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UNAM ESTRUCTURAS Para Módulos Fotovoltaicos EXPOSITOR Dr. Aarón Sánchez Juárez Centro de Investigación en Energía, UNAM Apto. Postal 34 62580 Temixco,

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UNAM ESTRUCTURAS Para Módulos Fotovoltaicos EXPOSITOR Dr. Aarón Sánchez Juárez Centro de Investigación en Energía, UNAM Apto. Postal Temixco,

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Presentación del tema: "UNAM ESTRUCTURAS Para Módulos Fotovoltaicos EXPOSITOR Dr. Aarón Sánchez Juárez Centro de Investigación en Energía, UNAM Apto. Postal 34 62580 Temixco,"— Transcripción de la presentación:

1 UNAM ESTRUCTURAS Para Módulos Fotovoltaicos EXPOSITOR Dr. Aarón Sánchez Juárez Centro de Investigación en Energía, UNAM Apto. Postal Temixco, Morelos Tel: (777) ; Sandia National Laboratories

2 Estructuras UNAM Son las encargadas de proporcionar un soporte Físico y Mecánico a los Módulos FV para que se pueda garantizar seguridad, comodidad y operación Además permiten la orientación correcta del arreglo FV que maximiza la generación de energía en el mes crítico. Los materiales de la estructura deben garantizar larga duración por lo que se seleccionarán de acuerdo al clima del sitio de instalación y serán resistentes al medio ambiente y a la corrosión. El anclaje debe resistir las fuerzas que actuarán sobre la estructura y el arreglo FV a consecuencia de la presión del viento que se ejercerá sobre ella.

3 Estructuras UNAM COMPRESIÓN ESTIRAMIENTO Esfuerzos a que se somete una estructura por el viento Viento del Norte Viento del Sur

4 Estructuras UNAM Proyección de la superficie S en el eje vertical: S sen La presión p ejercida por una fuerza F sobre una superficie A está dada por: p= F/A actuando la fuerza F perpendicular al área A Para una superficie inclinada, la fuerza que actúa sobre ésta debida a la presión del viento está dada por: F=pS sen Para el caso de la presión p que experimenta una superficie S inclinada debido a la fuerza F del viento, ésta deberá de calcularse sobre la superficie que es perpendicular a la dirección del viento. S

5 VIENTO S f2f2 f1f1 F La fuerza F debido al viento que actúa sobre la proyección vertical de la superficie S se descompone en dos fuerzas: f 1 que actúa perpendicularmente a la superficie, y f 2 que lo hace paralelamente. F= (f 1, f 2 ) f 1 = F sen Intentará levantar la estructura actuando sobre el anclaje de ésta. f 2 = F cos Sus efectos se desvanecen en rozamientos y remolinos a lo largo de la superficie Estructuras UNAM

6 Estructuras UNAM Velocidad (m/s) Presión (N/m 2 ) Velocidad (m/s) Presión (N/m 2 ) Velocidad (m/s) Presión (N/m 2 ) Un arreglo FV está sometido a una fuerza debido a la presión frontal del viento dada por: f 1 =p S (sen ) 2

7 Estructuras UNAM Anclaje en estructuras En piso En poste Se recomienda el uso de muretes de concreto armado de 20x20 cm, ó dados de cimentación de 60 cm de profundidad.

8 Estructuras UNAM Orientación e Inclinación La estructura que soporta el arreglo FV debe orientarse hacia el sur geográfico. Recomendaciones: La cara de los módulos deben de estar hacia el SUR (NO MAGÉTICO) La Declinación Magnética es la desviación del Norte Verdadero y el Norte Magnético (detectado por una Brújula). La Declinación se expresa en Grados ESTE u OESTE desde el SUR MAGNÉTICO Brújula NORTE magnético NORTE verdadero DECLINACIÓN Nm 90º E 270º O 180º S Ejemplo: Declinación Mag. 13º E. El Sur Verdadero está a 13º E del Sur magnético. Si el captador se orienta con una brújula, el Sur verdadero estará a 167º. 167º S verdadero

9 Mapa Isogónico 12º E 10º E 11º E 8º E6º E4º E 7º E 9º E 12º E 10º E 11º E 8º E6º E 7º E 9º E5º E 4º E 5º E Declinación Magnética UNAM

10 INCLINACION del ARREGLO FV MÁXIMA CAPTACIÓN: RAYOS PERPENDICULARES AL CAPTADOR. ES NECESARIO SEGUIDOR SOLAR CON 2 MOVIMIENTOS SE PUEDEN TENER: ARREGLOS FIJOS Y MÓVILES ESTRUCTURA FIJA IMPLICA CRITERIO DE SELECCIÓN PARA ÁNGULO DE INCLINACION QUE GARANTICE MÁXIMA GENERACION. EN EL HEMISFERIO NORTE EL SOL SE DECLINA MAS TIEMPO HACIA EL SUR, DURANTE TODO EL AÑO; IMPLICANDO CAPTADORES INCLINADOS, RESPECTO A LA HORIZONTAL, VIENDO HACIA EL SUR. REGLA DE MANO: CAPTACIÓN ANUAL MÁXIMA, INCLINCACIÓN IGUAL A LA LATITUD DEL LUGAR. UNAM Angulo de Inclinación igual al complemento del ángulo que define la altura solar.

11 ENERGÍA RECIBIDA EN UN CAPTADOR CON DIFERENTE INCLINACIÓN UNAM EFECTO DE LA INCLINACIÓN

12 ÁNGULO POLAR VARIABLE: -Esta estructura se recomienda para aumentar la captación de radiación directa. -La estructura sigue el recorrido del Sol diariamente girando de Este a Oeste sobre el eje de giro Norte-Sur. -Presenta algo de simplicidad y su ganancia relativa puede ser hasta del 30% de energía por día comparada con un captador fijo. -Desventajas: Alto costo y el bajo rendimiento cuando los días están nublados. : ÁNGULO POLAR Y AZIMUTAL VARIABLE: -Los captadores se mueven en dos ejes de tal manera que obligan al captador a presentar su superficie siempre perpendicular a los rayos solares, en cualquier hora del día y cualquier época del año. -La ganancia de captación es grande del orden del 60% más que un captador fijo. -Desventajas: Alto costo y mayor complejidad del sistema. Mantenimiento frecuente. Bajo rendimiento en días nublados. ARREGLOS FV CON SEGUIDORES UNAM

13 Estructuras UNAM Las estructuras se clasifican : Estructuras Fijas Estructuras con Seguidor Solar Estructuras A ras de piso Sobre techos En poste Activas Pasivas

14 Estructuras con opción, para ajustar el ángulo de inclinación en verano y en invierno verano Invierno Estructuras UNAM

15 Estructura fija para Módulos Fotovoltaicos de una Central Portátil para generación de energía Eléctrica Estructuras UNAM

16 Sistemas Fotovoltaicos con estructuras fijas Estructuras UNAM

17 Estructuras UNAM Estructura en poste para Módulos Fv

18 Estructuras Fijas para Módulos Sobre Techo

19 Seguidor solar en uno y dos ejes Estructuras UNAM

20 Seguidor Pasivo Solar, sin Módulos, Mca. SUN SEEKER Estructuras UNAM

21 Seguidor Pasivo Solar, sin Módulos, Mca. TRACK RACK Estructuras UNAM

22 Seguidor Pasivo Solar, con Módulos, Mca. TRACK RACK Estructuras UNAM

23 Estructuras UNAM Estructuras con Seguidores solares Pasivos

24 Estructuras UNAM

25 Celdas Solares utilizadas como sensor de orientación Solar Estructuras UNAM

26 La Corriente fluye por ambos módulos, cuando tienen la misma Irradiancia Estructuras con Seguidores solares Activos Estructuras UNAM

27 Cuando un módulo esta sombreado: la Corriente fluye a través del Motor, dando el giro en una dirección Estructuras UNAM Estructuras con Seguidores solares Activos

28 Cuando el otro modulo esta sombreado: la Corriente fluye a través del Motor, dando el giro en la otra dirección Estructuras UNAM Estructuras con Seguidores solares Activos

29 Sistemas Fotovoltaicos con seguidor solar Activo Horizontal Estructuras UNAM

30 Sistemas Fotovoltaicos con seguidor solar Activo Estructuras UNAM

31 DISTANCIA ÓPTIMA ENTRE FILAS DE ARREGLOS Esta se calcula al mediodía solar para el día cuya altura solar sea mínima; es decir para el 21 de Diciembre. hoho xy D: distancia entre parte inferior de dos filas de arreglos FVs consecutivos D= x+y z Para el 21 de Diciembre: h o = (90°-Latitud)-23.45° Si no se conoce la altura z, entonces l Si se mide la altura z, entonces

32 Estructuras UNAM

33 Estructuras UNAM

34 Estructuras UNAM

35 Estructuras UNAM

36 ES EL MEDIO DE SUJECIÓN DEL ARREGLO FV. DEBE SER ACORDE AL LUGAR DE INSTALACIÓN. DEBE SER ACORDE AL MONTO DE INVERSIÓN. DEBERÁ SER ATERRIZADO. DEBE ESTAR PROTEGIDO CONTRA CORROSIÓN. DEBE SOPORTAR VIENTOS DE HASTA 120 Km/h ( 33m/s). PUEDEN SER FIJAS O CON SEGUIMIENTO. Estructuras UNAM CONCLUSIONES


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