Tema: Necesito ayuda de experto

Hola, amigos, necesito ayuda para resolver una duda que tengo respecto al uso de inversor de corriente o trabajar directamente con la batería a 12V.
Resulta que hago un cálculo de un sistema que tiene 3 bombillas de 15W a 12V y el mismo cálculo pero con 3 bombillas de 60W a 110V. El resultado que me arroja este cálculo es que me es más rentable usar el sistema con 110V usando inversor que usando el sistema a 12V y directo de la batería, ya que en el sistema de 110V necesito usar una batería de menor Ah (52Ah en el sistema con inversor contra 84 Ah en el sistema sirecto a 12V).
Les agradezco mucho si me pueden sacar de esta duda o me expliquen qué estoy haciendo mal. Dios los bendiga.
Freddy Blanco

Si el sistema es pequeño mejor úsalas a 12v.

Me temo que crees que usando los modelos a 110V el consumo de amperios es menor y no es así. Los amperios al final salen todos de la batería a 12V, se transforman a 110V ( añade gastos de conversión ).

Yo creo que la clave de tu problema esta en lo que te ha comentado Photón, para calcular los amperios de consumo no lo debes hacer teniendo en cuenta el consumo a 110 V. si no el consumo a 12 V. de la batería y ya verás como es mucho mayor que si lo haces directamente de la batería a las luminarias.

Además es logico, haciendolo directamente, te quitas de enmedio los gastos de energía en la conversión de cc a ca y en la elevación de tensión, con pérdidas incluidas.

Tienes que tener en cuenta la caida de tensión en el caso de que utilices directamente la alimentación de las luminarias desde la batería, a 12 V. esta caida es muy superior que a 110 V. por lo que los conductores eléctricos deberan estar bien dimensionados, en función de la distancia del conductor y de la intensidad de consumo.

Espero que te salga todo bien, si algo no entiendes, vuelve a preguntar

Saludos
Conchúo

No, creo que te estás liando. Por un lado tienes una carga de 45w y por otra tienes una carga de 180w, estas son las cargas finales las primeras arrancan desde los 12v directos de las baterias y las otras van desde las baterias y a traves del inversor alimentan las cargas, en definitiva ambas se alimentan de una fuente comun que es la bateria de 12v. Para hacer los calculos sólo basta ser un poco objetivo, la primera carga, es decir las tres bombillas de 15w, sacaran 3,75 amp/hora de la bateria, la segunda carga, las tres bombillas de 60w, sacaran de la bateria 15 amp/hora mas el propio gasto del inversor, que depende de su rendimiento. Por lo tanto, en ningún caso podrás necesitar menos bateria para la carga mayor...

Gracias amigos por sus respuestas, pero tengan en cuenta que yo estoy haciendo dos sistemas diferentes pero que en últimas me va a resultar la misma cantidad de iluminación (teniendo en cuenta que tres bombillas de 15W a 12V deben iluminar lo mismo que tres incandecentes de 60W a 110V). Las tres bombillas de 60W a 110V necesitan (en teoría) que el inversor les entregue 180W dividido por 110V = 1,6 A más la suma de demanda del inversor x 1,8 aprox. = 2,9 Ah. Esto es lo que pide el inversor para hacer funcionar las tres de 60W a 110V.
En cambio las tres de 15W a 12V (que me generan la misma iluminación) sería 15W X 3 = 45W dividido por 12V = 3,75 Ah (como dice Taverok). Esa es mi gran duda en la que deseo que me ayuden o me expliquen qué es lo que estoy haciendo mal.
Gracias. Dios los bendiga.

No metamos entre las cuentas el costo en dinero del inversor. Sólo tengamos en cuenta lo de las cargas eléctricas y el resultado final que es el amperaje solicitado a la batería. Gracias a todos. Dios los bendiga.

Mi querido amigo freblanco, te lo hemos explicado bien claro deberías haberlo entendido, pero te lo voy a explicar de nuevo con mas detalle a ver si lo comprendes.

La única fuente de energía en ambos casos en la batería, por lo tanto:

3 Bombillas de 15 Wts. = 45 Wts. dividido entre 12 V. (batería) = 3,75 Amp. de consumo

3 Bombillas de 60 Wts. = 180 W. dividido entre 12 V. (batería) = 15 Amp. de consumo

en ambos caso tienes que considerar un porcentaje de pérdidas, pero en el caso del inversor, es decir en el caso de las bombillas a 110 V. tienes que considerar además las pérdidas del propio inversor.

Las cuentas son así de claras y así de simples.

Ademas si es en AC, no habria que considerar el factor de potencia de los bombillos DC?

Es decir, suponiendo que el fp es 0,8 y cada bombillo consume 60W, en realidad serian 75VA, que es lo que en realidad necesita sacar el inversor de las baterias?

Querido amigo Conchuo, no creas que mi afición o hobby preferido es impacientar a las personas. Estoy muy interesado en los sistemas fotovoltaicos y tratando de aprender lo máximo posible sobre este tema. Te invito a que sigas este link Coltecnica Ltda. Web Page - Contctenos , del cual me he guiado para hacer mis cálculos de sistema y me dejes tu comentario sobre el mismo, ya que tal vez esté errado y entonces te agradercería me ayudes con una guía sencilla y clara de cómo se deben hacer los cálculos. En realidad en ese link dividen los W totales entre 110V para hallar el amperaje base. Tengan por favor un poco de paciencia y ojalá que siempre sigan entendiendo de primera todo lo que les explican.
Por su colaboración gracias. Dios los bendiga a todos.

Amigo freblanco, no te preocupes que aquí no se impacienta nadie, con mucho gusto explicamos las cuestiones las veces que sean necesarias para que sean comprendidas por el que hace la pregunta.

La página del link que mencionas en tu post, esta llena de errores garrafales de base, siguiendo esos consejos es completamente imposible hacer un cálculo correcto de una instalación, aparte de lo comentado con respecto a los consumos, que es un fallo muy importante, también están equivocados en lo que respecta al cálculo de paneles, ya que un panel de 120 Wts. no entrega 10 Amp. (120/12) ya que el voltaje de carga de un panel de 36 células (12 V.) es de 17 o 18 V. (lo marca el propio fabricante en el apartado Vmax) y si divides 120 entre 17,5 por ejemplo, te da una intensidad de carga de 6,85 Amp. nop de 10 Amp. como ellos indican en su página.

Por otro lado en el esquema que presentan, nunca se debe conectar un inversor al regulador de carga en su salida de cc. los inversores se conectan directamente a las baterías, ya que lo mas probable es que demande mas intensidad que el regulador pueda ofrecerle y terminaría estropeándolo, solo se podría conectar en el caso que el consumo máximo del inversor fuese menor que la intensidad que sería capáz de aguantar el regulador.

Tampoco se debe hacer como ellos indican, calcular un inversor con una potencia demasiado ajustada al consumo previsto, ya que si trabajas con el inversor al máximo de su potencia te dura 4 días antes de estropearse y hablo de inversores de marcas reconocidas, no hablemos ya de la gama barata que se fabrican en China por ejemplo, otro tema es que hablan de inversores de onda casi senoidal, cuando los que se deben utilizar son los de onda senoidal pura, claro que aquí en Europa no se venden a la tensión de 110 V. pero supongo que en Colombia si los habrá.

Si tienes paciencia y sabes buscar en este foro, seguro que encuentras explicaciones de como se realizan los cálculos de forma sencilla, si no los encuentras yo te podría enseñar formulas muy sencillas de como hacer un buen cálculo para una instalación solar fotovoltaica aislada.

Te agradezco muchísimo tu respuesta y paciancia y espero que ahora me comprendas un poco el no entender, ya que estaba basándome en errores básicos. Te estaré agradecido si me explicas los pasos básicos de calcular qué batería y qué paneles necesito para inslaciones con aparatos que trabajen a 12V , y sistemas que trabajen con 120V con inversor y baterías y paneles de 12V.
Gracias por tu tiempo y muchas gracias por sacarme del error. Dios te bendiga.

Envíame un cooreo a [email protected] ya que la respuesta a tu pregunta seguro que puede exceder el máximo de caracteres permitido en el foro y además tengo la posibilidad de enviarte algunas fotos si las necesitas.

Gracias Conchuo, por tu tiempo. Te expongo el caso aquí porque sé que a muchos novatos les puede interesar la solución. El caso es este:
3 lámparas de 15W trabajando a 12V= 45W/h= 3.75Ah X 6 horas diarias de uso = 22.5 Ah/día. Teniendo ese consumo como base necesito saber un método sencillo de calcular qué batería necesito para este sistema y qué panel necesito para cargar dicha batería, teniendo en cuenta una reserva para un día sin sol.
El otro caso es:
3 lámparas de 60W que trabajan a 110V y 6 horas diarias. Aquí necesito saber el consumo diario y qué clase de inversor, batería y panel.
En los dos casos es para un sistema de 12V.
En qué casos es recomendable un aumento de voltaje en el sistema?
Si es demasiado para presentar por este medio, este es mi correo: [email protected] . Con una explicación es suficiente para hacer cualquier otro cálculo de sistemas. Mil gracias. Que Dios te bendiga.

¿Cual es la radiación solar del lugar de instalación, o mejor dicho cuales son las h.s.p. (horas solares pico) de la zona?

Gracias por tu respuesta. La radiación es 5. Dios te bendiga.

Amigo freblanco, en el primer caso tenemos un consumo día de 22,5 Amp. yo suelo aumentar este consumo en un 20% debido a que el usuario no siempre se ajusta a lo comentado y cuando ve que todo le funciona bien consume algo mas, pero eso es una cuestión que tienes que valorar tu en función del tipo de consumo y del usuario en cuestión, por lo que en este caso me voy a ceñir exactamente a los 22,5 Wts.

Necesitamos calcular un panel que produzca esos 22,5 Wts. y algo mas para compensar las pérdidas que en este caso siempre son reales, por lo que le aumentaremos un 20% también y obtendremos la cifra de 27 A. mínimos de producción.

Debemos tener en cuenta que la radiación del lugar según comentas es de 5 h.s.p. por lo que debemos buscar un panel cuya carga multiplicada por 5 nos de una cifra algo superior a 27 A. día, el pannel elegido nos debe dar mínimo 5,4 Amp por hora de carga, este dato lo tenemos que buscar en las características eléctricas de los paneles en el apartado Imax (intensidad máxima) que normalmente es el resultado de dividir la potencia en Wts. de un panel entre la Vmax (voltaje maximo de carga) en los paneles de 36 células que son los especificos para cargar baterías de 12 V. (ojo no confundir en este tema, que ahora proliferan mucho los paneles de conxión a red electrica con otras característivcas electricas diferentes y con un número de células diferente también)

Bueno pues si elegimos un panel de 100 Wts. (siempre 36 células) y su Vmax es de 17,5 V. tendremos que 100/17,5= 5,71 Amp. de carga a la hora (un poco mas de lo que necesitamos) y que 5,71 * las 5 h.s.p. del lugar nos da = 28,55 Amp. de carga al día, algo mas de lo que necesitamos (siempre hay que calcular con márgenes)

El regulador de carga o controlador de carga debe tener una intensidad superior a los 5,71 Amp. que van a pasar por el cada hora, por lo que yo me iría a uno de 12 V. y 10 Amp. (debe tener un buen margen para que no tenga muchas pérdidas en calor)

La batería dices que quieres que tenga un margen de reserva de carga de un solo día y a mi eso me parece totalemente insuficiente, yo al menos le daría 5 días de margen por varias razones que si te las explico aquí esto va a salir un libro en ves de un comemntario, pero hazme caso.

Voy a seguir en otro post porque no creo que me de mas margen

Pues la batería se calcula con esta simple formula consumo diario * días de autonomía / profundidad de descarga, por lo que 27 * 5 / ( 0,7 ver apartado) = 193 Amp. de capacidad en C-100

Aclaro lo de la profundidad de descarga. Es un margen de energía que exije la batería que se le deje sin usar ya que si se utilizara y la batería se agotara por completo, la batería sufriría un daño que en muchos casos puede resultar irreversible o cuanto al menos se le da un palo negativo en cuanto a la vida útil de la batería.

La profundidad de descarga de 0,7 que le deja a la batería un margen del 30% esta indicado para baterías estacionarias de placa positiva tubular, si utilizas baterías corrientes de arranque de automóviles, el margen lo debes aumentar a un 40/50 % es decir un 0,6 o 0,5

En el caso que nos ocupa el consumo lo debes sacar del propio regulador ya que este se encargará de cortarlo cuando detecte que la batería esta llegando al nivel máximo de descarga, debes ajustar el regulador al tipo de batería que estes utilizando (en algunos reguladores esto se puede hacer)

OJO el voltaje de 12 V. tiene mucha caida de tensión y es necesario dimensionar bien los cables la fórmula sencilla es 2 * L * I / 56 * 1,5% de donde L es la longitud del conductor eléctrico en metros I es la intensidad de consumo en Amp. (OJO sería la intensidad de todos los consumos si van en la misma lines) 56 es una costante para el hilo de cobre y 1,5% es la caida máxima de tensión permitida, esta caida es para las lineas de paneles/regulador/batería en la linea de consumo si quieres te puedes ir a un 3% OJO en ambos casos este porcentaje se refiere a la tensión de 12 V. ejemplo 12 * 1,5% = 0,18

Con esta explicación hemos terminado a grandes rasgos con el cálculo para un sistema de producción y consumo en cc. Ahora tengo que dejar este tema, luego volvere para explicarte como calcular en el caso de corriente alterna.

Perdona, se que a veces soy demasiado remachón y reitero mucho las explicaciones, lo hago porque soy viejo y no me entra en la mollera (lease cabeza) hacerlo de otra forma.

Gracias, amigo Conchuo. Muchísimas gracias por esa extensa pero clara explicación. Es lo que necesitamos los que, como yo, estamos entrando apenas en este apasionante mundo de las energías renovables, ya que si no quedamos claros seguimos en las mismas. Te agrdezco que cuando tengas tiempo continúes con la explicación pero con consumos de 120V para usarlos con inversor y sistema de 12V. Necesito es aclarar la diferencia de método entre ambos sistemas. Por ahí dejé un tema que se llama METODOLOGÍA PARA DIMENSIONAMIENTO FV, megustaría que te tomaras el tiempo de analizarlo y me digas si está bien, pero igual no encuentro la diferencia entre un sistema y otro. Gracias mil. Muchas gracias. Dios te bendiga.

La diferencia entre un sistema que consuma corriente en cc o corriente en ca es muy poca.

La forma de calcular los paneles, el regulador y la batería es la misma, en cuanto al cálculo de producción solo deberemos tener en cuenta las pérdidas de rendimiento del inversor, este dato lo da el fabricante, pero OJO lo hace a máxima potencia, te pongo un ejemplo un poco exajerado para que se comprenda mejor, suponte que tienes un inversor de 2.000 Wts. con un rendimiento de 95% quiere decir que utiliza 100 Wts. en su propio autoconsumo, pero si tu tienes conectado solo una luminaria de 40 Wts. el inversor estara gastando 40 + 100 = 140.

En realidad esto no es así en fotovoltaica no hay matemáticas puras, lo que pretendo es que captes la idea. Por eso los inversores se deben calcular a la potencia mas o menos justa, para no utilizar un tanque para matar una mosca, cosa que evidentemente no es rentable, también hay que tener en cuenta en el caso de los inversores el tipo de onda, siempre que se pueda (economicamente) hay que utilizar inversores de onda senoidal pura, los de onda cuadrada o los denominados onda senoidal modificada, que viene a ser lo mismo, tienen mucho menos rendimiento, sobre todo cuando se utilizan cargas reactivas, motores etc... otra cuentión es que este tipo de inversores destruye la electrónica que no tenga fuente de alimentación y puente de diodos rectificadores, como por ejemplo los grupos de presión llamados electrónicos, o los circuitos de algunos electrodomésticos de última generación.

A la hora de calcular el inversor, tienes que tener en cuenta también el arranque de motores que arrastren a su vez alguna carga, por ejemplo las bombas de agua, los motores de los frigoríficos etc... estos motores necesitan 5 veces y a veces mas de su potencia nominal para su arranque, es solo durante segundos, pero el inversor tiene que proporcionarlelos, por eso verás que los fabricantes de inversores buenos te indican su potencia nominal y normalmente el doble de esta potencia durante unos segundos, precisamente para arranque de motores.

Para contestar tu ejemplo concreto, indicas un consumo a 110 V. de 3 luminarias de 60 Wts. 6 horas al día. 3 * 60 * 6 = 1080 Wts. que hay que dividir entre los 12 V. de la batería que es de donde sale la energía, para saber los amperios, 1080 / 12 = 90 Amp.

Y ahora lo mismo que antes 90 * 5 / 0,7 = 642 Amp. de batería en C-100. supongo que sabes que la capacidad de las batería se mide en tiempos de descarga, noprmalmente el fabricante te suele dar diferentes capacidades 5, 20 y 100 son las mas usuales, como hacemos una descarga en 5 días de utilización (no 1 día como tu querias) se puede utilizar la capacidad con descarga de C-100.

Estas capacidades pueden parecer muy altas, el fallo esta en la utilización de bombillas incasdencentes que son de alto consumo, en Europa cada vez se utilizan menos las bombillas incandescentes en viviendas normales de ciudad, pero en una instalación solar fotovoltaica es una autentica aberración, con una bombilla de bajo consumo (fluorescente) de 15 Wts. se consigue el mismo poder lumínico que con la incandescente de 60 Wts. y el consumo ya ves como baja.

Espero que te haya quedado todo claro, si no es así me preguntas lo que quieras, si esta en mi mano con mucho gusto te informaré

Gracias, Conchuo, por tu valioso tiempo. Me has sido de mucha ayuda. Me gustaría que cuando tengas un poco de tiempo vieras el tema METODOLOGÍA DIMENSIONAMIENTO FV y me comentas si estás de acuerdo.
Por cierto (ya me iba a despedir), en la tabla hay una columna que dice "Número de días" a utilizar los electrodomésticos. Si por ejemplo es una nevera (que me consume muchísimo más que los otros) y la voy a usar sólo 1 día a la semana, el cálculo no me va a quedar corto?, ya que estoy proporcionando el consumo durante los siete días de la semana, pero al usarla realmente, me va a pedir más batería de la que calculé...qué opinas? Gracias, hermano. Dios te bendiga.

Ya te conteste, que yo no me guio por tablas de ningún tipo, cuando se trata de viviendas aisladas de la red eléctrica, hago mis cálculos teniendo en cuenta el consumo que dice el cliente que va a realizar y el juicio juicio que yo me hago de la persona que tengo delante.

Yo soy de la opinión que de nada vale calcular hasta el milimetro (solo en viviendas aisladas) cuando los consumos del usuario son variables e impredecibles en la mayoría de los casos, también hay otro factor que influye mucho en el dimensionado del sistema y es el aspecto económico del cliente.

Otra cuestión muy diferente es cuando los consumos son exactos cada día, por ejemplo un repetidor de radio, ciertos tipos de bombeos de agua etc...

En el caso que tu planteas, ten en cuenta que si vas a utilizar la nevera un solo día, partira cuando empiece de una temperatura ambiente y le costará mucho llegar a la temperatura fijada de corte por frío alcanzado, es decir estará funcionando muchas horas en las que además no podrás disfrutar de alimentos fríos.

Otra cosa sería si tuvieses un relog programador que te arrancara la nevera 5/6 horas antes de que tu llegaras y además ya llevaras los alimentos fríos en una nevera de hielo, esto es solo por darte una idea.

Volviendo a leer tu mensaje, quizás lo he interpretado mal y posiblemente quieres decir que vas a tener el frigorífico encendido toda la semana para solo un día de utilización, ten en cuenta que si la puerta no se abre, el frigo arrancara menos veces y el consumo bajara con respecto al día de utilización en el que este será mayor.

La solución pasa por utilizar un frigo de bajo consumo clase A++ de un solo motor y no demasiado grande, además de marca de prestigio que suelen ser mejores aunque el coste de compra sea algo superior, de cualquier forma tendrás que probar y verlo por ti mismo, pero creo que al menos el frigo te va a consumir la energías que te produzcan paneles de unos 200 Wts. Otra cuestión muy importante es no programar una temperatura demasiado baja y además la temperatura ambiente del lugar.