Kits Preconfigurados GS-100+ + KIT SPANISH - 2016... · tiempo de funcionamiento estimado para...

KIT GS-100+ SISTEMA FOTOVOLTAICO EXPANSIBLE DE GENERACIÓN DE

ENERGÍA MANUAL DE CONFIGURACIÓN

Rev. 130503

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Tel. 1-877-264-1014 (gratuito), 1-541-349-9000, Fax: 1-541-343-9000 Válido desde mayo de 2013 1

Kits Preconfigurados GS-100+

Manual

©Copyright 2012, Grape Solar, Inc. Todos los Derechos Reservados



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Resumen Los Kits Solares Preconfigurados GS-100+ están diseñados para ser generadores solares modulares y expansibles, capaces de atender diversos requerimientos de producción de energía. Estos kits pueden ser tan sencillos como un cargador de batería o pueden expandirse para suministrar la energía suficiente para asistir continuamente una cabaña. Con todo lo que usted necesita y nada que no necesite, estos kits son los más rentables de su tipo. Grape Solar comprende que un solo tamaño no sirve para todos los casos cuando se trata de la energía solar, y que el consumo de energía tiende a aumentar con el tiempo. Con el Kit Solar Preconfigurado GS-100+, usted podrá cumplir sus objetivos de generación de energía en un sistema que puede crecer de forma rentable con sus necesidades cambiantes.

Índice Dimensionamiento del Sistema: ..................................................................................... 4

Paso 1 - Determine su Consumo .................................................................................... 4

Paso 2 - Calcule el Número de Paneles ......................................................................... 5

Paso 3 – Dimensionamiento del Inversor ....................................................................... 6

Paso 4 – Dimensionamiento del Banco de Baterías ....................................................... 8

Conexión de Paneles en Paralelo ................................................................................... 9

Estructura de Montaje y Accesorios Adicionales........................................................ 10



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Dimensionamiento del Sistema:

Paso 1 - Determine su Consumo

Para determinar el tamaño total del sistema, usted debe calcular primero su consumo en vatios-hora (Wh) por día. Iluminación Si usted tiene cuatro luces LED de 15 W (el vatiaje real, no el vatiaje equivalente) que piensa tener encendidas durante 8 horas al día, debe tomar el vatiaje de cada foco, multiplicarlo por el número de focos y multiplicar ese resultado por el número de horas de tiempo de funcionamiento por día.

4 focos x 15 W/foco x 8 horas/día = 480 Wh/día Bombas y Motores Si tiene pensado hacer funcionar una bomba de 1 caballo de fuerza (hp) durante 1/2 hora al día, debe convertir primero los hp a vatios: 1hp = 745 W. Luego multiplique ese resultado por el número de horas de tiempo de funcionamiento por día.

1 bomba x 745 W/bomba x 0,5 horas/día = 373 Wh/día Aparatos Electrónicos Diversos Si usted desea un sistema que abastezca de energía a su laptop durante 6 horas al día más un horno microondas durante 10 minutos al día, deberá primero determinar el vatiaje de cada aparato. Por lo general, esta información figura en el aparato mismo o puede acceder a ella a través de una búsqueda en Internet. Supongamos que la laptop consume 65 W y que el microondas consume 800 W. Multiplique el vatiaje de cada aparato por su tiempo de funcionamiento y sume los dos números.

1 laptop x 65 W/laptop x 6 horas/día = 390 Wh/día 1 microondas x 800 W/microonda x (10/60) horas/día = 134 Wh/día

390 Wh/día + 134 Wh/día = 523 Wh/día Carga de Batería Si tiene pensado mantener cargado un banco de baterías, sume primero la capacidad amperio-hora (Ah) de todas las baterías de su sistema. Por lo general, la capacidad Ah figura en uno de los lados de la batería. Por ejemplo, un RV con dos 80 Ah debería tener un banco de baterías de 160 Ah. Para este cálculo, es irrelevante si las baterías están conectadas en serie o en paralelo. La mayoría de las baterías solo pueden descargar el 50% de su capacidad Ah, de modo que solo es necesario recargar el 50% de su valor nominal total para que recuperen su carga completa. En



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este caso, eso sería 160 dividido entre dos, lo que da un resultado de 80 Ah. Para convertir Ah a vatios-hora, multiplique 80 Ah por 12 V.

2 baterías/día x 80 Ah/batería x 0,50 x 12 V = 960 Wh/día Vatios vs. Vatios-hora Recuerde que los vatios son una medida de la potencia instantánea, y no se deben confundir con los vatios-hora, que refieren al consumo real de energía. Los vatios deben multiplicarse por el tiempo de funcionamiento estimado para determinar el consumo de energía. Una buena analogía sería la velocidad vs. la distancia. Los vatios equivalen a la velocidad, mientras que los vatios-hora serían la distancia. Para determinar el número de paneles necesarios, es preciso conocer la “distancia”.


Paso 2 - Calcule el Número de Paneles

En un día promedio, un solo panel de 100 W producirá unos 300 vatios-hora (Wh) de carga. Esta cifra variará dependiendo de la temperatura, el brillo solar y el tiempo de exposición al sol. En verano, la producción será mayor que en invierno. En los días de sol radiante, la potencia generada será mayor que en los días nublados.

Un solo panel de 100 W tendrá una producción diaria promedio de:

300 vatios-hora (Wh) = 0,30 kilovatio-hora (kWh) = 25 amperios-hora (Ah)

Después de determinar su consumo en el paso uno, divida ese número entre la producción de un solo panel: Ejemplo de iluminación: Cuatro LED de 15 W durante 8 horas al día

480 Wh / 300 Wh/panel = 1,6 panel = 2 paneles

Ejemplo de Bombas y Motores: Una bomba de 1hp durante 1/2 hora al día


Ejemplo de Aparatos Electrónicos Diversos: Una laptop de 65 W durante 6 horas y un horno microondas de 800 W durante 10 minutos al día



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Ejemplo de Carga de Batería: Dos baterías de 80 Ah por día

960 Wh / 300 Wh/panel = 3,2 paneles = 4 paneles

Producción Específica de Área: Para realizar estimaciones más precisas sobre la producción de los paneles, se puede recurrir a un programa en línea que toma en cuenta el clima local, la latitud, el ángulo de inclinación y la orientación del panel. Acceda al simulador a través de esta página:

http://rredc.nrel.gov/solar/calculators/PVWATTS/version1 1. Haga clic en su Estado 2. Haga clic en la ciudad más cercana a su ubicación 3. Cambie el valor nominal CC de 4,0 a 100 (para simular un panel único de 100 W)* 4. Cambie el ángulo de inclinación a la inclinación que tenga su panel (lo ideal es que sea igual a su latitud) 5. Confirme que su azimut sea correcto (180 grados, con orientación sur, es lo óptimo) 6. Haga clic en “Calculate” (Calcular) Una nueva página mostrará un cuadro de “Results” (Resultados). La columna del medio “AC energy” (energía CA) mostrará la potencia generada de su panel, detallada por cada mes en vatios-hora*. Por ejemplo, el total de vatios-hora para un panel óptimamente inclinado para un año de producción en Eugene es de 106.794 Wh. La producción diaria sería de 292 Wh. *Nota: PV Watts utiliza kW y kWh. Si usted escribe 0,1kW para representar un panel de 100 W, el programa redondea el valor ingresado hasta 4,0 kW. Para ajustar esto, sustituya mentalmente los kW por W. Ingrese sus datos en vatios (W = 1/1000 de un kW) y tenga en cuenta que su potencia generada está expresada en Wh, no en kWh, como se muestra en el sitio web.

106.794 Wh/año / 365 días/año = 292 Wh/día


Paso 3 – Dimensionamiento del Inversor

Los paneles solares generan corriente continua (CC) que se transmite a través de un controlador de carga a un banco de baterías. Si usted tiene una aplicación que necesita corriente alterna (CA), necesitará un inversor para extraer esa energía de la batería y convertirla en 120 V CA.

http://rredc.nrel.gov/solar/calculators/PVWATTS/version1



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Al seleccionar un inversor es importante conocer el vatiaje total de su carga. En el Paso 1, determinamos el consumo vatios-hora, pero para el dimensionamiento del inversor podemos volver a utilizar solo vatios e ignorar el factor tiempo. El KIT GS-100+ tiene dos opciones para los inversores, un inversor ligero de onda sinusoidal modificada de 450 W y un inversor pesado de onda sinusoidal pura de 2000 W. Debido al diseño modular de este kit, es posible utilizar otros inversores siempre que sean compatibles con la tensión del banco de baterías. Ejemplo de Iluminación: Cuatro LED de 15 W durante 8 horas al día

4 Focos x 15 W/foco = 60 W Use el inversor pequeño de 450 W Ejemplo de Bombas y Motores: Una bomba de 1hp durante 1/2 hora al día

1 bomba x 745 W/bomba = 745 W Use el inversor más grande de 2000 W

Ejemplo de Aparatos Electrónicos Diversos: Una laptop de 65 W durante 6 horas y un horno microondas de 800 W durante 10 minutos al día

1 laptop x 65 W/laptop = 65 W Use el inversor de 450 W

1 microondas x 800 W/microondas = 800 W Use el inversor de 2000 W

Juntos = 65 W + 800 W = 865 W Use el inversor de 2000 W Ejemplo de Carga de Batería: Dos baterías de 80 Ah por día

No se necesita CA - No se necesita inversor Onda Sinusoidal Pura vs. Onda Sinusoidal Modificada La opción del inversor de 450 W utiliza lo que se denomina onda sinusoidal modificada. Esto significa que la potencia de salida del inversor se parece más a un patrón de peldaños de escalera que a la onda suave que se muestra en el diagrama anterior. La Onda Sinusoidal Modificada es



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buena para cargar aparatos pequeños, pero si tiene pensado utilizar cualquier cosa que tenga un motor CA, necesitará el inversor de 2000 W con potencia de salida de onda sinusoidal pura. Asimismo, algunos equipos estereofónicos y de música pueden emitir un zumbido no deseado al encenderse con un inversor de onda sinusoidal modificada.


Paso 4 – Dimensionamiento del Banco de Baterías

Los Kits Solares Preconfigurados GS-100+ no vienen con baterías, pero funcionan con la mayoría de las baterías de ciclo profundo. Las baterías de ciclo profundo están diseñadas para cargarse y descargarse con frecuencia, a diferencia de las baterías estándar de auto, que pueden mantener una carga constante en cierta medida. Las baterías de ciclo profundo vienen en muchas formas, como las baterías de plomo-ácido, las baterías AGM selladas y las baterías de ión-litio. Una batería típica de ciclo profundo puede descargar un 50% de su capacidad amperio-hora (Ah). Si necesita una batería para almacenar 1200 Wh de carga, primero debe convertir los 1200 Wh a Ah dividiéndolos entre 12V (la tensión de una batería) para obtener 100 Ah. Puesto que la batería solo puede descargarse al 50% de su capacidad, usted debe dividir los 100 Ah entre 50% para obtener 200 Ah. Un banco de baterías de 200 Ah almacenará 1200 Wh de potencia utilizable.

1200 Wh / 12 V = 100 Ah 100 Ah / 0,50 = banco de baterías de 200 Ah

Ejemplo de Iluminación: Cuatro LED de 15 W durante 8 horas al día, un día de reserva

480 Wh / 12 V = 40 Ah (40 Ah / 0,50) x 1 día = banco de baterías de 80 Ah

Ejemplo de Bombas y Motores: Una bomba de 1hp durante 1/2 hora al día, tres días de reserva

373 Wh / 12 V = 31 Ah (31 Ah / 0,50) x 3 días = banco de baterías de 187 Ah

Ejemplo de Aparatos Electrónicos Diversos: Una laptop de 65 W durante 6 horas y un horno microondas de 800 W durante 10 minutos, una semana de reserva

523 Wh / 12 V = 44 Ah (44 Ah / 0,50) x 7 días = banco de baterías de 616 Ah

Conexiones de las Baterías:



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Es posible conectar entre sí múltiples baterías para aumentar la capacidad de almacenamiento amperio-hora de su sistema. Puesto que el controlador de carga y los inversores en el KIT GS-100+ están diseñados para sistemas de 12 V, es importante que se conecten múltiples baterías de 12V en paralelo, y si su sistema incorpora baterías de 6 V, estas deben conectarse de a dos en serie.

Vida Útil de la Batería: Las baterías tienen una duración limitada. Una batería que se descarga en un 50% cada día no durará tanto como una batería que solo se descarga en un 20% cada día. Considere esto al diseñar su sistema; agregar “demasiadas” baterías no afectará negativamente el rendimiento eléctrico de su kit, sino que incrementará la vida útil de todas las baterías del sistema.

Conexión de Paneles en Paralelo

El panel GS-P-Star-100W viene con cables MC4 900 mm, uno para el polo positivo + y el otro para el negativo -. Los conectores se enchufan a los cables MC4 en el caso del Controlador de Carga o, en sistemas de paneles múltiples, se enchufan a los conectores de derivación en T MC4. Los paneles pueden conectarse en paralelo (+ a + y - a -) o en serie (+ a -), pero nunca conecte más de dos paneles en serie pues ello provocaría una tensión que es demasiado alta para el controlador de carga. A continuación se muestra algunos diagramas con conexiones en paralelo:

En establecimientos de suministros eléctricos bien provistos podrá encontrar cables y conectores MC4 adicionales, o en Amazon.com utilizando la palabra clave “MC4”.



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Estructura de Montaje y Accesorios Adicionales

Montaje Debido a la amplia variedad de posibles aplicaciones para el usuario, los paneles Grape Solar no vienen de serie con estructura de montaje, sino con resistentes marcos de aluminio que tienen orificios de montaje y pueden instalarse en diversas estructuras y materiales, como marcos de madera o metal.



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Para una óptima producción de energía, los paneles solares deben orientarse en la dirección del sol para maximizar la superficie que reciba la luz. Puesto que el sol es un objetivo móvil, lo mejor es orientar el panel al sur (para quienes viven en el hemisferio norte) en un ángulo de inclinación igual a su latitud. Si tiene pensado instalar su panel en un RV, embarcación u otro vehículo, el Soporte Técnico de Grape Solar puede recomendar algunos productos de calidad. Llame al Soporte Técnico de Grape Solar al 1-877-264-1014. Disyuntores y Fusibles El KIT GS-100+ está diseñado para incluir solo los componentes básicos necesarios para la operación. En sistemas fotovoltaicos de baja tensión, la probabilidad de una sobretensión de energía que dañe su equipo es prácticamente nula; en consecuencia, no se incluye ni disyuntores ni fusibles. Sin embargo, eso no significa que la colocación de disyuntores y fusibles de dimensiones adecuadas dañen el rendimiento de su sistema. Puede agregarse disyuntores o fusibles entre los paneles y el controlador de carga (10 A por cada panel), entre el controlador de carga y el banco de baterías (30 A) y entre la batería y el inversor. Puesta a Tierra Los inversores y paneles tienen terminales de puesta a tierra, pero la puesta a tierra no constituye un requisito para la operación. En nuestro laboratorio de pruebas se ha hecho funcionar los sistemas con y sin puesta a tierra, sin diferencias en el rendimiento.

Preguntas Frecuentes ¿Cuántas baterías necesitaré para mis paneles? Las baterías tienen que ver con la cantidad de almacenamiento de energía que su sistema necesita, independientemente de cuánta capacidad de generación tenga usted. Usted puede tener 10 kW de paneles solares que carguen una batería de 36 Ah o podría tener un panel de 100 W que cargue 1200 Ah de baterías. El panel solo afecta la velocidad de carga de la batería. Si el banco de baterías está totalmente cargado, el controlador de carga evitará la sobrecarga.



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¿Qué inversores funcionarán con mis paneles? En un sistema de respaldo autónomo con batería, el inversor está conectado a un banco de baterías y los paneles transmiten la potencia al banco de baterías a través de un controlador de carga. Puesto que el inversor no está conectado directamente a los paneles, usted puede utilizar un inversor del tamaño que desee siempre que sea compatible con su banco de baterías y con los aparatos que tenga pensado hacer funcionar. Usted puede tener 10 kW de paneles solares en el mismo sistema como un inversor de 450 W o podría tener un panel de 100 W en el mismo sistema como un inversor de 7 kW. El tamaño del inversor solo limita el tamaño de los aparatos que su sistema puede hacer funcionar, lo que afecta la rapidez con la que se agota el banco de baterías. El tamaño del inversor no tiene nada que ver con el número de paneles. ¿Son paneles de 12 V o 24 V? La tensión de los paneles varía dependiendo de la temperatura y luminosidad, y de la carga. La típica tensión de funcionamiento de estos paneles es de 18,5 V. Si el panel fuera exactamente de 12 V, no habría un diferencial suficientemente grande entre los paneles y la batería para que la corriente fluya desde el panel hasta la batería. Si usted encuentra publicidad que ofrece paneles de “12 V”, lo más probable es que no sean realmente paneles de 12 V. Si fueran paneles de 12 V, usted no los querría para cargar baterías de 12 V porque no funcionarían. El controlador de carga cambia la potencia de salida del panel de los 18,5 V a los alrededor de 13,5 V que se transmitirían a la batería. Si el controlador de carga está disminuyendo la tensión, ¿estoy perdiendo potencia? La potencia equivale a la tensión multiplicada por la corriente (amperios). Cuando el controlador de carga disminuye la tensión, aumenta la corriente, como un transformador. Mi equipo está conectado correctamente pero casi no recibo corriente, ¿por qué? Verifique la tensión de su banco de baterías. Si la tensión es de más de 13 V, el controlador de carga podría estar reduciendo el flujo para evitar la sobrecarga de la batería. Esto significa que su sistema está funcionando perfectamente. Si la tensión de la batería es baja, la batería podría estar dañada. Si el problema persiste, póngase en contacto con soporte al cliente de Grape Solar.

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