Una de les aplicacions on més es fa servir l'energia solar fotovoltaica és per a subministrar energia elèctrica utilitzant panells fotovoltaics a zones aïllades de la xarxa elèctrica a les quals no seria viable o seria molt costos fer-la-hi arribar. Això mateix també es pot fer a torres de telecomunicacions que és el què fem en aquest cas.
El tipus d'instal·lació que ens plantegem necessita, a més de la captació de l'energia solar fotovoltaica, l'emmagatzematge ja que també hi haurà consum dels aparells en moments que no coincideixen amb els d'irradiació solar. I, a més, perquè cal preveure que hi haurà terminis on les condicions climatològiques siguin desfavorables.
Els aparells que formaran part del super node es poden alimentar a corrent continua a 12 Vdc
Per al disseny de la instal·lació cal estimar el consum diari, tenint en compte la potència consumida i el temps de funcionament dels aparells.
El consum obtingut l'incrementarem un 20% per compensar les pèrdues de la instal·lació.
El càlcul de la capacitat total de l'acumulador l'obtindrem multiplicant el consum diari, tenint en compte les pèrdues, pel número de dies consecutius que hi pugui haver una irradiació solar nul·la o insuficient. Per a conèixer aquest valor cal recórrer a taules on el trobarem en funció de la zona i el tipus de clima.
Un cop tinguem la capacitat necessària dels acumuladors podrem dividir-la per la tensió de subministrament i obtindrem el valor de l'acumulació en Ah que és la unitat utilitzada en les capacitats d'acumulació de les bateries.
La intenció és crear un super node a 1444 metres sobre el nivell del mar, en una zona de muntanya per tal de crear enllaços a altres super nodes més de la zona i per a donar cobertura a les masies dels voltants.
Aquest super node es construirà utilitzant una placa RouterBoard 532A amb una placa filla RouterBoard 502 i quatre RouterBOARD R52 wireless 802.11a+b+g miniPCI
Als fòrums de mikrotik estimen que el consum d'un RB532A amb 2 minipci és de 6.6 W hi ha comentaris d'algun node solar en funcionament però la intenció d'aquest document és documentar com es farà el primer node solar de guifi.net
Tenint en compte que la instal·lació portarà 4 minipci, s'estima:
| Quantitat | Descripció | Potència (W) | Temps (h) | Consum (Wh) |
| 1 | RB532A + 4 minipci | 12 | 24 | 288 |
|
|
|
| Suma | 240 |
|
|
|
| 20% del total | 57,6 |
|
|
|
| Consum Total | 345,6 |
Ens hem fixat una autonomia de 4 dies, llavors, la capacitat de la bateria serà:
345,6 Wh * 4 = 1382,4 Wh
Si la tensió de alimentació és de 12 V, tindrem una capacitat requerida d'emmagatzematge:
1382,4 Wh / 12 V = 115,2 Ah
El captador solar s'orientarà cap al sud amb una inclinació aproximadament igual a la latitud de l'emplaçament on s'instal·larà incrementada amb 15 graus per tal de maximitzar l'energia captada a l'hivern, on les hores de radiació i altura solar són menors.
Per determinar l'energia (E) que pot aportar el sistema de captació en Watts hora, durant un dia d'hivern amb escassa nuvolositat, usant un panell solar de potència nominal (P) en Watts i instal·lat en un emplaçament amb la latitud coneguda (L) en graus és:
E = (5 - L / 15) x (1 + L / 100) x P
Pel nostre cas, amb una latitud de 42 graus, s'espera que amb un panell de 130 Wp de potència es produeixi en un dia qualsevol d'hivern una energia igual a:
E = (5 - 42 / 15) x (1 + 42/100) x 130 = 2,2 x 1,42 x 130 = 406,12 Wh
Aquest valor E es pot incrementar o disminuir fins a un 25 % en funció de com són les condicions climatològiques dominants durant els mesos d'hivern, sobretot la nuvolositat.
En casos on la nuvolositat sigui molt escassa, un valor raonable seria un 20 % superior al calculat i, si l'indret es caracteritza per tenir molta pluja i força nuvolositat, es disminuiria en un 25 %.
En el nostre cas, optem per no modificar aquest valor:
E = 406,12 Wh
Tenint aquest valor podem calcular el nombre de panells solars necessaris per a la instal·lació:
Núm. de panells = Consum diari / Energia aportada per panell = 345,6 / 406,12 = 0,85 (1 panells de 130 Wp)
La composició del sistema solar fotovoltaic per al super node està format per 1 panell solar de 130 Wp (s'ha escollit aquest abans que combinacions de dos panells de potència inferior per cost), un quadre de connexions, un regulador de càrrega adequat i una bateria amb una capacitat de 130 Ah.
Es proposa la utilització del material següent (preus segons tarifes gener 2007 amb IVA inclòs):
| Kyocera Kc130 Panel poli.12 V 130 Wp | 678.60 € |
| Bateria Enersol 130 Ah / C100 | 150.80 € |
| Regulador Morningstar SHS-10 / 12 V | 47.56 € |
| Suports placa per a màstil 2”, cablejat i accessoris | 100.00 € |
| Total | 976.96 € |
Cal tenir en compte:
-
que hi ha organismes públics que concedeixen ajudes de promoció de l'ús de l'energia solar fotovoltaica i que aquestes, generalment, són d'un 40 % del total de la instal·lació
-
les avantatges i els inconvenients de l'ús de l'energia solar fotovoltaica
que el càlcul que s'ha dut a terme té l'objectiu de ser orientatiu, hi ha altres mètodes de càlcul més complexes, aquí s'han obviat parts importants de la instal·lació com són el regulador de càrrega, les estructures de suport, la secció del cables, ...
que qualsevol aportació i millora en el càlcul i selecció de materials serà benvinguda
