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Tecnología en Marcha, Vol. 32, N.° 3, Julio-Setiembre 2019 66 Dimensionamiento de sistemas fotovoltaicos mediante una interfaz gráfica Photovoltaic systems sizing using graphical user interface Kenneth Vega-Carranza 1 , Juan Francisco Piedra-Segura 2 , Gustavo Richmond-Navarro 3 Fecha de recepción: 13 de agosto de 2018 Fecha de aceptación: 6 de noviembre de 2018 Vega-Carranza, K; Piedra-Segura, J; Richmond-Navarro, G. Dimensionamiento de sistemas fotovoltaicos mediante una interfaz gráfica. Tecnología en Marcha. Vol. 32-3. Julio-Se- tiembre 2019. Pág. 66-78. DOI: https://doi.org/10.18845/tm.v32i3.4480 1 Ingeniero Eléctrico. Unidad Verificadora de la Calidad del Suministro Eléctrico. Univer - sidad de Costa Rica. Costa Rica. Correo electrónico: [email protected]. https://orcid.org/0000-0003-0124-6099 2 Ing. Electromecánico. Escuela de Ingeniería Electromecánica, Instituto Tecnológico de Costa Rica y Dirección de Proyectos Caja Costarricense de Seguro Social. Costa Rica. Correo: [email protected]. https://orcid.org/0000-0002-7523-4499 3 Ing. Electromecánico. Escuela de Ingeniería Electromecánica, Instituto Tecnológico de Costa Rica. Costa Rica. Correo electrónico: [email protected]. https://orcid.org/0000-0001-5147-5952

Dimensionamiento de sistemas fotovoltaicos mediante una ... · sistemas conectados a la red se busca maximizar la producción de energía mientras que en los sistemas autónomos se

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Tecnología en Marcha, Vol. 32, N.° 3, Julio-Setiembre 201966

Dimensionamiento de sistemas fotovoltaicos mediante una interfaz gráfica Photovoltaic systems sizing using graphical user interface Kenneth Vega-Carranza1, Juan Francisco Piedra-Segura2, Gustavo Richmond-Navarro3

Fecha de recepción: 13 de agosto de 2018 Fecha de aceptación: 6 de noviembre de 2018

Vega-Carranza, K; Piedra-Segura, J; Richmond-Navarro, G. Dimensionamiento de sistemas fotovoltaicos mediante una interfaz gráfica. Tecnología en Marcha. Vol. 32-3. Julio-Se-tiembre 2019. Pág. 66-78. DOI: https://doi.org/10.18845/tm.v32i3.4480

1 IngenieroEléctrico.UnidadVerificadora delaCalidaddelSuministro Eléctrico.Univer-sidaddeCostaRica.CostaRica.Correoelectrónico:[email protected].

https://orcid.org/0000-0003-0124-60992 Ing.Electromecánico.EscueladeIngenieríaElectromecánica,InstitutoTecnológicode

CostaRicayDireccióndeProyectosCajaCostarricensedeSeguroSocial.CostaRica.Correo:[email protected].

https://orcid.org/0000-0002-7523-44993 Ing.Electromecánico.EscueladeIngenieríaElectromecánica,InstitutoTecnológicode

CostaRica.CostaRica.Correoelectrónico:[email protected]. https://orcid.org/0000-0001-5147-5952

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Palabras claveEnergíasrenovables;sistemasfotovoltaicos;panelsolar;batería;reguladordecarga;inversor.

ResumenEsteartículo,muestralaimplementacióndeunainterfazgráficadesarrolladaenMATLABparaeldimensionamientodelosprincipalescomponentesdeunsistemafotovoltaico,seaconectadoa la red como autónomo. El primer paso consiste en el cálculo de la cantidad de panelesrequeridos para cierta demanda de energía y para ciertas variaciones que dependen delsistemaydelosnivelesderadiaciónsolarenlazona,seguidamentesedimensionaelbancodebaterías-paraelcasodelossistemasautónomos(off-grid)-,posteriormentesedimensionanlosinversoresylosreguladoresdecarga-encasodetenerbancodebaterías-.Porúltimo,lainterfazmuestrauna tablade resumencon lacantidaddeelementosautilizar,asícomo lascaracterísticaseléctricasnominalesdeestos.

KeywordsRenewableenergy;photovoltaicsystems;solarpanel;battery;solarcontroller;inverter.

AbstractThispapershowsagraphicalinterfaceimplementationcarriedoutusingMATLABtodeterminethesizeof themaincomponentsofaphotovoltaicsystem.With this interface it ispossible toselectthemaincomponentsinoff-gridandon-gridsystems.First,itisnecessarycalculatethephotovoltaicarrayaccordingtotheenergydemandandsomeconditionsrelatedtosolarradiationandthesystem’sconfiguration.Then,foroff-gridsystems,itwillbenecessarytodeterminethesizeandarrayforthebatteries.Afterthat,itwillpossibletoselectsolarcontrollers(foroffgridsystems)andinverters(forbothkindsofsystems).Finally,thegraphicalinterfacewillshowasummarytablewiththequantityofeachcomponentanditsmainelectricalspecs.

IntroducciónDesde hace aproximadamente medio siglo, las fuentes de energía renovables han sidoaprovechadasenformamásrecurrenteporelserhumano,paraeldesempeñodesuslaborescotidianas; entre estas fuentes de energía se encuentran la solar, la eólica y la hidráulica.Durante la revolución industrial (1760-1840) estas fuerondesechadaspor el bajo precio delpetróleo[1].En laactualidad,elaumentoenelpreciodelpetróleo, lacrecientedemandadeenergíaeléctrica yel cambioclimáticocomprometena todas las institucionese industriasabuscarfuentesdeenergíarenovables.Enestesentidolostemasrelacionadosconlaenergía,comoelaumentodelospreciosdelpetróleo,tienenconsecuenciasdirectaseinmediatas[2];loquehapropiciadolabúsquedayaprovechamientodeotrasfuentesdeenergía.Inclusolosobjetivos de desarrollo sostenible del Programa de las Naciones Unidas para el Desarrolloestablecencomosusétimoobjetivoalaenergíaasequibleynocontaminante[3].Lasfuentesrenovablessonlimpias,decostocadavezmáscompetitivoypresentanmúltiplesventajas.Laenergíasolarfotovoltaicapresentalassiguientescaracterísticas[2]:

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• Puede utilizarse en zonasdonde no se cuenta condistribución eléctrica, por ejemplo,zonasrurales[4].

• Alserunsistemasincomponentesenmovimientoelcostopormantenimientosereduceylosfallossonmenosfrecuentesqueotrossistemasdeenergíasrenovables.

• Loscomponentesconstituyentesprácticamentenogeneranruido.• Durantesuoperaciónnogeneranemisionesdegasescontaminantesporloqueayudaa

laconservacióndelambiente.Lossistemasfotovoltaicossonsistemasdegeneracióndeenergíaeléctrica,quepuedenvariarensutamañoyaplicaciones,diseñadosparaatenderpequeñasdemandasdeenergíahastagrandesgeneradoresenparquessolares.Comopartedelacrecienteexplotacióndeenergíasrenovablesolimpias,lautilizacióndeherramientascomputacionalesquefacilitenlosprocesosdediseñoesdegranutilidad[4].Enelcasoespecíficodelaenergíafotovoltaicaeldiseñodelossistemas,yaseanautónomoso conectados a la red eléctrica, por medio de paquetes computacionales representan unaaplicacióndegranvalortécnico.EstetrabajomuestraunainterfazgráficaimplementadaenlaplataformaMATLAB,enlaquesepermitedimensionarlossistemasfotovoltaicosdepequeñaescala,seanautónomosoconectadosalared,deformarápidayconfiable.

Generalidades de los sistemas fotovoltaicosLos sistemas fotovoltaicos pueden clasificarse en formamuygeneral en dos tipos, a saber,autónomos(off-grid) yconectadosalared (on-grid).Lossistemasautónomossonaquellosquenoseconectana la reddedistribucióneléctrica.Porlogeneralseubicanensitiosalejadossinservicioeléctricopúblico.Elsistemaautónomopermite almacenar la energía por medio de un banco de baterías cuyo dimensionamientodependeentreotrosfactoresdelosdíasdeautonomíaqueserequieran.Enmuchoscasosesmáseconómica la implementacióndeunsistemafotovoltaicoque la instalaciónde líneasdedistribución.En los sistemas conectados a la red el sistema fotovoltaico está conectado con la red dedistribuciónpública.Poresta razón,escomúnqueno incluyanbancosdebaterías;aunqueactualmenteexisteunatendenciaparaincluirbateríascomomedioderespaldo.Lainteracciónde laenergía,entiéndasecomo la inyeccióndeelectricidada la redpúblicacuandoexistanexcedentes desde el sistema fotovoltaico o el consumode la red cuando se consumamásde lo producido por el arreglo fotovoltaico [5] debe regirse por la legislación nacional o lacorrespondiente. Por ejemplo, en Costa Rica se debe considerar el decreto 39220-MINAE“Reglamento generación distribuida para autoconsumo con fuentes renovables modelo de contratación medición neta sencilla”.Lacantidaddeenergíaquesepuedeproducirdependedevarios factoresentre losquesepuedenmencionarlosambientales(irradianciaytemperatura),geográficos(latitud,presenciadesombras,entreotros)y laeficienciade losdistintoselementoseléctricosdelsistema.Poresta razón, cada elemento debe ser evaluado pues influye en el dimensionamiento de lossistemasfotovoltaicos.Elprincipalfactorambientaleslaradiaciónsolardisponibleenlazona.Estefactorsepuedeverafectadoporlanubosidadasociadaalaestacionalidaddelaño(enelcasodeCostaRicaépocasecaylluviosa).Otrosfactorescomolahumedad,latemperaturaylavelocidaddelvientoafectanyasealaeficienciaodurabilidaddelsistema[6].Además,lasaltastemperaturasdisminuyenlaeficienciadelospanelesfotovoltaicos[7].Unfactorgeográficodesumarelevanciaes la latitud,puesestadetermina factoresde instalaciónysueficiencia[8].

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DebidoalaubicacióndeCostaRicaserecomiendaquelospanelesfotovoltaicosseorientenhaciael surconuna inclinaciónentre0y15gradosaproximadamente.Lapresenciade lassombrasproducidaspormontañas,edificiosuotroselementosqueobstaculicen laradiaciónsolar sobreceldas fotovoltaicasdebenconsiderarsepuespueden reducirel rendimientodelsistema.Losaspectoseléctricosquedisminuyenlaeficienciadelossistemasfotovoltaicostalescomoperdidasen losconductoresporefectoJoule,eficienciaen laconversióncorrientecontinua-corrientealternaenlosinversoresyperdidasenlosacumuladoresdeenergía(baterías)debensertambiénconsiderados.

Método de cálculo seleccionadoEn[5]seexponeenformaclaralosmétodosdecálculoexistentesparasistemasfotovoltaicos.Losmétodosdecálculohanvariadopocodesdehacealgunosaños.Apartirdeesemomento,eldesarrollodel temadeenergíasolar fotovoltaicasehacentradoprincipalmenteendiseñodepanelesfotovoltaicos,inversores,reguladoresdecargaybateríasmáseficientesyeconómicos.Sibienelmétododesarrolladonoincluyeelefectodevariablescomoelángulodeinclinaciónolatemperaturaambiente;incluyeotrasvariablesqueacriteriode losautoreshacendelmétodounaaproximaciónconfiableeneldimensionamientode lossistemasfotovoltaicos.Existen diferentes métodos para el dimensionamiento de sistemas fotovoltaicos, unos máscomplicadosqueotros.Elmétodoqueseutilizaparaeldesarrollodelainterfazesdelosmássencillosqueexisten,dadoquesebuscaqueunapersona,conconocimientosintermediosenel tema,pueda realizareldimensionamientodeestossinnecesidaddeentenderdesarrollosmatemáticos avanzados; dandoa su vez unabuenaaproximación en los resultados. En lossistemasconectadosa laredsebuscamaximizar laproduccióndeenergíamientrasqueenlossistemasautónomossebuscamayoritariamentelafiabilidad,esdecirsebuscaminimizarlosfallosenelsistema[9]yelsuministrodeenergíacuandoserequiera,inclusoenperíodosde baja radiación solar. El método se basa en la estimación del consumo de energía y eldimensionamientodelequipamiento:generadorfotovoltaico,bancodebateríasyreguladordecarga (parasistemasautónomos)e inversor (tantoparasistemasconectadosa la redcomosistemasautónomos).Ladiferenciabásicaen la topologíayelmétododedimensionamientopara sistemasautónomosyconectadosa la red, radicaen loselementosqueconformanelsistema de acumulación de energía y su control. Se utilizarán las mismas ecuaciones, sinconsiderar las variables y coeficientes que sean parte de dicho sistema. En la figura 1, semuestraundiagramadeflujodela interfazdiseñada,endichodiagramaexisteunatomadedecisiónconrespectoaltipodesistema,deserunsistemaautónomosesiguelasecuenciadelalgoritmo,diseñandoasíelsistemadeacumulación,detratarsedeunsistemaconectadoalared,seomitiríaelsistemadeacumulaciónyseprocedealdimensionamientodelosinversores.Lainterfazpermiteseleccionarlaopciónporseguirsegúneltipodesistemasobreelquesetrabaja.

Estructura de la interfazLa interfaz gráfica se diseñó utilizando la herramienta GUI (graphical user interface) de MATLAB, basándose en [10]. La herramienta desarrollada es de fácil uso y comprensión,presentainterfacesaccesibles,loquepermitealusuariounainteracciónrápidaeintuitiva.Enlafigura2,semuestralaventanainicialdelprograma.

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Estimación delconsumo

Dimensionamiento delgenerador FV

¿Sistemaautónomo?

Dimensionamientode baterías

No

Dimensionamientode regulador de carga

Dimensionamientode inversor

Resumen

Figura 1. Diagramadeflujodelainterfaz.

Estaventanasecomponedecincobloques,elbloquellamadoCoeficientesRendimientodelSistemaquedespliega los cuatro coeficientes involucrados en la ecuación 1. Según [11] laecuación1calculaelrendimientodelsistema,permitiendoestimarlaeficienciarealdelsistemaalconsideraralgunosfactoresqueproducenpérdidasdeenergía.

R k k k1 1b c v

k NPa

d( )( )= − − − −

(1)DondeReseelrendimientoglobaldelsistema,kb:coeficientedepérdidasenelacumulador,kc elcoeficientedepérdidasenelinversor,kv:coeficientedepérdidasvarias,ka el coeficiente de autodescarga,NelnúmerodedíasdeautonomíadelsistemayPdlaprofundidaddedescargade lasbaterías (a criterioprofesional se recomiendaque sea igual omayor a 80% [6], estopara noperjudicar la vidadeútil de lasmismas).Noobstante, un valormínimode50%deprofundidaddedescargaesaceptadoenbateríascontecnologíaácidoplomoinundadasodegel(VRLA);siendolascomúnmenteutilizadasactualmente.En el bloque titulado Cálculo Energía, se introducen los días de autonomía del sistema, laprofundidad de descarga y la energía teórica; es decir, la energía demandada estimada omedida(generalmenteparasistemasconectadosalaredseutilizandatosdeenergíaproductodemediciones)sinincluirlaspérdidasdelsistema.Parasistemasconectadosalareddonde

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nosedebenconsiderar losdíasdeautonomíani laprofundidaddedescarga;elusuariodelainterfazsolamentetienequedigitarceroyestanoconsiderarátalesvariables.Estaenergíateórica puede ser digitada en el espacio (si se cuenta con el dato de medición) o podrácalcularse,paraellosepresionaCalcularysemuestralaventanadelafigura3.

Figura 2. Interfazparaeldimensionamientodelarreglofotovoltaico.

Figura 3. Cálculodeenergíateórica.

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En la ventana de la figura 3, en la casilla de Carga se puede describir el tipo de carga yposteriormente indicar la potencia nominal de lamisma, la cantidad de cargas iguales y eltiempoestimadodeuso.Lainterfazcalculalaenergíateóricaparacadaunadelascargasylatotaldelsistema.Losespaciossombreadosmuestranlosresultadosdeloscálculos.

Unavezqueseconoceeldatodeenergía teórica (ET)elprogramaescapazdecalcular laenergía real (E) (incluyendo las pérdidas de energía ya descritas), la cual se obtiene de laecuación(2)deacuerdocon[11]:

E = ETR (2)

ElbloquetituladocomoHPS(horaspicosolares)yPotenciadespliegaunalistadelashorassolarespicomínimasanualesenalgunas regionesdelpaís;estosdatosson reales tomadosdelInstitutoMeteorológicoNacional[12]deCostaRicaparaelcasoenestudioyrepresentanunabasededatosinternaenelprogramadesarrollado.También,seincluyeotrabasededatosdemodelosdepanelessolares,loscualesseencuentrandisponiblesenelmercadonacional,consusdeterminadaspotenciasnominalesymodelos.Ambasbasesdedatosyotrasquesemencionarán más adelante, pueden ser actualizadas por un usuario con conocimientos enMATLAB.

Con estos datos y los obtenidos anteriormente ya se puede calcular el número de panelessolaresnecesariosparaalimentar lacarga,paraestecálculoseutiliza laecuación3[11].ElresultadosemuestraenelbloquePanelesunavezquesepresionaelbotónCalcular,queseencuentraenestemismobloque.

Np = E

0,9 Wp HPS (3)

DondeNpeselnúmerodepaneles,yWplapotencianominaldelpanel,comúnmentellamadapotenciapico.

Elúltimobloquedeestaventana(verfigura2), tienecuatrofuncionesespecíficas, laprimeraSalirquealpresionarlofinalizalaaplicación,lasegundaLimpiarqueborralosdatoscalculados(másnolosdigitados)yporultimoestánlasopcionesBateríaseInversores,estasúltimasdosopcionesnosllevanaldimensionamientodelasbateríasoensudefectoaldimensionamientodelosinversores.AlpresionarBateríassemuestralaventanaqueseobservaenlafigura4,alpresionarInversoresseobtienelaventanamostradaenlafigura6.Enlossistemasautónomos,existe una necesidad intrínseca de almacenar energía por lo que un banco de baterías(acumuladoresdeenergía)esnecesarioyeselmediomásusado[13],[5]conelfindeproveerenergíaenperíodosdealtanubosidaddondeelrendimientodelgeneradorfotovoltaicoesbajooenlasnochesdondelageneracióndeelectricidadesnula.Encasocontrariosielsistemaeson-grid, seprocederíaaldimensionamientodelosinversoresenformadirecta,siendounaelecciónquedebetomarelusuariodelainterfaz.

Laventanadelafigura4,poseetresrecuadros,enCaracterísticasdelaBateríaseencuentran:lacapacidaddecadabatería,latensióndelamismaylatensióndelsistema.Paracalcularlacapacidadrequeridadelbancodebateríasseutilizalaecuación(4),

C = E NV Pd (4)

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Figura 4. Dimensionamientodelbancodebaterías.

DondeCescapacidaddelbancodebateríasyVlatensióndelabatería.elnúmerodebateríassecalculaconlaecuación(5)deacuerdocon[11].

Nb =C

Cbat (5)DondeNbeselnúmerodebateríasyCbatlacapacidaddelabatería(Ah),lacualcorrespondealacapacidaddelasbateríasdisponiblescomercialmente.Sedeberesaltarqueunadelascaracterísticasmásimportantesdurante laoperacióndelasbateríaseselnúmerodeciclosdeoperación[6],situaciónquesedebeconsiderarcomounacaracterísticaadicionalalacapacidadseleccionadayconsiderandoqueestasdebenserdecicloprofundo.Laconexióndelasbaterías,olosarreglosdeestosensuconfiguración,tambiénsefacilita,considerandolatensióndelsistemaylacantidaddebateríascalculadas.EnelbloqueBaterías,semuestranlosresultadostrasaplicarlasecuacionesanteriores.Enelbloquesuperiorderechosecuentaconcuatroopciones,Salir,Limpiar, Iniciar (quedevuelvealusuarioa laventanaprincipal)yRegulador.Alpresionaresteúltimoseobtiene laventanamostradaenlafigura5.Paraestecaso,seeligeeltipodereguladorenelbloqueReguladoresdecarga,estotomandoencuenta la tensióndel sistemaseleccionado.Coneldatode la corrientedecortocircuitomáxima de los paneles solares y la corriente máxima que soporta el regulador, es posiblecalcularlacantidaddereguladoresdecargarequeridos.Según[9]lasecuacionesrequeridasparaelcálculodelnúmerodereguladoresNRsonlasmostradasen(6)y(7).

It = ISC Npp (6)

NR =ItIR (7)

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DondeItescorrientedecortocircuitomáximatotal,Isclacorrientedecortocircuitomáximaporpanel,NppelnúmerodepanelesenparaleloeIRlacorrientemáximadelregulador.

Figura 5. Dimensionamientodelosreguladoresdecarga.

ContinuandoenelrecuadroReguladoresdecarga,semuestraladistribuciónquedebentenerlospaneles,utilizandoparaestolasecuaciones(8)y(9)según[9].Enelcasodepanelesenserie:

Nps = VVp (8)

DondeNpseselnúmerodepanelesenserieyVplatensiónnominaldelpanel.Paraelcasodepanelesenparalelo.

Npp =Np

Nps (9)

DondeNppeselnúmerodepanelesenparalelo.Eltercerbloquecuentaconlasmismasopcionesdelaventanaanterior,conladiferenciadequeelsiguienteelementoadimensionarsonlosinversores.SisepresionaelbotónInversores,seobtienelaventanadelafigura6.Estacuentacondosbloquesprincipales,unoqueinvolucralosinversoresdegranpotencia(recomendadosparasistemasautónomosyutilizadosensistemasconectadosen la redalternativamente)yotrobloquecon losmicro-inversores (utilizadosporlogeneralparasistemasconectadosalared)[14].Elnúmerodeinversoresdegranpotencianecesariossecalculatomandocomoreferencialapotenciatotaldelsistema.Porotraparte,losmicroinversoresgeneralmentevanconectadosencadaunodelospaneles,estosignificaqueelnúmerodemicroinversoresescomúnmenteigualalnúmerodepaneles.

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Porúltimo,alpresionarelbotónTablaResumen, la interfazgenerauna tablaconel númerode elementos a utilizar en el proyecto, así como sus principales características (tensiones,corrientes,potencias)ylosarreglosrecomendadosparabateríasypaneles.Portanto,enestepuntosecuentaconla informaciónprimordialparaimplementarelsistemafotovoltaico.Enlafigura7,semuestralatablaresumenquegeneraelprograma.

Figura 6. Dimensionamientodelosinversores.

Seresaltaqueentrelascaracterísticasgeneralesdelainterfazseencuentraladisposicióndebotonesdeayudaencadaunadelasinterfacesquepermitenalusuarioconsultarinformaciónrelacionadaconelusodeestaherramientacomputacional.

Figura 7. Diagramadeflujodelainterfaz.

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ValidaciónSeusacomo referenciapara la validación,unejemplodesarrolladopor [9]paraunsistemaautónomo, esto porque elmétodo utilizado por los autores para calcular la energía real delsistemapresentadiferenciasconrespectoalutilizadoparaeldesarrollodelainterfaz.Deestaformasevalidatantolainterfazcomoelmétodoutilizado.Secuentaconunsistemaqueposeeunconsumoenergéticoteóricode3kWh,unapotenciademandadadeaproximadamente 800W,panelesde106W,HPSde1,5 kWh/m2,6 díasdeautonomíayunaprofundidaddedescargaen lasbateríasdel60%, losdatosobtenidospor[9]semuestranenelcuadro1.Paralasoluciónobtenidaenesteejemplo,ladistribucióndelarreglofotovoltaicosecomponede14gruposenparalelode2enserie.Tras ingresar losdatosa la interfaz seobtiene la solución.El cuadro1 tambiénmuestra losresultadosobtenidosyloscomparaconloscorrespondientespor[9].

Cuadro 1. Validacióndelosresultadosobtenidos.

Solucióndereferencia Soluciónpropuesta

Elemento Cantidad Capacidad Cantidad Capacidad

Paneles 27 106W 21 100W

Bancodebaterías - 1389A.h - 1960A.h

Reguladores - 182A 2 80A

Inversor 1 600W 1 800W

Fuentes:[9]yresultadossegúnlainterfazpropuesta.

Trasingresarlosdatosalainterfazseobtuvocomoresultadolomostradoenelcuadro1.Sepuedeobservarquelosresultadossonsimilares.EnlasoluciónpropuestaseusóunHPSde2.3kWh/m2queeraelmáspróximoalutilizadoenlareferencia;loanteriorpueslabasededatosdelainterfazfuecompletadacondatosparaCostaRica.Adicionalmente el panel utilizado fuede 100W, según losdatosde la basededatos en lainterfaz.Existenotrasdiferenciasquenosonsignificativaspuessonpropiasdeeste tipodeprocesosdedimensionamiento.Segúnlacantidaddepaneles,supotenciaylasHPSutilizadasla energía es de 4830 kWh/día; siendo rendimientos del generador fotovoltaico bastantessimilares.Laconfiguracióndadaporlainterfazesde11gruposenparalelode2panelesenserie.Losiguienteconsisteenrealizarelcálculoparaelmismoconsumodeenergía,peroestavezparaunsistemaconectadoa la red,el resultadoobtenidoesde18panelesde100Wy18inversores, estos conectados a cada uno de los paneles. Se puede ver la disminución delnúmero de paneles esto porque se desprecian las pérdidas provocadas por el sistema dealmacenamientodeenergía.Al momento de la elaboración del presente artículo la interfaz fue utilizada en variosdimensionamientos de sistemas, mostrando resultados confiables en comparación con losobtenidosmedianteotrosmétodosaplicados.

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ConclusionesLaenergíasolarfotovoltaicaesunrecursoqueseencuentraenexpansiónenelmundoyCostaRicanoeslaexcepción.Elprocesodeldimensionamientodelosprincipalescomponentes,tantoparasistemasconectadosalaredcomoautónomos,sepuederealizarpormediodediferentesprocesos que en esencia consideran losmismos criterios de diseño enmuchas etapas delproceso.Adicionalmente, existen varios softwarescomercialesquepermitendesarrollar esteprocesoenformarápida.Noobstante,algunosnosongratuitos,loquelimitaenciertaformasuuso.Debidoaloanterioreldesarrollodeunainterfazgráficapermiteelaccesoaunprocesoágilyconfiablesinincurrirengastosadicionales.De los resultados obtenidos, al realizar las diferentes pruebas con la interfaz propuesta, sepuedeconcluirque:

• La interfazpropuestacalculade formacorrecta lacantidaddeelementosnecesariosysusprincipalescaracterísticaseléctricasparaunsistemafotovoltaico,yaseaautónomooconectadoalared,siendofuncionalysencilladeutilizar.

• Ladistribucióndebateríasquesedespliegaestalcualdebeimplementarse,asícomoelarreglode lospaneles fotovoltaicos, loanteriorconsiderando lasvariableseléctricasesencialesparalaintegracióndeestoselementosenunsistema.

• Sielnúmerodepanelesesimparladistribuciónredondeadichaasignaciónalnúmeroparmáscercanoyelajusteseconsideraparaelrestodelprocesodedimensionamiento.

• Es posible obtener los reguladores de carga e inversores, con los que se definen losprincipaleselementos.

• Esposiblerealizareldimensionamientodeloscomponentesdelossistemasfotovoltaicos,conectadosalaredoautónomos,enformasencilla,rápidayconfiable.

Algunos elementos pueden ser incorporados como mejoras a la interfaz desarrollada paraconsiderar variables adicionales que afectan el rendimiento del sistema, por ejemplo, latemperatura tanto en los paneles fotovoltaicos como en las baterías y la inclinación delarreglo fotovoltaico de manera que el método de cálculo sea más confiable. Además, sepuedeautomatizarelprocesodeactualizacióndelasbasesdedatosconlosdatosdeHSPyespecificacionestécnicasdeformaquelaintegracióndelanuevainformaciónseamássencilla.

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