas t cnicas Bomba de calor Hitachi La bomba ira colocada en el exterior de la vivienda para que compresor pueda extraer calor del exterior y por el ruido de 48 dB que es un ruido bajo parecido a la de una nevera cuando est en buen estado 6 4 CONSUMO BOMBA DE CALOR Seg n la figura calefacci n por mes y al cabo del afio Enero 1 89790 45 5496 1412 0376 Febrero 1 46579 35 1786 985 01088 Marzo 1 14882 25 57168 854 722208 Abril 0 99358 23 84592 715 3776 Mayo 0 40121 9 62904 298 50024 Junio 0 0 0 Julio 0 0 0 Agosto 0 0 0 Septiembre 0 0 0
40. ra la protecci n de personas para actuar en caso de p rdidas de aislamiento de la secci n en IX de la instalaci n fotovoltaica NHI AAA AAA Instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar P gina 62 Technical Data PV Inverter Number of Independent MPPT AC Rated Power AC System Voltage DC Maximum Input Voltage DC Start Up Input Voltage DC Operating Input Voltage DC Rated Input Power DC Maximum Input Power DC Input Voltage Range DC Maximum Input Current DC Max Input Isc AC Grid Connection Tvpe AC Rated Power AC Maximum Output Power AC Rated Grid Voltage AC Voltage Range AC Rated Output Frequencv AC Maximum Output Current AC Maximum Overcurrent Protection Maximum Efficiencv nmax Weighted Efficiencv EURO Stand bv Consumption User Interface Relative Humiditv Max Operating Altitude Protection Class Isolation Level Dimensions Warrantv ABB Power One Aurora TRIO 20 0 TL OUTD S2 S2F S2X 2 20 000 W 400V 1000V Absolute Maximum 360V adjustable range 250 500V 0 7 x V start up to 950V 20 750 12 000 W each MPPT 440 800V each MPPT 50A 25A each MPPT 30A each MPPT Three Phases 20 000 W 22 000 W 400V 320 480V depending on country grid standard 50 Hz adjustable range 47 53 Hz 33A 34A 98 2 98 0 gw Graphic LCD Display 0 10096 condensing 2000m 6560ft above this level derating IP65 Outdoor Transformerless Nat
41. ral que calculamos de unos 3 metros este ira enterrado a una profundidad de 60 cm y su secci n ser de 10 Seg n la norma ITC BT 07 ir protegido con PVC y podr soportar 85 A 5 6 DIAMETRO CABLES INSTALACION CUADRO SECCION CABLES TIPO DE CORRIENTE CC Placas fotovoltaicas a 4 mm cuadro de conexiones de cc CC Cuadro de conexi n cc 6 mm a Inversor CA Inversor a Cuadro de 6 mm protecciones de ca CA Cuadro de 10 mm protecciones de ca a contador compa a Instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar P gina 26 TABLA A 52 1 BIS UNE 20460 5 523 2004 Intensidades admisibles en amperios Temperatura ambiente 40 en el aire N mero de conductores cargados y tipo de aislamiento RR DR ee Do c eve ares xe OF lee jeezpuees la 1213 5 7 8 9 1 t1 t2 13 Secc i n mm Cobre 1 5 11 11 5 13 13 5 15 16 16 5 19 20 21 24 2 5 15 16 175 18 5 21 22 23 26 265 29 33 4 20 21 23 24 27 30 31 34 36 38 45 6 25 27 30 32 36 37 40 44 46 49 57 10 34 37 40 44 50 52 54 60 65 68 76 16 45 49 54 59 66 70 73 81 87 91 105 25 59 64 70 77 84 88 95 103 110 116 123 14
42. rente Temperaturas de servicio de entre 30 y 120 Alto grado de protecci n IP65 Interruptor seccionador DC De corte en carga DC 900 1000 Vd con mando bloqueable por candado en el interior del envolvente doble seguridad para evitar maniobras no permitidas o involuntarias Fusibles DC Especiales para corriente continua Fusibles y con tensi n de funcionamiento hasta bases DC 1100 Vdc del tipo ultrar pido y de rango completo gPV especificos para la protecci n de semiconductores WI Bases fusibles DC ases fusibles NP Cuadros de nivel 1 Cuadros de nivel 2 i 1 Situados a partir de la estructura de la malla Situados previo a la entrada inversor le de paneles fotovoltaicos integrados en un llegan las agrupaciones los cuadros de nivel Para fusibles cil ndricos 10 x 38 gPV armaz n de soporte facilitan el conexionado y agrupamiento de los strings en paralelo Este nivel permite interrumpir el fujo de corriente generada de un grupo de paneles strings mediante el interruptor seccionador DC sin afectar al resto consiguiendo asi un uso y aprovechamiento optimo de la instalaci n sin paradas totales aportando adem s seguridad a personas y componentes 1 El interruptor seccionador DC permite la desconexi n de las entradas al inversor de una forma segura sin riesgo de choque el ctrico Cuadro de puesta a tierra CTR Situados en la cabecera del inversor son cuadros pa
43. ruido con c lulas de silicio e Lleva conexiones de intemperie e Sistema de fijaci n HOOK e Rendimiento m dulo 14 11 96 e Potencia m xima 230 w 99522 94622 Caja de conexiones X Etiqueta 369 VISTA POSTERIOR Caracter sticas el ctricas Potencia M xima Pmax 230 W Agujeros montaje Tensi n M xima Potencia Vmp 29 49 V Corriente M xima Potencia Imp 7 81 A 450 Tensi n de Circuito Abierto Voc 36 58 V Corriente en Cortocircuito Isc 8 36 A Eficiencia del M dulo 14 11 Tolerancia de Potencia W 163842 M xima Serie de Fusibles A M xima Tensi n del Sistema Temperatura de Funcipnamiento Normal de la C lula 9C VISTA FRONTAL El dibujo no est a escala Figura 5 ATERSA m dulo A 230P GSE y caracter sticas Instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar P gina 19 4 4 CONEXIONADO MODULOS CAJA INSTALACION NIVEL 1 SIN MONITORIZACI N CFV5M de envolverte Armario mural Dimensiones altoxandioxfondo 600 x 500 x 230 mm Materlal Poli ster Grado de protecci n IP65 Tensi n de alslamiento 1000Wdc Terminales entrada salida Protecci n fusible positivo y negativo Amperaje m ximo 175 2504 Fjad n mural SI interruptor 55000 DC 4P C DIGO 123456789 12 14 15 16 __ Prensaestopas conectores r pldos Veropciones p g 11 Descargador de sobretenslones p g
44. terruptor ABB 5 20 Instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar P gina 21 4 7 INTERRUPTOR DIFERENCIAL De ABB F 200 AC se combina con un interruptor magneto t rmico Se colocar entre el inversor y la toma de red Figura 11 Interruptor diferencial ABB 4 8 INTERRUPTOR MAGNETOTERMICO Entre el inversor y el cuadro de protecciones y la red con el mismo cuadro modelo 5204 40 de soporta 40 A y 400 V SK 087 B01 Figura 12 Interruptor magneto t rmico ABB Instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar P gina 22 4 9 PUESTA A TIERRA Se har mediante una jabalina cobreada ESQUE MADE MONTAJE DE UNA TIERRA CON ELECTRODOS DE PICAS ESPECIFICACIONES T CNICAS Materlalde tabricaci n A Cobreado Pesos y medkias Lorg x Diameto Peso Ref 252027 250m x O18 mm 5 25 kg Re T 252032 250m x O18 mm 3 28 kg 252029 200m x 014 2 55 kg 252033 150m x O15 mm 2 40 kg 252024 150m x Ot4mm 1 95 kg Figura 13 Jabalina puesta a tierra www ingesco com Instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar P gina 23 5 INSTALACION ELECTRICA Los conductores empleados en la instalaci n el ctrica han de cumplir con el RBT Reglamento Baja Tensi n respecto secci n longitud y
45. uimos en el apartado VARIOS con un gasto energ tico presumible Los datos los hemos obtenido de la web del IDAE Instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar P gina 54 8 3 TOTAL GASTOS ENERGETICOS ILUMINACION Y ELECTRODOMESTICOS Los reflejaremos en la siguiente tabla ILUMINACION 187 22 KWH ANO ELECTRODOMESTICOS 4154 70 KWH A O TOTAL 4341 92 KwH A O Figura 35 Tabla Gastos energ ticos Iluminaci n y Electrodom sticos Haremos la regularizaci n de los datos obtenidos con los que ten amos anteriormente para situarnos exactamente con el gasto de energ a actual y saber la diferencia con la obtenida de la planta 8 4 DIFERENCIAS ENTRE ENERGIA OBTENIDA Y CONSUMIDA ENERGIA OBTENIDA 30171 12 KWH ANO CONSUMO CALEFACCION ACS 11734 80 KWH ANO CONSUMO ILUMINACION 187 22 KWH ANO CONSUMO ELECTRODOMESTICOS 4154 70 KWH ANO TOTAL 14094 40 KWH ANO Tabla 36 Diferencias de Energ a Obtenida Consumida Instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar P gina 55 Descontando los gastos energ ticos a n nos queda un exceso de energ a de 14094 40 Kw con lo que podr amos asegurar que la vivienda es sostenible energ ticamente y podr amos vender el exceso de energ a obteniendo con ello un rendimiento econ mico Pero existe un problema el Atlas de Radiaci a Catalunya nos da la radiaci n solar global diaria es decir 8 hor
46. ural 1061x702x292mm 70 kg 10 Years Extendable to 15 20 Years ABB Power One Aurora TRIO 20 0 TL OUTD S2 S2F S2X Instalaci n fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar P gina 63 CALCULOS QUE SE HAN SEGUIDO EN ESTE PROYECTO Pasar MJ d a a Kw 9 37 MJ m d a 10 1 MJ 1 w s 1J 1 h 3600 5 1Kw 1000 w 1 d a 24 h 124 64 m 13 5159 kw Pasar Kcal 7C m h a kw 0 4 Kcal 2C m h 654 53 m 1 kcal 1000 cal 1 cal 4 18 1 1 J 1 w s 3600s 1 h 1000w 1 kw 179C 5 1678779 kw Si multiplicamos kw h tendremos kwh Calcular Kcal para calentar 1 litro de agua de 10 20 Q m c t 7t c At 1000 g 1 cal g C 20 10 10000 cal 10 Kcal 10 Kcal 1000cal 1 Kcal 4 18 J 1 cal 1 w s 1 J 1kw 1000 w 1h 3600 s 0 011611 kwh 10 BIBLIOGRAFIA e www codigotecnico org web recursos documentos e www idae es icaen gencat cat web content migracio i dades monografic12 pdf e www apabcn cat Documentacio areatecnica legislacio CTE DB HE pdf e www olajedatos com documentos Calcular Instalacion Fotovoltai ca pdf e ww atersa com categoriaproductos asp param 1 e www tritec energv com gt Productos gt Inversores de conexi n red e www esse jarama com tienda online Catalog listing telergon pv 55 1 e ingemecanica com tutorialsemanal tutorialn192 html e icaen gencat cat es pice ambits l a pice els electrodomestic
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