C6 - Instal·lacions solars fotovoltaiques

Muntatge d'un mesurador de radiació solar a partir d'una cèl·lula calibrada

L'objectiu d'aquesta activitat és fer el muntatge d'un element pràctic per a la verificació del funcionament correcte de les instal·lacions fotovoltaiques.

La mesura de la radiació incident us permetrà avaluar el rendiment instantani de les instal·lacions fotovoltaiques, i fins i tot detectar avaries degudes a un funcionament incorrecte del camp fotovoltaic.

D'acord amb aquesta necessitat, i amb els coneixements obtinguts en les pràctiques anteriors, podeu construir de manera senzilla un mesurador de radiació.

Per a això, connectareu al panell una resistència en paral·lel; aquesta resistència serà d'un valor òhmic de 0,18 Ω / 2 W, que actuarà com un xunt. Per utilitzar aquest dispositiu com a mesurador de radiació únicament mesurarem la caiguda de tensió en borns del xunt. Com que la intensitat produïda per la cèl·lula és directament proporcional a la radiació incident en la cèl·lula, la caiguda de tensió en el xunt serà proporcional a la radiació incident.

Aquest valor de proporcionalitat s'ha tingut en compte a l'hora d'establir el valor de la resistència, de manera que amb una radiació incident de 1.000 W/m² la caiguda de tensió en la resistència serà de 100 mV.

Per fer les mesures de radiació utilitzareu l'escala de 200 mV en CC del multímetre i mesurareu en paral·lel tal com s'indica en la figura 1.

Figura 1. Gràfic representatiu de les conversions de la cèl·lula i el xunt (shunt) per mesurar la radiació incident en mV.

Per convertir la lectura en mV a W/m² únicament caldrà aplicar aquesta regla de tres:

100 mV.................................1.000 W/m²
Lectura en mV....................... x

Si resolem la incògnita:

x = lectura en mV × 1.000 / 100

Simplificant l'operació podem determinar que el valor llegit en el multímetre en mV multiplicat per 10 representarà la radiació incident en W/m².

Ubicació i emplaçament de panells fotovoltaics

L'objectiu d'aquesta activitat és consolidar els criteris d'ubicació i distribució dels panells fotovoltaics.

En el dimensionament de les instal·lacions solars fotovoltaiques de connexió a xarxa, situades en cobertes, un dels condicionants de partida serà la ubicació i l'espai disponible per als panells.

En aquesta activitat caldrà determinar la potència màxima dels panells que poden ubicar-se en la coberta de l'edifici de la figura 2 amb el panell fotovoltaic, del qual s'adjunten les característiques en la figura 3 i les taules 1, 2 i 3.

Figura 2

Figura 3. Panell fotovoltaic ISOFOTON mod. I-159

Taula 1. Característiques elèctriques del panell fotovoltaic ISOFOTON mod. I-159

Condicions estàndard d'assaig (STC): radiació de 1.000 W/m² amb espectre AM 1,5 i temperatura de la cèl·lula de 25 °C

Taula 2. Característiques físiques

Taula 3. Coeficients de temperatura

Característiques d'operació per al NOCT: radiació de 800 W/m², temperatura ambient de 20 °C i velocitat del vent d'1 m/s

D'acord amb les dades anteriors i considerant que l'edifici està situat a la ciutat de Barcelona:

1. Determineu l'orientació i justifiqueu-ho.

2. Determineu la inclinació i justifiqueu-ho.

3. Dibuixeu la distribució dels panells en la coberta, representada en la figura 4.

Figura 4

4. Establiu l'energia anual incident sobre el camp de panells fotovoltaics en kWh/any.

Configuració elèctrica del camp fotovoltaic

L'objectiu d'aquesta activitat és establir els criteris a l'hora de configurar un camp fotovoltaic i conèixer i aplicar les normatives referides a les proteccions elèctriques en les instal·lacions solars de connexió a una xarxa.

L'element que marcarà en gran mesura la configuració elèctrica del camp fotovoltaic serà l'inversor (figura 1), amb la potència i el rang de treball en CC d'aquest.

Segons aquest criteri, i considerant que la instal·lació fotovoltaica disposarà del camp de panells dimensionat en l'activitat anterior, l'inversor per utilitzar presenta aquestes característiques (taules 1, 2 i 3):

Figura 1. Inversor FRONIUS mod. IG15

Taula 1. Característiques elèctriques CA de l'inversor FRONIUS mod. IG15

Taula 2. Característiques elèctriques CC

Taula 3. Característiques físiques (formato título tabla)

Dibuixeu l'esquema unifilar en el qual s'indiquin tots els elements d'una instal·lació solar fotovoltaica de connexió a xarxa amb ________ inversors i un camp fotovoltaic de ________ panells d'una potència de 159 Wp, distribuïts en ________ sèries.

L'esquema ha d'incloure totes les proteccions elèctriques necessàries i cal indicar-ne les característiques (podeu consultar les instruccions tècniques de l'RBT, en concret la ITC-BT 40, i els decrets de connexió a la xarxa).

Definició dels paràmetres bàsics de verificació i manteniment preventiu

L'objectiu d'aquesta activitat és identificar les tasques i paràmetres de verificació i manteniment d'una instal·lació fotovoltaica, per tal de disposar d'un patró de treball concret.

En una visita tècnica a una instal·lació fotovoltaica caldrà establir un protocol d'assaig i verificació dels elements de la instal·lació, i per això és necessari que el tècnic disposi d'un guió de treball.

D'acord amb la documentació del curs i el document que podeu descarregar aquí , feu una fitxa per a la presa de dades d'una visita de manteniment preventiu d'una instal·lació fotovoltaica autònoma situada en un habitatge aïllat d'utilització continuada.