INTRODUCCIÓN . 1
1.1 Interés de la energía fotovoltaica . 1
1.2 Generación de electricidad a partir de la energía solar 1
1.3 Aplicaciones de los sistemas fotovoltaicos 2
1.4 Clasificación de instalaciones fotovoltaicas 3
2. EL SISTEMA SOL TIERRA . 5
2.1 Introducción . 5
2.2 Movimiento de la Tierra alrededor del Sol 5
2.3 Hora solar y hora oficial 7
2.4 Movimiento relativo del Sol respecto un punto
de la superficie terrestre . 9
2.5 Radiación solar sobre una superficie . 12
2.5.1 Constante solar . 12
2.5.2 La radiación solar debajo de la atmósfera 13
2.5.3 Ángulo de incidencia sobre una superficie orientada . 14
2.5.4 Tablas de irradiación 15
2.5.5 Número de horas solar pico equivalentes (HSP) 16
2.5.6 Orientación óptima de una superficie 17
2.6 Sombra de un obstáculo sobre un punto 18
2.7 Sombra de un obstáculo sobre un plano 21
2.7.1 Sombra de una fila de paneles sobre la siguiente situada
al mismo nivel 21
2.7.2 Sombra de una fila de paneles sobre la siguiente situada
a distinto nivel 23
2.7.3 Sombra de la línea del horizonte sobre un plano horizontal 24
2.7.4 Sombra de un objeto cualquiera sobre un plano, método analítico 27
3. EL PANEL FOTOVOLTAICO . 29
3.1 Introducción . 29
3.2 Tipos de células . 31
3.2.1 Células de silicio cristalino 31
3.2.2 Células de silicio amorfo hidrogenado . 31
3.2.3 Células de SCd / SCu . 32
3.2.4 Células de AsGa / AsGaAl 32
3.2.5 Dispositivos concentradores 32
3.2.6 Absorción bifacial 33
3.2.7 Células de capa fina . 33
3.2.8 Células esféricas 33
3.3 Estructura de un panel FV de silicio 34
3.4 Características de una célula o panel . 35
3.4.1 Curva característica I V . 35
3.4.2 Resistencia serie, resistencia paralelo y factor de forma 36
3.4.3 Influencia de la intensidad de la luz y de la
temperatura del panel 37
3.4.4 Conexión de paneles en serie y paralelo 39
3.5 Ensayo de los paneles fotovoltaicos 40
3.6 Datos de catálogo de los paneles . 41
3.7 Estimación de la energía diaria generada . 43
4. COMPONENTES DE LA INSTALACIÓN 45
4.1 Introducción . 45
4.2 Acumuladores o baterías 46
4.2.1 Tipos de baterías 48
4.2.2 Características 49
4.2.3 Mantenimiento. 51
4.2.4 Conexión de las baterías y dimensionado de la carga de
acumulación 52
4.3 Regulador de carga de las baterías . 54
4.3.1 Tipos de reguladores 55
4.3.2 Características de los reguladores 56
4.3.3 Protección de los reguladores 57
4.3.4 Asociación de los reguladores y dimensionado . 58
4.4 Inversor o convertidor 59
4.4.1 Tipos de convertidores . 59
4.4.2 Características de los convertidores . 61
4.4.3 Protección de los convertidores . 62
4.4.4 Asociación de los convertidores y dimensionado 62
4.5 Equipos de conexión a la red . 62
5. CAMPO DE COLECTORES . 63
5.1 Introducción . 63
5.2 Instalación integrada (BIPV) o superpuesta a un edificio 64
5.2.1 Cubiertas de edificios . 65
5.2.2 Cerramientos verticales 67
5.2.3 Viseras . 69
5.2.4 Datos de sistemas integrados construidos 70
5.3 Separación entre paneles estáticos . 71
5.3.1 Separación entre filas de paneles situados sobre un plano
horizontal . 71
5.3.2 Separación entre filas de paneles situados sobre un plano
inclinado 75
5.4 Cálculo de las pérdidas por sombras en paneles estáticos . 75
5.5 Cálculo de las pérdidas por orientación en paneles estáticos . 80
5.6 Cálculo de la generación de energía 83
5.7 Anclaje y soporte de los paneles 86
5.7.1 Peso del panel y carga de la nieve 87
5.7.2 Acción del viento . 89
5.7.3 Tensiones de origen térmico 91
5.7.4 Instalación sobre cubierta horizontal . 92
5.7.5 Instalación sobre cubierta inclinada . 94
5.7.6 Instalación en visera o voladizo . 94
5.7.7 Instalación sobre el terreno 94
5.7.8 Instalación sobre mástil 96
5.8 Paneles orientables . 96
6. ELECCIÓN DEL CABLE 99
6.1 Introducción . 99
6.2 Conocimientos básicos 99
6.2.1 Cálculo de la caída de tensión 99
6.2.2 Pérdida de energía y calentamiento del conductor . 101
6.3 Tipos de cable y red de distribución 102
6.4 Elección de la sección y tipo cable 105
6.5 Cálculo de la sección económica para una instalación
conectada a la red 108
7. INSTALACIONES AISLADAS DE LA RED 115
7.1 Introducción . 115
7.2 Sistema FV doméstico . 115
7.2.1 Cálculo de la potencia máxima y de la energía diaria demandada . 116
7.2.2 Dimensionado del generador . 119
7.2.3 Capacidad del acumulador . 124
7.2.4 Características del regulador 125
7.2.5 Inversor 125
7.3 Sistema FV aplicado al bombeo de agua . 126
7.3.1 Potencia demandad por una bomba . 126
7.3.2 Cantidad máxima de agua extraíble y desnivel entre la superficie
libre y la bomba 128
7.3.3 Elección del tipo de la bomba 130
7.3.4 Componentes del sistema . 131
7.3.5 Dimensionado del generador . 131
7.3.6 Dimensionado de la bomba 132
7.4 Sistema de protección y seguridad . 133
7.5 Mantenimiento del sistema FV 134
7.5.1 Mantenimiento del generador fotovoltaico 134
7.5.2 Mantenimiento del acumulador eléctrico . 135
7.5.3 Mantenimiento del equipo regulador-inversor . 135
7.5.4 Mantenimiento del cableado y equipo de conexión . 135
7.5.5 Periodicidad de las labores de mantenimiento preventivo . 136
7.6 Análisis económico 136
7.6.1 Coste neto de la instalación FV . 137
7.6.2 Ahorro anual neto 137
7.6.3 Tiempo de retorno de la inversión:
simple (PB) y actualizado (PBA) 138
8. INSTALACIONES CONECTADAS A LA RED . 141
8.1 Introducción . 141
8.2 Tipos de sistemas . 142
8.3 Componentes . 143
8.4 Parques solares . 144
8.4.1 Esquema genérico de un parque solar 144
8.4.2 Condiciones técnicas mínimas de carácter general 145
8.4.3 Condiciones específicas de interconexión . 146
8.4.4 Protecciones del sistema eléctrico 146
8.4.5 Medición y facturación de la corriente generada y consumida 148
8.5 Estimación de la producción anual de energía . 149
8.6 Mantenimiento . 151
8.7 Análisis económico 152
8.7.1 Coste neto de la instalación FV y beneficio anual neto . 152
8.7.2 Tiempo de retorno de la inversión:
simple (PB) y actualizado (PBA) . 153
8.7.3 Valor actual neto de la inversión (VAN) . 153
8.7.4 Tasa de rendimiento interno de la inversión (TRI) 154
9. CUMPLIMIENTO DEL CÓDIGO TÉCNICO DE LA EDIFICACIÓN. 159
9.1 Introducción . 159
9.2 Cálculo de la potencia eléctrica mínima que debe instalarse . 160
9.3 Pérdidas por inclinación, orientación y sombras . 163
9.3.1 Cálculo de las pérdidas por orientación e inclinación 163
9.3.2 Cálculo de las pérdidas por sombras 166
9.4 Mantenimiento . 169
9.4.1 Plan de vigilancia . 169
9.4.2 Plan de mantenimiento preventivo . 169
APÉNDICE 1. TABLAS, GRÁFICOS, UNIDADES
Y EQUIVALENCIAS 171
A1.1 Tablas 171
A1.2 Gráficos . 187
A1.3 Unidades y equivalencias 191
APÉNDICE 2. GLOSARIO, SIGLAS Y SÍMBOLOS . 193
A2.1 Glosario . 193
A2.2 Siglas . 202
A2.3 Símbolos . 204
APÉNDICE 3. NORMAS . 205
BIBLIOGRAFÍA . 209