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Una guía completa sobre la instalación de paneles solares. Procedimiento paso a paso con cálculos y diagramas

Diseño y cálculos completos de la instalación del panel solar con ejemplos resueltos: procedimiento paso a paso

A continuación se muestra una nota completa de bricolaje (hágalo usted mismo) sobre la instalación del diseño del panel solar , el cálculo del número de paneles solares, la clasificación de las baterías / tiempo de respaldo, la clasificación del inversor / UPS, la carga y la potencia requerida en vatios. con circuito, diagramas de cableado y ejemplos resueltos. Cualquiera que siga el paso a continuación puede instalar y conectar paneles solares en casa.

Una guía completa sobre la instalación de paneles solares

Si elige este artículo relacionado con la instalación de paneles solares, podrá;

  • Para calcular el no de panel solar (con calificación)
  • Para calcular la calificación del panel solar
  • Para calcular la clasificación de las baterías para el sistema de paneles solares
  • Para calcular el tiempo de respaldo de las baterías
  • Calcular la corriente necesaria y de carga de las baterías
  • Para calcular el tiempo de carga de las baterías
  • Para calcular la clasificación del controlador de carga
  • ¿Cuánto panel solar de vatios necesitamos?
  • ¿Conectar el panel solar en serie o en paralelo?
  • Cómo seleccionar el panel solar adecuado para el hogar
  • Clasificación de UPS / inversor para requisitos de carga y mucho más …

Antes de comenzar, se recomienda leer el artículo sobre la selección adecuada y los diferentes tipos de paneles solares y paneles fotovoltaicos para uso doméstico y comercial. Al grano, sepamos cómo cablear e instalar un sistema de paneles solares de acuerdo con el cálculo adecuado y los requisitos de carga.

Ahora comencemos

Supongamos que vamos a instalar un sistema de energía solar en nuestra casa para una carga total de 800W donde el tiempo de respaldo requerido de la batería es de 3 horas (puede usarlo por su cuenta, ya que es solo para un cálculo de muestra)

Carga = 800 Watts

Tiempo de respaldo requerido para baterías = 3 horas

¿Qué necesitamos saber?

  1. Valor nominal del inversor / UPS =?
  2. No de baterías para energía de respaldo =?
  3. Horas de respaldo de baterías =?
  4. Conexión en serie o en paralelo de baterías =?
  5. Corriente de carga para baterías =?
  6. Tiempo de carga de las baterías =?
  7. No requerido de panel solar =?
  8. Conexión en serie o en paralelo de paneles solares =?
  9. ¿Clasificación del controlador de carga =?

Solución:

Clasificación del inversor / UPS:

La clasificación del inversor / UPS debe ser superior al 25% de la carga total (para la carga futura y teniendo en cuenta las pérdidas)

800 x (25/100) = 200 W

Nuestra carga + 25% de energía adicional = 800 + 200 = 1000 Watts

Esta es la clasificación del UPS (inversor), es decir, necesitamos un UPS / inversor de 1000 W para la instalación del panel solar de acuerdo con nuestra necesidad (según nuestros cálculos)

Número requerido de baterías

Ahora el tiempo de respaldo requerido de las baterías en horas = 3 horas

Supongamos que vamos a instalar baterías de 100 Ah, 12 V ,

12V x 100Ah = 1200 Wh

Ahora para una batería (es decir, el tiempo de respaldo de una batería)

1200 Wh / 800 W = 1,5 horas

Pero nuestro tiempo de respaldo requerido es de 3 horas.

Por tanto, 3 / 1,5 = 2 → es decir, tendremos que conectar dos (2) baterías cada una de 100Ah, 12V.

Horas de respaldo de baterías

Si se proporciona la cantidad de baterías y desea saber el tiempo de respaldo de estas baterías, utilice esta fórmula para calcular las horas de respaldo de las baterías.

1200 Wh x 2 baterías = 2400 Wh

2400 Wh / 800 W = 3 horas.

En el primer escenario usaremos un sistema inversor de 12V, por lo tanto, tendremos que conectar dos (2) baterías (cada una de 12V, 100 Ah) en Paralelo. Pero una pregunta que se plantea a continuación:

Conexión en serie o en paralelo para baterías

¿Por qué baterías en paralelo, no en serie?

Debido a que este es un sistema inversor de 12V, si conectamos estas baterías en serie en lugar de en paralelo, entonces la clasificación de las baterías se convierte en V 1 + V 2 = 12V + 12V = 24V mientras que la clasificación actual sería la misma, es decir, 100Ah.

Por eso conectaremos las baterías en paralelo, porque el Voltaje de las baterías (12 V) se mantiene igual, mientras que su valor Ah (Amperio Hora) se incrementará. es decir, el sistema se convertiría en = 12V y 100Ah + 100Ah = 200Ah.

Es bueno saberlo : en la conexión en paralelo, el voltaje será el mismo en cada cable o sección, mientras que la corriente será diferente, es decir, la corriente es aditiva, por ejemplo, I 1 + I 2 + I 3 … + In

Ahora conectaremos 2 baterías en paralelo (cada una de 100Ah, 12V)

es decir, 2 baterías de 12V, 100Ah se conectarán en paralelo

= 12V, 100Ah + 100Ah = 12V, 200 Ah (en paralelo)

Por ejemplo, para una sola batería de 12 V, 100 Ah, el tiempo de carga sería:

T = Ah / A = 100Ah / 10A = 10 horas (caso ideal)

debido a algunas pérdidas, (se ha notado que el 40% de las pérdidas ocurrieron durante la carga de la batería), de esta forma, tomamos 10-12 A de corriente de carga en lugar de 10 A, de esta manera, el tiempo de carga requerido para un 12V, 100Ah la batería sería

100Ah x (40/100) = 40 (100Ah x 40% de pérdidas)

la capacidad de la batería sería 100Ah + 40 Ah = 140 Ah (100Ah + pérdidas)

Ahora, la corriente de carga requerida para la batería sería:

140Ah / 12A = 11,6 horas.

Número requerido de paneles solares (serie o paralelo)?

Ahora el número requerido de paneles solares que necesitamos para el sistema anterior como se muestra a continuación.

Escenario 1: La carga de CC no está conectada = solo se está cargando la batería

Conocemos la famosa fórmula de potencia (DC)

P = VI ………… (Potencia = Voltaje x Corriente)

Poniendo los valores de baterías y corriente de carga.

P = 12 V x 20 A

P = 240 vatios

Estos son los vatios requeridos del panel solar (solo para cargar la batería, y luego la batería suministrará energía a la carga, es decir, la carga directa no está conectada a los paneles solares)

Ahora

240W / 60W = 4 números de paneles solares

Por lo tanto, conectaremos 4 Paneles Solares (cada uno de 60W, 12V, 5A) en paralelo.

Es bueno saberlo : La potencia en vatios es aditiva en cualquier configuración de circuito resistivo: P Total = P 1 + P 2 + P 3 . . . P n (sin tener en cuenta la pérdida de instalación del 40%)

 

Corriente de carga para baterías

Ahora la corriente de carga requerida para estas dos baterías .

(La corriente de carga debe ser 1/10 de las baterías Ah)

200 Ah x (1/10) = 20 A

Tiempo de carga requerido para la batería

Aquí está la fórmula del tiempo de carga de una batería de plomo ácido.
Tiempo de carga de la batería = Ah de la batería / Corriente de carga
T = Ah / A

Es bueno saberlo : En los circuitos en serie, la corriente es la misma en cada cable o sección, mientras que el voltaje es diferente, es decir, el voltaje es aditivo, por ejemplo, V 1 + V 2 + V 3 … .Vn.
Una guía completa sobre la instalación de paneles solares

Los cálculos y el sistema anteriores fueron solo para la carga de la batería (y luego la batería suministrará energía a la carga deseada) a los aparatos eléctricos de CA, que obtendrán energía a través del inversor y las cargas de CC a través del controlador de carga (a través de baterías cargadas)

Escenario 2: La carga de CC está conectada y la batería se está cargando

Ahora suponga que hay una carga de 10 A conectada directamente a los paneles a través del inversor (o puede ser una carga de CC a través del controlador de carga). Durante el sol, el panel solar proporciona 10A a la carga conectada directamente + 20A a la carga de la batería, es decir, los paneles solares cargan la batería y también proporcionan 10A a la carga.

En este caso, la corriente total requerida (20 A para carga de baterías y 10 A para carga conectada directamente)

En este caso anterior, la corriente total requerida en amperios,

20 A + 10 A = 30 A

Ahora, I = 30 A, luego requiere potencia

P = V x I = 12V x 30A = 360 Watts

Es decir, necesitamos un sistema de 360 ​​W para el sistema explicado anteriormente (esto es tanto para carga directa como para carga de baterías)

Ahora, la cantidad de paneles solares que necesitamos

360 / 60W = 6 números de paneles solares

Por lo tanto, conectaremos 6 números de paneles solares en paralelo (cada uno de 60W, 12V, 5A)

 paneles solares en paralelo (cada uno de 60W, 12V, 5A)

Clasificación del controlador de carga

Como hemos calculado anteriormente, la corriente de carga para la batería de 200Ah es de 20-22 amperios (22A para carga de batería + 10A para carga de CC directa), por lo tanto, podemos usar un controlador de carga de aproximadamente 30-32 Amp.

Nota: El cálculo anterior se basa en un caso ideal, por lo que se recomienda elegir siempre un panel solar un poco más grande de lo que necesitamos, porque se producen algunas pérdidas durante la carga de la batería a través del panel solar y la luz del sol no siempre es ideal. estado animico.

¿Cuánto panel solar de vatios necesitamos?

Hemos mostrado un método muy simple en la publicación anterior para encontrar que ¿Cuántos Watts Panel Solar necesitamos para nuestros electrodomésticos?  depende del tiempo de luz solar y de la carga en vatios que necesitamos para encender un aparato eléctrico.

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