Ingeniería Fotovoltaica

Descripción

Prefacio por Javier Muñoz

Prólogo del autor

1 Los materiales
1.1 Introducción.
1.2 Aplicaciones fotovoltaicas.
1.2.1 Aplicaciones aisladas.
1.2.2 Conexión a red.
1.3 Módulos y generadores fotovoltaicos.
1.3.1 La curva I-V.
1.3.2 Características en flash y a Sol real.
1.3.3 Normas y fiabilidad.
1.3.4 De las CEM a las condiciones reales de operación.
1.4 Inversores fotovoltaicos.
1.4.1 Puente en H y modulación unipolar.
1.4.2 Inversores con y sin transformador.
1.4.3 Inversores para centrales conectadas a la red de media tensión.
1.4.4 Inversores inteligentes.
1.4.5 Eficiencia en potencia y eficiencia energética.
1.4.6 El tamaño relativo de inversores y generadores.
1.4.7 Inversores para aplicaciones aisladas.
1.5 Baterías.
1.5.1 Funcionamiento y fenómenos espurios.
1.5.2 Baterías para aplicaciones aisladas.
1.5.3 Estado de carga, densidad y voltaje.
1.5.4 Eficiencia.
1.5.5 Baterías para conexión a red.
1.6 Reguladores de carga.
1.7 Luminarias.
1.8 Bombas de agua.
1.9 Radiación solar.
1.9.1 Radiación extra-atmosférica.
1.9.2 Radiación terrestre: componentes, índice de claridad
y fracción de difusa.
1.9.3 Masa de aire y espectro.
1.9.4 Cielos claros y nublados.
1.9.5 Bases de datos de radiación horizontal.
1.9.6 Perfiles de irradiancia.
1.9.7 Radiación incidente sobre los generadores.
1.10 El coste del kWh fotovoltaico.

2 Seguridad eléctrica y fiabilidad
2.1 Introducción.
2.2 Accidentes y riesgos.
2.3 Contactos directo e indirecto.
2.3.1 Choque eléctrico y límites de seguridad.
2.3.2 Resistencia de aislamiento de un generador
fotovoltaico.
2.3.3 Fallos de aislamiento.
2.3.4 Muy baja tensión.
2.3.5 Aislamiento reforzado, o clase II.
2.3.6 Puesta a tierra de las masas.
2.3.7 Configuración flotante.
2.3.8 Configuraciones puestas a tierra.
2.3.9 Cuando el inversor no tiene separación galvánica.
2.3.10 La cuestión de la unicidad de la tierra.
2.4 Sobrecorrientes.
2.4.1 Cables y caídas de tensión.
2.4.2 Cables, módulos fotovoltaicos y cortocircuitos.
2.4.3 Cadenas de fusibles.
2.4.4 Cuando hay baterías.
2.5 Sobretensiones.
2.5.1 Nubes, rayos y truenos.
2.5.2 Acoplamiento galvánico.
2.5.3 Acoplamiento inductivo.
2.5.4 Acoplamiento capacitivo.
2.6 Maniobra.
2.6.1 Interruptores DC.
2.6.2 Cadenas de interruptores.
2.7 Puntos y células calientes.
2.7.1 En presencia de sombras.
2.7.2 Con suciedad.
2.7.3 En cortocircuito.
2.7.4 Por defectos de fabricación.
2.7.5 Grietas y electroluminiscencia, soldaduras defectuosas.
2.7.6 Temperatura y tensión de operación.
2.7.7 Enfrentando el problema.
2.8 Interacciones con la red eléctrica.
2.8.1 Protecciones frente a disturbios en la red.
2.8.2 Ayudando a la normalidad.
2.8.3 Fluctuaciones de potencia.

3 Producción y dimensionado
3.1 Introducción.
3.2 Posición del Sol.
3.3 Posición de la superficie receptora y ángulo de incidencia.
3.3.1 Superficies estáticas.
3.3.2 Superficies que siguen al Sol.
3.4 Sombras y retro-seguimiento.
3.4.1 Con generadores estáticos.
3.4.2 Con seguimiento.
3.4.3 Otras disposiciones.
3.5 Sombra geométrica y sombra eficaz.
3.5.1 Algunos experimentos con sombras.
3.5.2 Sombras y producción energética.
3.6 Perfiles de irradiancia.
3.6.1 Modelo de cielo medio.
3.6.2 Modelo de cielo despejado y cielo nublado.
3.6.3 Otros modelos.
3.7 Simulación del comportamiento energético con IESPRO.
3.7.1 Principio de funcionamiento.
3.8 Dimensionado de sistemas fotovoltaicos autónomos.
3.8.1 Sistemas autónomos con baterías.
3.8.2 Sistemas para bombear agua.

4 Diseños representativos
4.1 Introducción.
4.2 Datos del lugar.
4.3 Central conectada a red y sobre suelo.
4.3.1 Elección de equipos y constitución del generador.
4.3.2 Generadores estáticos: ángulo de inclinación y separación.
4.3.3 Desviaciones de la orientación.
4.3.4 Seguidores versus generadores estáticos.
4.4 Generadores fotovoltaicos sobre tejados.
4.4.1 Con las aguas orientadas al Este y al Oeste.
4.4.2 Con las aguas orientadas al Norte y al Sur.
4.4.3 Con las aguas orientadas al Suroeste y al Nordeste.
4.5 Generadores fotovoltaicos sobre fachadas.
4.5.1 El valor añadido del sombreado.
4.6 Sistema autónomo con batería.
4.6.1 Elección de equipos.
4.6.2 Inclinación del generador.
4.6.3 Dimensionado.
4.6.4 Comentario.
4.7 Sistema de bombeo.
4.7.1 Elección de equipos.
4.7.2 Inclinación del generador.
4.7.3 Dimensionado.
4.8 Diseños para latitudes bajas.
4.8.1 Datos del lugar.
4.8.2 Radiación solar más homogénea.
4.8.3 Generadores más compactos y menos inclinados.
4.8.4 Seguidores, mejor de eje horizontal.
4.8.5 Cubiertas y fachadas.
4.8.6 Sistemas autónomos más pequeños.
4.8.7 Sistemas de bombeo algo más grandes.

5 Caracterización, evaluación y control de calidad
5.1 Introducción.
5.2 Medida de las condiciones ambientales y de operación.
5.2.1 Piranómetros.
5.2.2 Células de referencia.
5.2.3 Módulos de referencia.
5.2.4 Observaciones satelitales.
5.2.5 Termómetros y anemómetros.
5.2.6 Algunos ejemplos reales.
5.3 Caracterización de generadores.
5.3.1 Trazadores de curvas I-V.
5.3.2 Vatímetros y contadores.
5.4 Caracterización de inversores.
5.5 Evaluación de sistemas conectados a la red.
5.5.1 A la búsqueda de lo más fácil.
5.5.2 A la búsqueda de lo más cierto.
5.5.3 Índices de calidad: PR, PRCEM y PI.
5.5.4 Comprobación y coherencia de datos.
5.5.6 Anomalías y disponibilidad.
5.6 Control de calidad.
5.6.1 Fundamentos.
5.6.2 Estimación de la producción energética anual.
5.6.3 Ensayos de recepción provisional.
5.6.4 Ensayos de recepción final.
5.6.5 Garantías de producción.