The small photovoltaic installation for a self-sustaining house

Abstract

En el proyecto adjunto a continuación, “The small photovoltaic installation for a self-sustaining house”, se describe la puesta en marcha de una instalación fotovoltaica para una vivienda familiar de cuatro personas totalmente aislada de la red eléctrica. Dicho documento se estructura de la siguiente forma: -Una breve introducción que aborda la necesidad de tener en cuenta las energías renovables tras conocerse que las fuentes convencionales de obtención de energía eran agotables, así como el gran abanico de posibilidades que tiene España en la extracción de energía solar y su crecimiento en los últimos años. -Descripción de la energía solar y los tipos de radiaciones solares, seguido del movimiento e inclinación de la tierra con respecto al sol. -Tecnología fotovoltaica, funcionamiento de la unión P-N para la extracción de energía, el circuito equivalente de una célula fotovoltaica y explicación de los puntos de trabajo de tensión y corriente para un funcionamiento óptimo. -Explicación de los tipos de conexión de una instalación fotovoltaica, conectada a la red (ONGRID) y aislada de ella (OFF-GRID). -Análisis de los componentes necesarios para una instalación fotovoltaica aislada de la red: paneles solares, baterías, inversores, rectificadores y reguladores de carga, a la vez que los sistemas de seguimiento del sol. -Tipos de células fotovoltaicas, materiales que las conforman, rendimientos y métodos de extracción, así como la evolución histórica de estas y su futuro desarrollo. -Información adicional, protección de la instalación, reciclaje de los paneles tras cumplir la vida útil, mantenimiento y sistemas de monitorización. -Análisis de un proyecto real en el sur de España, se estima el consumo de una vivienda para cuatro personas y con la ayuda del PVGIS, (Photovoltaic Geographical Information System ), obtenemos la radiación solar incidente en la ubicación del proyecto y el ángulo óptimo de inclinación de los paneles a lo largo del año. -Se procede a realizar los cálculos necesarios para la instalación, número de paneles y potencia, características de la batería y el inversor y coste del resto de aparatos. -Por último introducimos nuestros datos en el programa de apoyo Retscreen* International para simular la viabilidad del proyecto y obtener una estimación de la recuperación de la inversión.

In the attached project, "The small photovoltaic installation for a self-sustaining house", the launch of a photovoltaic system fully isolated from the power supply, for a family home for four people is described. This document is structured as follows: -A brief introduction that suggests the need to consider renewable energies, after learning that conventional sources of energy production were exhaustible, as well as the wide range of possibilities for Spain in the extraction of solar energy and its growth in recent years. -Description of solar energy and solar radiation types, followed by the movement and tilt of the earth respect to the sun. -Photovoltaic technology, operation of the P-N junction for energy extraction, the equivalent circuit of a photovoltaic cell and explanation of the operating points of voltage and current for the optimal performance. -Explanation of the types of connection of a photovoltaic system, connected to the network (ON-GRID) and isolated from it (OFF-GRID). -Analysis of the components required for a photovoltaic installation isolated from the network: solar panels, batteries, inverters, rectifiers and charge controllers; also the sun tracking systems. -Types of photovoltaic cells, materials that shape, yields and extraction methods, as well as the historical evolution and future development of them. -Additional information, protection systems, recycling of the panels after the useful life, maintenance and monitoring systems. -Analysis of a real project in the south of Spain, consumption of a home for four people is estimated and with the help of the PVGIS (Photovoltaic Geographical Information System), it is obtained the solar incident radiation on the project location and the optimum angle of inclination of the panels during the year. -The calculations required for the installation are performed, also the equipment characteristics are specified and the cost of the devices. -Finally it is introduced the data on the support program RETScreen * International, to simulate the feasibility of the project and obtain an estimation of the payback of the investment over the years.