INSTALACIÓN ELÉCTRICA DE UN POLIDEPORTIVO POR MEDIO DE PLACAS SOLARES Autor: Ivan Frasquet Parets Tutor: Arturo Gil Gil Trabajo final de grado.

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1 INSTALACIÓN ELÉCTRICA DE UN POLIDEPORTIVO POR MEDIO DE PLACAS SOLARES Autor: Ivan Frasquet Parets Tutor: Arturo Gil Gil Trabajo final de grado

2 INTRODUCCIÓN El desarrollo de la energía solar fotovoltaica sufre un acelerado avance tecnológico y económico. El avance tecnológico y la reducción de precios conlleva a que esté cada vez más al alcance de todos.

3 OBJETO Realizar un estudio de consumo y diseñar una instalación solar fotovoltaica capaz de abastecer energéticamente el polideportivo con las mismas condiciones que una compañía eléctrica. Diseñar una instalación solar fotovoltaica en aislada eficiente, innovadora en la tecnología y materiales usados y a precios competitivos.

4 UBICACIÓN Situado en la localidad de Palma de Gandía, al sur de la provincia de Valencia. Latitud: 38°55'21.7"N Longitud: 0°13'08.9"W

5 POLIDEPORTIVO

6 ESTUDIO DE LAS NECESIDADES

7

8 ELEMENTOS PARA LA INSTALACIÓN -Módulos solares: JinkoSolar JKM250P-60 Policristalinas de 250Wp Vn = 24V Ap = 8,2A Dimensiones = 1665x992mm

9 ELEMENTOS PARA LA INSTALACIÓN -Soportes: -STR02H-1642-994 de Technosun. -Para dos módulos en horizontal. -Regulables de 10 a 60º.

10 ELEMENTOS PARA LA INSTALACIÓN -Reguladores: -Victron Energy MPPT 85-150 -Soportan 85A -Entrada hasta 150V -Gran eficiencia -Protecciones internas.

11 ELEMENTOS PARA LA INSTALACIÓN -Inversores: -Victron Energy QUATTRO 10kW -Cargador a 140A -Salidas en paralelo (hasta 10ud) -Opción de conexión a red -Opción de salida en trifásica

12 ELEMENTOS PARA LA INSTALACIÓN -Baterías: -Victron Energy OPzS3000 -Construidas con Pb-ácido -Precio económico -Bajo mantenimiento

13 ELEMENTOS PARA LA INSTALACIÓN -Equipo de monitorización: -Victron Energy Color Control GX -Victron Energy Bmv-600S -Unitec 4070

14 ELEMENTOS PARA LA INSTALACIÓN -Cableado: -Prysmian Retenax Flex 0,6/1kV RV-K -Prysmian P-Sun 2.0 0,6/1kV ZZ-F

15 ELEMENTOS PARA LA INSTALACIÓN -Canalizaciones: - Aiscan DP Normal y CMP -Protecciones auxiliares: -DF Electric Nh gC

16 ESTUDIO DE CONSUMO Elementos Horas mensuales EneFebMarAbrMayJunJulAgoSepOctNovDic Luminarias fútbol604851483510808485160 Bomba riego00012615 6000 Luminarias vestuarios48 405800002448 Secamanos30 22002030 Calefacción90729052000004090 Calefactor de agua60486052 28302052 60 Luminarias bar1089610078545862 5860100 Frigorífico+congelador360 400420 400360 Cafetera6048505254302015 4850 Microondas48 403630201510123040 Lavavajillas272825232726312526 2524 TV135120130115135162186126162 130 Luminarias sala multiusos363032362200036 32 Luminarias frontón4032 2412 32 Luminarias pádel 111096100928142463852104100 Luminarias pádel 211096100928142463852104100 Luminarias pádel 311096100928142463852104100 Luminarias vest. piscina000001731250000 Depuradora000008821620090000 Luminarias parque y amb135120125110785260 52130135 Luminarias caseta vigilante81727570260000 7581 Ordenador817275708178 6278 7581 TOTAL (kWh/mes) 172915601623148113311147132211661183149416331653 Dias abierto 272825232729312526 2524

17 ESTUDIO DE CONSUMO Potencia instalada = 55,4kW Consumo anual = 28114kWh/año

18 RADIACIÓN SOLAR (60º)(35º)(15º) Mes kW/m2 mes Enero 137,64123,6998,27 Febrero 140,84134,12112,84 Marzo 172,98179,49164,61 Abril 155,1177,3176,1 Mayo 156,24194,68205,53 Junio 153,3201218,7 Julio 167,09215,45231,26 Agosto 170,81202,43205,53 Septiembre 160,5172,2162,6 Octubre 157,79155,31135,47 Noviembre 131,7120,983,4 Diciembre 124,31110,3686,18

19 COEFICIENTE MÁS DESFAVORABLE Mes Cmd(60º)Cmd(35º)Cmd(15º) Enero 530,76593,93745,44 Febrero 443,74466,3580,1 Marzo 392,88379,66414,3 Abril 385,67337,95339,8 Mayo 312,52251,6238,19 Junio 214,4163,5150,7 Julio 228,37177,48165,19 Agosto 188,7159,5157,23 Septiembre 232,2216,6230,05 Octubre 383,18390,7447,86 Noviembre 516,21566,55819,09 Diciembre 561633435,42

20 PANELES SOLARES Al emplear reguladores maximizadores la configuración será: - 6 paneles en serie (144 Vp) y 27 líneas en paralelo (221,4 Ap) - Paneles totales instalados = 162 placas - Potencia instalada en placas = 40,5 kWp - 81 soportes necesarios Sobredimensionamiento = 18%

21 DISTRIBUCIÓN DE LAS PLACAS -Deben colocarse a una distancia entre ellas suficiente como para que cada fila no produzca sombra sobre la siguiente. -Las dimensiones de cada placa son 1,665x0,992 m -La instalación se encuentra en la latitud 38°55'21.7"N, tomamos el valor para 39º, k = 2,475 l = 2.475 x 0,992 x sin60º = 2.12 m

22 DISTRIBUCIÓN DE LAS PLACAS Cubierta 1 = 11 x 6 = 66 placas 310 m2 de cubierta 287 m2 ocupados (92,5%)

23 DISTRIBUCIÓN DE LAS PLACAS Cubierta 2 = 6 x 4 = 24 placas 104,6 mm2 ocupados de 119mm2 (87,9%) Cubierta 3 = 7 x 4+2 = 30 placas 130,8mm2 ocupados de 140,5mm2 (93,1%)

24 DISTRIBUCIÓN DE LAS PLACAS Total en cubiertas = 120 placas Se diseña un cobertizo para alojar las 42 placas restantes. En el terreno vacío. Se dispone de 265m2 los cuales las placas ocupan 183m2

25 BATERÍA Y AUTONOMÍA -Se elige 3 días de autonomía y profundidad de descarga 0,7. C 72 = 12440 Ah de batería -Las baterías se instalarán en tres filas de 24 vasos serie de 2V. C 72 = 12440 / 3 = 4146.6 = 4300 Ah cada batería Días aut. mes más desf. = 4.44 días

26 INVERSORES - La potencia instalada en el polideportivo es de 55,4kW. - Al emplear inversores de 10kW se necesitan 6 para cubrir la demanda máxima. - La condición de funcionamiento a plena carga es improbable y a la vez incompatible. Se instalarán 5 inversores, simplificado de la instalación y ahorro en el precio final Potencia de la instalación = 50kW

27 REGULADORES -El equipo de reguladores debe ser capaz de soportar la intensidad pico de los paneles solares. -Según la configuración y el inversor empleado, se admite un máximo de 10 líneas por regulador. Se instalarán 3 reguladores con 9 líneas cada uno.

28 CABLEADO -Cada cable solo podrá transportar un máximo de la corriente de 9 líneas (un cable por cubierta) así será más fácil identificar de qué grupo de placas proviene la corriente. -La caída de tensión admitida en voltios, se tomará de un 1% para dotar de una máxima eficiencia a la instalación.

29 CABLEADO UbicaciónCableCorriente(Ap)Longitud (m)Sección (mm2) Sección normal(mm2)Sobredim. (%) Cubierta 1C1.1.73,81018,31258.45 C1.2.16,4104,067632.2 Cubierta 2C232,81210,331635.43 Cubierta 3C3413232,53357.5 Cubierta 4C457,4110156,59518515.3 Cable bateríasCB851225,293527.7 Cable principalCP217,31240,495019.09

30 CABLEADO EN TOMA DE TIERRA La puesta a tierra se compone por 4 picas cilíndricas de cobre desnudo de 150micras, unidas por un conductor de cobre desnudo.

31 PRODUCCIÓN ESTIMADA

32 PRESUPUESTO ElementoDescripciónUnidadesPrecio udTotal 1 Paneles solares 162137,520250 2Reguladores34601380 3 Baterías 7271551480 4Inversores5250715042 TOTAL 87820 ElementoDescripciónUnidadesPrecio udTotal 5Estructuras81108.99028 6Cableado, tuercas, tubos, canaletas, y equipamiento vario --7036 7Zanjas y rellenado50 m8.2 €/m610 TOTAL 16674

33 PRESUPUESTO ElementoDescripciónTotal 8Total + IVA(21%)126440 9Mano de obra y beneficio21836 TOTAL INSTALACIÓN 148276€ Coste del Wp instalado: Coste = 3.66 €/Wp

34 COSTE DE LA ENERGÍA Para obtener el coste de la energía, debemos situarnos en el precio de la instalación en 25 y 40 años vista. DescripciónUnidadesPrecio unidadTotal Coste inicial sin IVA 1125284,63 Inversores5250712535 Baterías7271551480 Reguladores34601380 M.O. y beneficio --3000 TOTALA 25 años 193679,63 La cantidad de energía anual es la suma de cada mes: kWh/año = 28144 kWh/año Energía total = 28144 kWh/año x 25 años x 0.9 = 633240 kWh Coste kWh = Coste total a 25 años / Energía total = 0.3058€/kWh

35 COSTE DE LA ENERGÍA Para obtener el coste de la energía, debemos situarnos en el precio de la instalación en 25 y 40 años vista. DescripciónUnidadesPrecio unidadTotal Coste a 25 años 1193679,63 Inversores5250715042 Baterías7271551480 Reguladores34601380 M.O. y beneficio --3000 TOTALA 40 años 259374,63 Energía total = 28144 kWh/año x 40 años x 0.9 = 1013184 kWh Coste kWh = Coste total a 40 años / Energía total = 0.259€/kWh

36 AMORTIZACIÓN DE LA INSTALACIÓN Suponiendo que el precio de la energía por la compañía eléctrica es de 0,3€/kWh

37 INSTALACIÓN ELÉCTRICA DE UN POLIDEPORTIVO POR MEDIO DE PLACAS SOLARES Autor: Ivan Frasquet Parets Tutor: Arturo Gil Gil Trabajo final de grado