Postgrado en Energía Solar

1.1 Introducción. 2

1.2 Radiación solar. 4
1.2.1 El sol como fuente de energía. 4
1.2.2 Los Movimientos Relativos entre Sol-Tierra. 5
1.2.3 Magnitudes. 7
1.2.4 Distribución y reparto de la radiación solar. 7
1.2.5 Radiación solar directa y difusa. 10
1.2.6 Astronomía de la posición solar. 14
1.2.7 Irradiancia en superficies inclinadas. 19
1.2.8 Uso de seguidores solares en las instalaciones fotovoltaicas. 20
1.2.9 Reflexión del suelo. 21
1.2.10 Tablas de radiación y temperatura. 21
1.3 Energía Solar y Energía Solar Térmica. 33
1.3.1 Conversión en Energía Térmica. 34
1.3.2 Energía Solar Pasiva. 38
1.3.3 La Energía Solar Térmica a baja temperatura (para ACS). 51
1.4 Energía Solar y Energía Solar Fotovoltaica. 54
1.4.1 Instalaciones aisladas. 58
1.4.2 Instalaciones mixtas. 59
1.4.3 Instalaciones conectadas a red. 60
CAPÍTULO 2. COMPONENTES INSTALACIONES SOLARES TÉRMICAS
2.1. Funcionamiento básico de una instalación. …………………………………….2
2.2. Captadores solares. …………………………………………………………………….6
2.2.1 Principios básicos. 6
2.2.2 Captador solar plano. 7
2.2.3 Captador sin cubierta. 23
2.2.4 Captador de vacío. 24
2.2.5 Otros tipos de captadores solares. 30
2.2.6 Curvas de rendimiento de captadores solares. 35
2.2.7 Acoplamiento de captadores solares. 36
2.3. Acumuladores………………………………………………………………..........39
2.4. Intercambiadores…………………………………………………………………..50

2.5. Circuito hidráulico……………………………………………………………….. 57

2.6. Sistemas prefabricados……………………………………………………………75


CAPÍTULO 3. COMPONENTES INSTALACIONES SOLARES FOTOVOLTAICAS
3.1 Introducción. 2
3.2 La célula fotovoltaica. 0
3.2.1 El efecto fotovoltaico. 0
3.2.2 Tipos de células fotovoltaicas y novedades. 9
3.3 El módulo fotovoltaico y los paneles solares. 14
3.3.1 Características de los módulos fotovoltaicos. 16
3.3.2 Fabricación de módulos fotovoltaicos. 21
3.3.3 Tipos de módulos 25
3.3.4 Estructura de soporte y anclaje 27
3.3.5 Mecanismos de seguimiento solar 30
3.4 Inversores 31
3.4.1 Inversores de conexión a red 35
3.4.2 Inversores para instalaciones aisladas 38
3.5 Baterías 40
3.5.1 Estructura y principio de funcionamiento de baterías de plomo. 42
3.5.2 Tipos de baterías de plomo. 44
3.5.3 Características de las baterías. 45
3.5.4 Efecto del envejecimiento 48
3.5.5 Criterios de elección 49
3.5.6 Medidas de mantenimiento y protección. 50
3.6 Reguladores 51
3.6.1 Tipos de reguladores 53
3.7 Otros elementos. 55

3.8 Sistemas fotovoltaicos 56
CAPÍTULO 4. TIPOLOGÍA, DISEÑO Y CÁLCULO DE INSTALACIONES SOLARES TÉRMICAS.
4.1 Tipología de las instalaciones solares. 3
4.1.1 Descripción básica de una instalación solar. 3
4.1.2 Tipología y clasificación. 6
4.2 Funcionamiento de las instalaciones solares. 17
4.2.1 Instalaciones por termosifón. 19
4.2.2 Instalaciones circulación forzada. 24
4.3 Principales aplicaciones de las instalaciones solares. 30
4.3.1 Viviendas Unifamiliares: 30
4.3.2 Viviendas Plurifamiliares: 32
4.3.3 Más ejemplos. (Cortesía Salvador Escoda). 37
4.4 Sistema de apoyo energético convencional. 44
4.5 Conexión del sistema de captación. 45
4.5.1 Conexión en paralelo. 46
4.5.2 Conexión en serie. 47
4.5.3 Conexión mixta. 47
4.5.4 Ejemplo de rendimiento por conexión. 48
4.6 Fiabilidad, eficiencia y durabilidad de las instalaciones solares. 49
4.6.1 Fluido de trabajo. 49
4.6.2 Protección frente a heladas. 50
4.6.3 Protección contra sobrecalentamientos. 51
4.6.4 Resistencia a presión. 52
4.6.5 Prevención de flujo inverso. 52
4.6.6 Protección frente a deposiciones calcáreas. 53
4.6.7 Prevención de legionella. 53
4.7 Selección tipología básica. 55
4.8 Procedimiento de realización y ejecución. 56
4.9 Datos de partida. 57

4.10 Fase de dimensionado. 59
4.10.1 Necesidades Energéticas. 59
4.10.2 Fracción solar. 63
4.10.3 Rendimiento de una instalación solar. 65
4.10.4 Normas de diseño. 65

4.11 Metodología de cálculo. 68
4.11.1 Demanda de energía térmica para producción de agua caliente. 68
4.11.2 Fase de predimensionamiento. 71
4.11.3 Prestaciones energéticas. 73

4.12 Cálculo detallado. 80

4.13 Sombras. 92

4.14 Herramientas de cálculo informáticas. 94


CAPÍTULO 5. TIPOLOGÍA, DISEÑO Y CÁLCULO DE INSTALACIONES SOLARES FOTOVOLTAICAS.



5.1 Introducción y Conceptos previos. 2
5.1.1 Introducción. 2
5.1.2 Conceptos previos. 4

5.2 Tipos de instalaciones y aplicaciones. 9
5.2.1 Instalaciones aisladas. 17
5.2.2 Instalaciones mixtas. 19
5.2.3 Instalaciones conectadas a red. 20

5.3 Selección de la configuración básica. 21

5.4 Características de diseño de los módulos y configuraciones básicas. ……………………………………………………………………………………….22
5.4.1 Características de los Módulos fotovoltaicos que influyen en el diseño. 22
5.4.2 Configuraciones básicas. 24

5.5 La energía solar fotovoltaica en cifras. 25
5.5.1 Datos de fabricación. 25
5.5.2 Datos de MWp instalados en España. 26
5.5.3 Objetivos del Plan de Energías Renovables. 26

5.6 Dimensionado del generador fotovoltaico aislado. 27

5.7 Resto de elementos de una instalación fotovoltaica. 34
5.7.1 Definiciones. 34
5.7.2 Sistema de acumulación y baterías. 41
5.7.3 Sistema de regulación: Regulador. 46
5.7.4 Convertidor o inversor. 50
5.7.5 Cableado. 52
5.7.6 Otros elementos. 53

5.8 Cálculo de pérdidas de una instalación fotovoltaica. 54
5.8.1 Conceptos y definiciones. 55
5.8.2 Pérdida 1: Rango de potencia del módulo. 57
5.8.3 Pérdida 2: Dispersión de parámetros entre módulos. 58
5.8.4 Pérdida 3: Pérdidas por suciedad sobre los módulos. 59
5.8.5 Pérdida 4: Efecto de la temperatura. 60
5.8.6 Pérdida 5: Pérdidas por orientación e inclinación. 61
5.8.7 Pérdida 6: Pérdidas por sombras. 66
5.8.8 Pérdida 7: Pérdidas por degradación fotónica. 69
5.8.9 Pérdida 8: Rendimiento del inversor y pérdidas por conexionado. 70
5.8.10 Rendimiento energético global de la instalación PR (Performance Ratio). 71

5.9 Dimensionado de otros sistemas fotovoltaicos. 72
5.9.1 Sistemas fotovoltaicos conectados a red. 72
5.9.2 Sistemas fotovoltaicos para bombeo. 80
5.10 Tablas de cálculo. 83

5.11 Cuestionario de predimensionamiento. 88


CAPÍTULO 6. MONTAJE Y MANTENIMIENTO DE INSTALACIONES SOLARES TÉRMICAS.



6.1 Montaje de instalaciones solares térmicas. 3

6.2 Método de trabajo a utilizar. 4

6.3 Análisis de la vivienda. 6

6.4 Sistema constructivo. Pliego de condiciones técnicas de montaje de instalaciones solares térmicas. 21
MONTAJE DE LA INSTALACIÓN. GENERALIDADES. 21
MONTAJE DE ESTRUCTURA SOPORTE Y COLECTORES. 23
MONTAJE DE ACUMULADOR. 25
MONTAJE DE INTERCAMBIADOR. 25
MONTAJE DE BOMBA. 25
MONTAJE DE TUBERÍAS Y ACCESORIOS. 26
MONTAJE DE AISLAMIENTO. 29
MONTAJE DE CONTADORES. 30
MONTAJE DE INSTALACIONES POR TERMOSIFÓN. 30

6.5 Equipos solares y condiciones de montaje específicas. 32

6.6 Normativa. 45

6.7 RECEPCIÓN Y PRUEBAS FUNCIONALES DE LA INSTALACION. 46

6.8 MANTENIMIENTO. 48

6.9 Nuestra instalación solar térmica. 57


CAPÍTULO 7. MONTAJE Y MANTENIMIENTO DE INSTALACIONES SOLARES FOTOVOLTAICAS.



8.1 Ubicación y montaje de componentes. 2
8.1.1 Generalidades 2
8.1.2 Orientación e inclinación de los módulos 3
8.1.3 Determinación de sombras 5
8.1.4 Distancias mínimas 5
8.1.5 Montaje de la estructura soporte 7
8.1.6 Montajes de los módulos fotovoltaicos 12
8.1.7 Montaje de las baterías 13
8.1.8 Montaje del resto de componentes. 15

8.2 Pruebas de recepción y puesta en marcha. 19
8.2.1 Ensayos de recepción y pruebas funcionales 20
8.2.2 Documentación de uso e instrucciones. 22

8.3 Operación y mantenimiento 24
8.3.1 Vigilancia. 24
8.3.2 Mantenimiento preventivo. 24
8.3.3 Mantenimiento correctivo. 26
8.3.4 Particularidades. 27

8.4 Garantías 33
8.4.1 Aspectos generales. 33
8.4.2 Plazos. 33
8.4.3 Condiciones económicas. 33
8.4.4 Anulación de la garantía. 34
8.4.5 Lugar y tiempo de la prestación. 34

8.5 Seguridad y Salud 36
8.5.1 Condiciones de Seguridad e Higiene Laboral. 36
8.5.2 Riesgos en la ejecución del proyecto. 36
8.5.3 Protecciones individuales. 37






CAPÍTULO 8. LEGISLACIÓN Y ANÁLISIS ECONÓMICO DE INSTALACIONES SOLARES TÉRMICAS.


8.1 Introducción. 3

8.2 Análisis económico. 4

8.3 El ahorro económico. 5

8.4 El coste de la instalación solar térmica. Presupuesto e inversión. 8

8.5 Estudio de Rentabilidad. 15

8.6 Ejemplos de estudio de rentabilidad. 21

8.7 Ejemplos IDAE. 23

8.8 Ventajas medioambientales. 30


CAPÍTULO 9. LEGISLACIÓN Y ANÁLISIS ECONÓMICO DE INSTALACIONES SOLARES FOTOVOLTAICAS.


9.1 reglamentación técnica. 2

9.2 PLAN DE ENERGÍAS RENOVABLES EN ESPAÑA (PER) 2005-2010. 6

9.3 Resumen de regulación del Régimen especial de producción de energía eléctrica en España. 18

9.4 Procedimiento para la conexión de una instalación fotovoltaica a red. …………………………………………………………………………………………..23
9.4.1 Aspectos económicos. 28
9.4.2 Incentivos régimen especial. 30
9.4.3 Subvenciones de distintas comunidades autónomas en España. 31
9.4.4 Proceso de la empresa ante un cliente de instalaciones fotovoltaicas. 35

9.5 Análisis económico. 37
Condiciones económicas 38
Mediciones 38
Valoraciones 39
9.5.1 El ahorro económico de las instalaciones AISLADAS. 40
9.5.2 El beneficio económico de las instalaciones CONECTADAS A RED. 48

9.6 Ejemplos IDAE. 53