MEMORIA TÉCNICA DE PROYECTO
FOTOVOLTAICA 13.3 kWp
Bombeo Solar La Paz, Jalisco
Noviembre de 2022
Preparado por:
Solar Eléctrica
Av. Aguascalientes 903, Col. Vistas del
Sol, CP. 20266, Aguascalientes, Ags.
https://www.solarelectrica.com/
Contactos:
Cristian Neftalí Díaz Vázquez
Director de Ingeniería
Tel:
+52 449 107 9114
Email: cdiaz@solarelectrica.com
Eduardo Galindo Corona
Gerente de Operaciones
Tel:
+52 449 552 6611
Email: vlara@caliza.mx
Tabla de contenido
1 - OBJETO DE LA MEMORIA..................................................................... Ошибка! Закладка не определена.
1.1
DEFINICIONES .................................................................................. Ошибка! Закладка не определена.
1.2
REGLAMENTOS Y DISPOSICIONES CONSIDERADAS .................. Ошибка! Закладка не определена.
2 – CARACTERÍSTICAS Y PARÁMETROS DE DISEÑO BÁSICOS .............................................................. 11
3 – Detalle de Proyecto y Memoria de Cálculo ................................................................................................ 22
3.1 - Ubicación de la instalación ................................................................... Ошибка! Закладка не определена.
3.2 - Características de la instalación ........................................................... Ошибка! Закладка не определена.
3.3 – Módulos Fotovoltaicos ............................................................................................................................ 22
3.4 – Inversor................................................................................................................................................... 22
3.5 – Diseño Eléctrico...................................................................................................................................... 24
3.6 – Cálculos ........................................................................................................................................ 18-19-20
1.
# máximo de MFV admisible en una serie con base al Voltaje de Circuito Abierto ............................... 26
2.
Corriente de corto circuito máxima en corriente directa y dimensionamiento de conductor .................. 27
3.
Corriente de operación máxima en corriente alterna ............................................................................. 27
4.
Cálculo de caída de tensión .................................................................................................................. 22
Anexos
1 – Ficha técnica módulo fotovoltaico
2 – Ficha técnica inversor
3 – Reporte Helioscope (Preliminar)
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I.
INTRODUCCIÓN
1.1 Objeto
La presente memoria tiene por objeto justificar y describir las características del sistema fotovoltaico instalado,
donde se pretende detallar las características de los componentes utilizados y los cálculos realizados para el
dimensionamiento de estos con el fin de cumplir con las normas y leyes aplicables; asegurando así el correcto
funcionamiento del sistema fotovoltaico.
La memoria de cálculo describe el dimensionamiento del sistema fotovoltaico, la elección de los componentes
principales a ser utilizados, al igual que el cálculo y detalle de los conductores, canalizaciones y protecciones de
los circuitos de corriente directa y alterna. Al ser un sistema interconectado con Red de Distribución de Energía
Eléctrica, se incluye la validación correspondiente del punto de interconexión.
Se aclara que la instalación contemplada en el presente proyecto se encuentra clasificada con base la Ley de la
Industria Eléctrica como una central de generación limpia distribuida y por lo tanto, la persona física o moral,
dueña de dicha instalación tendrá la figura de Generador Exento ante el Mercado Eléctrico Mayorista y las
autoridades correspondientes.
1.2 Ubicación de la Instalación.
La planta solar fotovoltaica será instalada a nivel de suelo ubicado en:
Dirección:
Camino a la Noria SN
La Paz
Población:
CP:
Estado:
47550
Coordenadas:
21.832254, -101.764477
Jalisco
1.3 Descripción del sistema
El centro de carga con el RPU 110150601011 cuenta con una carga instalada de 28 kW y un consumo anual
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medido/estimado de 13,710 kWh. Por lo tanto, considerando una producción anual por kWp instalado de 16,863
kWh, a una radiación estimada de 5 kWh/m2/d y una eficiencia del 70% .
La instalación solar fotovoltaica será interconectada al sistema eléctrico existente en el Tablero de distribución
principal con un voltaje de 480V/277V ubicado en el cuarto eléctrico. El sistema solar fotovoltaico tendrá una
capacidad de 13.2 kWp, utilizando 40 módulos fotovoltaicos policristalinos de 330W cada uno. Se utilizará 1
inversor de 15 kW, para transformar la energía en C.D. proveniente de los módulos fotovoltaicos y convertirla
en C.A. con un voltaje de 480V/277V.
II.
DEFINICIONES
Circuito Fotovoltaico de Corriente Directa: Los conductores, canalizaciones y protecciones entre los MFV y
los inversores del Sistema Fotovoltaico que opera en corriente continua.
Circuito Fotovoltaico de Corriente Alterna: Los conductores, canalizaciones y protecciones los inversores
del Sistema Fotovoltaico y el punto de acoplamiento.
Inversor: Unidad de generación de energía que convierte la corriente directa generada por los MFV a
corriente alterna y al mismo tiempo transforma el voltaje.
Módulo Fotovoltaico (MFV): Conjunto de unidades de dispositivos fotovoltaicos básicos que generan
electricidad cuando son expuestos a la luz solar y que son diseñados para generar energía de corriente
continua cuando es expuesta a la luz solar. Los cuales, están unidos mecánicamente, alambrados y diseñados
para formar una unidad para instalarse a la intemperie.
Punto de Acoplamiento Común: Es el punto en el cual se conecta el sistema fotovoltaico al sistema eléctrico
del centro de carga.
Punto de Interconexión: Es el punto en el cual se conecta el sistema eléctrico del centro de carga con la Red
de Distribución de Energía Eléctrica.
Red de Distribución de Energía Eléctrica: Es el sistema de distribución nacional operado por la Comisión
Federal de Electricidad.
Sistema Solar Fotovoltaico: El total de componentes y subsistemas que en conjunto convierte la radiación
solar en energía eléctrica adecuada para la conexión al sistema eléctrico del centro de carga y que funciona
en paralelo con la Red de Distribución de Energía Eléctrica.
III.
GENERALIDADES
El diseño de la instalación eléctrica, así como la presente memoria de la instalación eléctrica para el Proyecto
Fotovoltaico La Paz se mantendrá dentro de los lineamientos de la Norma Oficial Mexicana NOM-001-SEDE-2012.
INTALACIONES ELECTRICAS UTILIZACION, y el PEC correspondiente, con el fin de cumplir los requerimientos mínimos
para la seguridad de las instalaciones eléctricas, a continuación, se enlistan los de mayor relevancia:
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IV.
Artículo 310-15(b)(16) Ampacidades permisibles en conductores aislados para tensiones hasta 2000 Volts y 60°C
a 90°C. No más de tres conductores portadores de corriente en una canalización, cable o directamente
enterrados, basados a una temperatura ambiente de 30°C.
Artículo 310-15(b)(17) Ampacidades permisibles en conductores aislados para tensiones hasta 2000 Volts al aire
libre.
Artículo 310-15(b)(17) Ampacidades permisibles en conductores aislados para tensiones hasta 2000 Volts al aire
libre.
Artículo 310-15(b)(3)(a) Factores de ajuste para más de tres conductores portadores de corriente en una
canalización o cable.
Artículo 310-15(b)(3)(c) Ajustes de temperatura para canalizaciones circulares expuestas a la luz solar en o por
encima de azoteas.
El desbalanceo general entre fases debe ser el menos posible, 3% para alimentadores, 5% para circuitos
derivador y 1% para circuitos fotovoltaicos.
Artículo 310-15(b)(3)(a). Factores de ajuste para más de tres conductores portadores de corriente en una
canalización o cable.
Artículo Tabla 310-15(b)(2)(a) Factores de Corrección basados en una temperatura ambiente 30 °C.
Artículo 210-19. Conductores. Ampacidad y tamaños mínimos.
Artículo 210.20 y Art. 215.3. Protección contra sobrecorriente, de circuitos derivados y Alimentadores.
Artículo 250.66. Conductor del electrodo de puesta a tierra para sistemas de corriente alterna.
Artículo 250.122. Tamaño mínimo de los conductores de puesta a tierra para canalizaciones y equipos.
Artículo 250-166. Tamaño del conductor del electrodo de puesta a tierra de corriente continua.
Artículo 110.26. Espacio de trabajo alrededor de equipo eléctrico (de 600 volts o menos).
Artículo 690. Sistemas Solares Fotovoltaicos
Tabla 9. Resistencia y reactancia en corriente alterna para los cables para 600 volts, 3 fases a 60 Hz y 75 °C. Tres
conductores individuales en un tubo conduit.
Tabla 8. Propiedades de los conductores.
Tabla 5. Dimensiones de los conductores aislados y cables para artefactos.
Tabla 4. Dimensiones y porcentaje disponible para los conductores del área del tubo conduit (basado en la Tabla
1, de este Capítulo).
NORMAS Y REGLAMENTOS
Las normas y estándares de diseño que marcan los lineamientos mínimos que debe cumplir el proyecto eléctrico
son:
4.1 Nacionales
Norma Oficial Mexicana NOM-001-SEDE-2012, Instalaciones Eléctricas (Utilización).
Norma Oficial Mexicana NOM-025-STPS-2008, Condiciones de iluminación en los centros de trabajo.
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Norma Oficial Mexicana NOM-007-ENER-2014, Eficiencia energética en sistemas de alumbrado en edificios no
residenciales.
Norma Mexicana NMX-J-098-ANCE-1999, Tensiones eléctricas normalizadas.
Norma de Referencia de la Comisión Federal de Electricidad NRF-011-CFE-2004, Sistema de Tierra para Plantas
y Subestaciones Eléctricas.
Normas de Distribución subterránea C.F.E.
Normas de Medición C.F.E.
Norma Mexicana NMX-J-549-ANCE-2005, Sistema de protección contra tormentas eléctricas especificacionesmateriales y métodos de medición.
Ley de Industria Eléctrica
Manual de Interconexión de Centrales de Generación con Capacidad menor a 0.5 MW.
Especificación para la Interconexión a la Red Eléctrica de media Tensión de Sistemas Fotovoltaicos con capacidad
hasta 500 kW.
Disposiciones administrativas de carácter general, los modelos de contrato, la metodología de cálculo de
contraprestación y las especificaciones técnicas generales, aplicables a las centrales eléctricas de generación
distribuida y generación limpia distribuida.
4.2 Internacionales
V.
Código Eléctrico Nacional - NEC.
Estándar del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos IEEE-STD 80-2000, Guía de Seguridad para la Puesta
a tierra de Subestaciones en corriente alterna.
NFC 17-102 – Protección contra descargas atmosféricas.
NOMENCLATURAS Y FORMULAS
5.1 Nomenclaturas
W
Carga (Watts)
Voc
Voltaje de circuito abierto
Wp
Potencia max Panel Fotovoltaico (Watt pico)
Vmp
Voltaje de máxima potencia
Ah
Capacidad Baterías (Ampere x hora)
Vmax
Voltaje de aislamiento
Vcd
Voltaje de corriente directa
Imp
Corriente de máxima potencia
Vca
Voltaje de corriente alterna
Isc
Corriente de corto circuito
Wh
Energía (Watt x hora)
Pmax
Potencia en punto máximo
In
Corriente Nominal (Amperes)
HSP
Horas solar pico
Ic
Corriente Corregida (Amperes)
PFV
Potencia fotovoltaica
Corriente Demandada (Amperes)
f.s.
Factor por exposición solar
Idem
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Iint
Corriente del Interruptor
Vf
Voltaje Fase-Neutro
VL
Voltaje Fase-Fase
kV
Voltaje en kilo Volts
F.D
Factor de Demanda
F.P
Factor de Potencia
f.a
Factor de agrupamiento
f.t
Factor de temperatura
f.c
Factor de Carga (1= no continua; 1.25= continua)
S
Sección del conductor en mm2
𝜂
Eficiencia del motor
L
Distancia (m)
e%
Caída de tensión
kVA
Carga en kilo Volt-Amperes
kW
Carga en kilowatts
X
Reactancia del conductor (Ohm/km)
R
Resistencia del conductor (Ohm/km)
Z
Impedancia del conductor (Ohm/km)
5.2 Fórmulas
Para el dimensionamiento de equipos.
𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 𝑟𝑒𝑞 + 𝑝𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠
𝐻𝑟𝑎 𝑆𝑜𝑙𝑎𝑟
Cálculo de la Potencia Fotovoltaica.
Ecuación 1
Potencia corriente directa.
Ecuación 2
𝑃 𝑥 𝑡 (𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎)
𝑉 (𝑇𝑒𝑛𝑠𝑖ó𝑛 𝐵𝑎𝑛𝑐𝑜 𝑑𝑒 𝐵𝑎𝑡)
Cálculo de ampere-hora de batería.
Ecuación 3
𝑃 𝑥 𝑡 (𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎)
𝑉 + 𝑝é𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠
Cálculo de ampere-hora requerida.
Ecuación 4
𝑃𝐹𝑉 =
𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 = 𝑉𝑥𝐼
𝐴ℎ =
𝐴ℎ =
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𝐴ℎ 𝑟𝑒𝑞𝑢𝑒𝑟𝑖𝑑𝑜𝑠
𝐴ℎ 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑟í𝑎
Cálculo de Porcentaje de descarga de batería.
Ecuación 5
𝐼𝑚𝑎𝑥 = 𝐼𝑠𝑐 𝑥 1.25
Cálculo de corriente máxima
Ecuación 6
𝐼𝐷 = 𝐼𝑚𝑎𝑥 𝑥 1.25
Cálculo de Ampacidad del conductor
Ecuación 7
Cálculo de corriente corregida
Ecuación 8
Calculo voltaje perdido en conductor
Ecuación 9
Calculo caída de tensión
Ecuación 10
Cálculo de distancia máxima para caída de tensión
Ecuación 11
Cálculo de corriente nominal del dispositivo de
protección contra sobrecorriente (DPS)
Ecuación 12
% 𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑠𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 =
𝐼𝑐𝑐 = 𝐼𝑠𝑐 𝑥 𝐹. 𝐴. 𝑥 𝐹. 𝑇. 𝑥𝐹. 𝑆.
𝑒𝑇 =
2 𝑥 𝑑𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎
𝑥 𝐼𝑀𝑃 𝑥𝑅𝑜ℎ𝑚𝑠 ⁄𝐾𝑚
1000𝑚
𝑒% =
𝑑𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 =
𝑒𝑇
𝑉𝑚𝑝
3 𝑥 𝑉𝑚𝑝𝑥5
𝐼𝑀𝑃 𝑥𝑅𝑜ℎ𝑚𝑠 ⁄𝐾𝑚
𝐼𝐷𝑃𝑆 = 𝐼𝑠𝑐 𝑥 1.25 𝑥 1.25
Cálculo de la Corriente Nominal para circuitos alimentadores y derivados de alumbrado y contactos.
𝑉𝐴
𝐼𝑛 =
(𝑉𝑓 )
Sistema de 1 fase 2 hilos con VA
Ecuación 13
𝐼𝑛 =
𝐼𝑛 =
𝐼𝑛 =
𝑉𝐴
(𝑉𝐿 )
𝑉𝐴
(𝑉𝐿 ∗ √3)
𝑊
(𝑉𝑓 ∗ 𝐹. 𝑃. )
𝑊
𝐼𝑛 =
(𝑉𝐿 ∗ 𝐹. 𝑃. )
𝑊
𝐼𝑛 =
(𝑉𝐿 ∗ √3 ∗ 𝐹. 𝑃. )
Sistema 2 fases 3 hilos con VA
Ecuación 14
Sistema 3 fases 4 hilos con VA
Ecuación 15
Sistema de 1 fase 2 hilos con W
Ecuación 16
Sistema 2 fases 3 hilos con W
Ecuación 17
Sistema 3 fases 4 hilos con W
Ecuación 18
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Las siguientes formulas se utilizan para el cálculo de la Corriente Corregida:
𝐼𝐶 =
𝐼𝑛 ∗ 𝑓. 𝑐.
(𝑓. 𝑎 ∗ 𝑓. 𝑡)
Circuitos derivados alumbrado o receptáculos
Ecuación 19
𝐼𝐶 =
𝐼𝑑𝑒𝑚
(𝑓. 𝑎 ∗ 𝑓. 𝑡)
Circuitos Alimentadores a tableros
Ecuación 20
Circuitos derivados de motores
Ecuación 21
𝐼𝐶 = 1.25 ∗ 𝐼𝑛
𝐼𝐶 = (1.25 ∗ 𝐼𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟 𝑚𝑎𝑠 𝑔𝑟𝑎𝑛𝑑𝑒)
+ ∑ 𝐼𝑛 𝑑𝑒𝑚𝑎𝑠 𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟𝑒𝑠
Alimentadores grupo de motores,
incluyendo otras cargas
Ecuación 22
Los factores de corrección por temperatura (f.t) son de acuerdo a lo indicado en el artículo 310-15 de la tabla 31015(b)(2)(a) para temperatura ambiente de 38°C de la NOM-001-SEDE-2012.
Los factores de corrección por agrupamiento (f.a) son de acuerdo a lo indicado en el artículo 310-15 tabla 310-15(b)(3)(a)
Factores de ajuste para más de tres conductores portadores de corriente en una canalización, de la NOM-001-SEDE2012.
La ampacidad para el dimensionamiento de circuitos derivados con cargas continuas no debe ser menor del 125 por
ciento de su corriente en operación normal, como lo establece el artículo 210, sección 210 19(a)(1) de la NOM-001SEDE-2012.
Las siguientes fórmulas se utilizan para el cálculo del dispositivo de protección:
Circuito derivado de contactos o alumbrado
𝐼𝑖𝑛𝑡 = 1.25 ∗ 𝐼𝑛
Circuito alimentador de tablero de contactos o
𝐼𝑖𝑛𝑡 = 1.25 ∗ 𝐼𝑛
alumbrado
Motor no más del 250% de la corriente nominal
𝐼𝑖𝑛𝑡 = 2.5 ∗ 𝐼𝑛 𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟
Ecuación 23
Ecuación 24
Ecuación 25
Las siguientes fórmulas se utilizan para el cálculo de la caída de tensión en circuitos derivados y alimentadores:
√3 ∗ 𝐼𝑛 ∗ 𝐿 ∗ 𝑧 ∗ 100
}
1000 ∗ 𝑉𝐿
Circuitos Trifásicos
Ecuación 26
2 ∗ 𝐼𝑛 ∗ 𝐿 ∗ 𝑧 ∗ 100
𝑒% = {
}
1000 ∗ 𝑉𝑓
Circuitos monofásicos
Ecuación 27
2 ∗ 𝐼𝑛 ∗ 𝐿 ∗ 𝑧 ∗ 100
𝑒% = {
}
1000 ∗ 𝑉𝐿
Circuitos bifásicos
Ecuación 28
𝑒% = {
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VI.
DETALLES DE PROYECTO
VII.
CALCULOS
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Solar Eléctrica
Memoria Técnica Instalación Fotovoltaica del Proyecto SFV Bombeo Solar La Paz 13.2 kWp
2 – CARACTERÍSTICAS Y PARÁMETROS DE DISEÑO BÁSICOS
A continuación, se indica las características y parámetros de diseño básicos para la selección y uso
del material eléctrico a instalarse en el proyecto:
2.1-Canalizaciones
Los circuitos del sistema fotovoltaico que se instalen en intemperie deberán con contar con las
canalizaciones diseñadas y adecuadas para las condiciones a las que serán expuestas por lo que se
utilizará Tubería Conduit Tipo SemiPesado (IMC) y/o charolas portacables cuando los conductores y
parámetros eléctricos lo permitan.
Los circuitos del sistema fotovoltaico que se instalen en interiores deberán con contar con las
canalizaciones diseñadas y adecuadas para las condiciones a las que serán expuestas por lo que se
utilizará Tubería Conduit Tipo Ligero (EMT) y/o charolas portacables cuando los conductores y
parámetros eléctricos lo permitan.
Los circuitos del sistema fotovoltaico que se instalen en áreas clasificadas deben contar con las
canalizaciones diseñadas y adecuadas para las condiciones a las que serán expuestas por lo que se
utilizará Tubería Conduit Tipo Pesado (RMC).
Los circuitos del sistema fotovoltaico que se instalen enterrados deben contar con las canalizaciones
diseñadas y adecuadas para las condiciones a las que serán expuestas por lo que se utilizará Tubería
Conduit Tipo Pesado (RMC) y/o Tubo Conduit rígido de policloruro de vinilo Tipo PVC dependiendo de
las características del centro de carga donde se realice la instalación.
La instalación de dichas canalizaciones deberá contemplar lo mencionado en el artículo 344, 342, 358 y
392 de la NOM-001-SEDE-2012, donde se detalle de manera enunciativa pero no limitativa lo siguiente:
Tubería Conduit Tipo Pesado (RMC), SemiPesado (IMC) y Ligero (EMT)
Todos los soportes, pernos, abrazaderas, tornillos, etc. deben ser de material resistente a la
corrosión o deben estar protegidos por un material resistente a la corrosión
No se debe utilizar tubo conduit metálico pesado (RMC), semipesado (IMC) y ligero (EMT) con
designación métrica menor a 16 (tamaño comercial de ½).
No se debe utilizar tubo conduit metálico pesado (RMC) con designación métrica superior a 155
(tamaño comercial de 6).
No se debe usar tubo conduit semipesado (IMC) y ligero (EMT) con designación métrica superior
al 103 (tamaño comercial de 4).
El tubo conduit metálico pesado (RMC) y semipesado (IMC) se debe sujetar y asegurar a una
distancia no mayor de 90 centímetros de cada caja de salida, caja de empalmes, caja de
dispositivos, gabinete u otra terminación de conduit. Se permitirá aumentar la distancia de
sujeción a 1.50 metros si los miembros estructurales no permiten una sujeción fácil dentro de
los 90 centímetros.
Cuando los tubos conduit metálicos del tipo pesado o tubos conduit metálicos semipesado
terminen en una envolvente o en caja de conexiones con un conector, pasacables y
11
Solar Eléctrica
Memoria Técnica Instalación Fotovoltaica del Proyecto SFV Bombeo Solar La Paz 13.2 kWp
contratuerca, se deben instalar dos contratuercas, una por dentro de la envolvente y otra
por fuera. Los extremos del tubo conduit deben estar escariados o con acabado para
eliminar los filos cortantes
El tubo Conduit ligero (EMT) se debe sujetar y asegurar en su lugar por lo menos cada 3.00
metros. Además, cada tramo de tubo EMT entre los puntos de terminación se debe sujetar y
asegurar a una distancia no mayor de 90 centímetros de cada caja de salida, caja de empalme,
caja de dispositivo, gabinete u otra terminación de conduit.
El tubo conduit metálico pesado (RMC) y tubo conduit semipesado (IMC) se debe soportar de
acuerdo con la siguiente tabla:
Tabla 344-30(b)(2).- Soportes para tubo conduit metálico pesado
Tamaño del conduit
Designación métrica
Tamaño comercial
½-¾
1
1¼ - 1½
2 - 2½
3 y mayor
16-21
27
35-41
53-63
78 y mayor
Distancia máxima entre los
soportes del tubo conduit
metálico pesado
Metros
3
3.7
4.3
4.9
6.1
El número de conductores en una tubería metálica conduit tipo pesado, semipesado y ligero no
debe exceder el porcentaje de ocupación permitido especificado en las siguientes tablas del
capítulo 10 de la NOM-001-SEDE-2012:
Tabla 1.- Porcentaje de la sección transversal en tubo conduit y en tubería para los
conductores
Número de conductores
Todos los tipos de conductores
1
53
2
31
Más de 2
40
Artículo 342 – Tubo conduit metálico semipesado (IMC)
Dos
Más de 2
conductores fr conductores fr
= 31%
= 40%
Diámetro
interno
100% del
área total
60% del
área total
Un
conductor
fr = 53%
mm
mm2
mm2
mm2
mm2
mm2
Designación
métrica
Tamaño
comercial
12
⅜
––
––
––
––
––
––
16
½
16.80
222
133
117
69
89
21
¾
21.90
377
226
200
117
151
12
Solar Eléctrica
Memoria Técnica Instalación Fotovoltaica del Proyecto SFV Bombeo Solar La Paz 13.2 kWp
27
1
28.10
620
372
329
192
248
35
1¼
36.80
1064
638
564
330
425
41
1½
42.70
1432
859
759
444
573
53
2
54.60
2341
1405
1241
726
937
63
2½
64.90
3308
1985
1753
1026
1323
78
3
80.70
5115
3069
2711
1586
2046
91
3½
93.20
6822
4093
3616
2115
2729
103
4
105.40
8725
5235
4624
2705
3490
Artículo 344 –Tubo conduit metálico pesado (RMC)
Designación
métrica
Tamaño
comercial
12
16
21
27
35
41
53
63
78
91
103
129
155
⅜
½
¾
1
1¼
1½
2
2½
3
3½
4
5
6
Dos
Más de 2
conductores fr conductores fr
= 31%
= 40%
Diámetro
interno
100% del
área total
60% del
área total
Un
conductor
fr = 53%
mm
mm2
mm2
mm2
mm2
mm2
––
16.10
21.20
27.00
35.40
41.20
52.90
63.20
78.50
90.70
102.90
128.90
154.80
––
204
353
573
984
1333
2198
3137
4840
6461
8316
13050
18821
––
122
212
344
591
800
1319
1882
2904
3877
4990
7830
11292
––
108
187
303
522
707
1165
1663
2565
3424
4408
6916
9975
––
63
109
177
305
413
681
972
1500
2003
2578
4045
5834
––
81
141
229
394
533
879
1255
1936
2584
3326
5220
7528
Charolas Portacables
No se deben utilizar sistemas de charolas portacables en los fosos de los ascensores o donde
puedan estar sujetos a daños físicos y se utilizarán solo cuando las condiciones de supervisión
y mantenimiento aseguren que el sistema de charolas portacables será atendido únicamente
por personas calificadas.
En las charolas portacables que contienen conductores con una tensión de más de 600
volts, debe haber señales permanentes y legibles de advertencia en las que se indique el
siguiente texto: “PELIGRO – ALTA TENSION – MANTENGASE ALEJADO”, colocadas en un
lugar fácilmente visible en las charolas portacables. El espaciamiento de las señales de
advertencia no debe exceder 3.00 metros.
13
Solar Eléctrica
Memoria Técnica Instalación Fotovoltaica del Proyecto SFV Bombeo Solar La Paz 13.2 kWp
Cuando si instalen en charolas un cable de un conductor, este debe ser de tamaño 21.2
mm2 (4 AWG) o mayor y de un tipo aprobado y marcado en su superficie para uso en
charolas portacables. Cuando el conductor sea usado como conductores de puesta a tierra
del equipo deben ser aislados, recubiertos o desnudos, y deben ser de tamaño 21.2 mm2
(4 AWG) o de mayor tamaño
El número de cables de un solo conductor permitidos en una sola charola portacables no
debe exceder lo establecido en la siguiente tabla:
Tabla 392-22(b)(1).- Area de ocupación permisible para cables de un solo conductor en charolas
portacables de tipo escalera, fondo ventilado o malla ventilada para cables de 2000 volts o menos
Area de ocupación máxima permisible para cables multiconductores
Charolas portacables tipo escalera o fondo ventilado
Ancho interior de la charola
portacables
Columna 1
Aplicable sólo por 392-22(b)(1)(b)
Columna 2a
Aplicable sólo por 392-22(b)(1)(c)
Centímetros
5
10
15
20
22.5
30
40
45
50
60
75
90
mm2
1 400
2 800
4 200
5 600
6 100
8 400
11 200
12 600
14 000
16 800
21 000
25 200
mm2
1 400 - (28 Sd)
2 800 - (28 Sd)
4 200 - (28 Sd)
5 600 - (28 Sd)
6 100 - (28 Sd)
8 400 - (28 Sd)
11 200 - (28 Sd)
12 600 - (28 Sd)
14 000 - (28 Sd)
16 800 - (28 Sd)
21 000 - (28 Sd)
25 200 - (28 Sd)
a
Se deben calcular las áreas de ocupación máxima permisible de las columnas 2 . Por ejemplo, la ocupación máxima
permisible, en milímetros cuadrados, para una charola portacables de 15 centímetros de ancho en la columna 2, debe
ser 4200 menos (28 multiplicado por Sd). El término Sd de las columnas 2 es la suma de los diámetros, en milímetros,
de todos los cables individuales de 507 mm2 y más mayores instalados en la misma charola con cables más pequeños.
Consideraciones Adicionales
Cuando se deban utilizar canalizaciones metálicas flexibles, estos no podrán ser mayores a
1.8 m.
Para el cálculo de factor de ocupación, se deberán considerar la siguiente tabla del Capítulo
10 de la NOM-001-SEDE-2012 al momento de considerar las dimensiones de los
conductores THW.
Tabla 5.- Dimensiones de los conductores aislados y cables para artefactos
14
Solar Eléctrica
Memoria Técnica Instalación Fotovoltaica del Proyecto SFV Bombeo Solar La Paz 13.2 kWp
Tamaño
2
Conductores
THW,THHW,THW2
Diámetro aproximado
Area aproximada
mm
AWG o kcmil
mm
mm2
3.31
12
3.861
11.68
5.26
10
4.470
55.68
6.63
8
5.994
28.19
8.37
6
7.722
46.84
21.2
4
8.941
62.77
26.7
3
9.652
73.16
33.6
2
10.46
86.00
42.4
1
12.50
122.60
53.5
1/0
13.51
143.40
67.4
2/0
14.68
169.30
85.0
3/0
16.00
201.10
107
4/0
17.48
239.90
127
250
19.43
296.50
152
300
20.83
340.70
177
350
22.12
384.40
203
400
23.32
427.00
253
500
25.48
509.70
304
600
28.27
627.7
355
700
30.07
710.3
380
750
30.94
751.7
405
800
31.75
791.7
456
900
33.38
874.9
507
1000
34.85
953.8
633
1250
39.09
1200
760
1500
42.21
1400
887
1750
45.1
1598
1013
2000
47.80
1795
2.2-Conductores, Protecciones y Puesta a Tierra
Consideraciones Generales
Todos los conductores y sus protecciones por instalarse deben cumplir los artículos aplicables de la
NOM-001-SEDE-2012, donde se detallan los siguientes requerimientos de manera enunciativa pero
no limitativa:
El calibre mínimo de los conductores a instalarse deberá ser el calibre 12 AWG.
Los conductores que se instalen expuestos a luz solar deben estar aprobados, o aprobados y
marcados como resistentes a la luz solar. Los demás conductores deberán ser tipo THW siempre
que sea permitido y en su defecto deberán ser adecuados para las condiciones en las que se
15
Solar Eléctrica
Memoria Técnica Instalación Fotovoltaica del Proyecto SFV Bombeo Solar La Paz 13.2 kWp
instalen.
Cuando las capacidades nominales o el ajuste de los dispositivos de protección contra
sobrecorriente no correspondan con las capacidades nominales y con los valores de ajuste
permitidos para esos conductores, se permite tomar los valores inmediatamente superiores.
La temperatura de operación de los conductores, asociada con capacidad de conducción de
corriente, no debe exceder la temperatura de operación de cualquier elemento del sistema que
tenga una menor temperatura de operación, tales como conectores, otros conductores o
dispositivos, por lo que los conductores con aislamiento para 600 V en circuitos de 100 A o
menos se usarán para temperaturas de operación máxima de 60 °C, y en los circuitos mayores
de 100 A se usarán para temperaturas de operación máxima de 75 °C, dando cumplimiento así
a la sección 110-14 (c) de la NOM-001-SEDE-2012.
Todo el cableado a instalarse deberá cumplir con el siguiente código de
colores:
Tabla 1. Código de colores de los conductores
Conductor
Fases
Positivo
Negativo
Negativo Puesto a Tierra
Neutro
Tierra Física
Los conductores de calibre 1/0 AWG o mayores podrán conectarse en paralelo, siempre y
cuando, cumplan con los siguientes requisitos:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Color del Aislamiento
Cualquier color, excepto blanco, gris,
verde o verde con franjas amarillas
Rojo
Negro
Blanco
Blanco o gris
Verde, verde con franjas amarillas o
desnudo
Tengan la misma longitud
Sean del mismo material conductor
Sean del mismo calibre
Tengan el mismo tipo de aislamiento
Sean terminados en la misma forma
La canalización tenga las mismas características físicas
La ampacidad a considerar que soportan los conductores de diversos calibres se realizará con
base a la siguiente tabla, resaltando que se tendrán que considerar o factores de ajuste
mencionados en la presente memoria:
Tabla 310-15(b)(16).- Ampacidades permisibles en conductores aislados para tensiones hasta 2000
volts y 60 °C a 90 °C. No más de tres conductores portadores de corriente en una canalización, cable o
directamente enterrados, basados en una temperatura ambiente de 30 °C*
16
Solar Eléctrica
Memoria Técnica Instalación Fotovoltaica del Proyecto SFV Bombeo Solar La Paz 13.2 kWp
Tamaño
Temperatura nominal del conductor [Véase la tabla 310-104(a)]
o
60 °C
designación
75 °C
90 °C
60 °C
75 °C
90 °C
TIPOS
TIPOS
SA, SIS, RHH,
RHW-2, USE-2,
XHH, XHHW,
XHHW-2,
UF
RHW, XHHW, USE
ZW-2
TIPOS
TBS, SA, SIS,
FEP, FEPB, MI,
RHH,
TIPOS
mm2
RHW, THHW,
THHW-LS,
THW,
AWG o
kcmil
TIPOS
TW, UF
RHW-2, THHN,
THHW, THHWLS, THW-2,
THWN-2,
THW-LS,
USE-2, XHH,
THWN, XHHW, XHHW, XHHWUSE, ZW
2, ZW-2
COBRE
TIPOS
ALUMINIO O ALUMINIO RECUBIERTO
DE COBRE
0.824
18**
—
—
14
—
—
—
1.31
16**
—
—
18
—
—
—
2.08
14**
15
20
25
—
—
—
3.31
12**
20
25
30
—
—
—
5.26
**
10
30
35
40
—
—
—
8.37
8
40
50
55
—
—
—
13.3
6
55
65
75
40
50
55
21.2
4
70
85
95
55
65
75
26.7
3
85
100
115
65
75
85
33.6
2
95
115
130
75
90
100
42.4
1
110
130
145
85
100
115
53.49
1/0
125
150
170
100
120
135
67.43
2/0
145
175
195
115
135
150
85.01
3/0
165
200
225
130
155
175
4/0
107.2
195
230
260
150
180
205
127
250
215
255
290
170
205
230
152
300
240
285
320
195
230
260
177
350
260
310
350
210
250
280
203
400
280
335
380
225
270
305
253
500
320
380
430
260
310
350
304
600
350
420
475
285
340
385
355
700
385
460
520
315
375
425
380
750
400
475
535
320
385
435
405
800
410
490
555
330
395
445
456
900
435
520
585
355
425
480
507
1000
455
545
615
375
445
500
633
1250
495
590
665
405
485
545
760
1500
525
625
705
435
520
585
887
1750
545
650
735
455
545
615
1013
2000
555
665
750
470
560
630
Con base en el artículo 210-19 de la NOM-001-SEDE-2012, la caída de tensión máxima aceptable
desde el panel más lejano al inversor que se conecta como desde el inversor al punto de
interconexión será de 5%. Para realizar los cálculos de caída de tensión, se utilizarán los datos
17
Solar Eléctrica
Memoria Técnica Instalación Fotovoltaica del Proyecto SFV Bombeo Solar La Paz 13.2 kWp
de las siguientes tablas obtenidas del Capítulo 10 de la NOM-001-SEDE-2012:
Tabla 8.- Propiedades de los conductores
Resistencia en corriente continua a
75 °C
Conductores
Tamaño
(AWG o
kcmil)
Area
mm2
Trenzado
kcmil
Total
Cantidad Diámetro Diámetro
de hilos
mm
mm
18
0.823
1620
1
18
0.823
1620
7
16
1.31
2580
1
16
1.31
2580
7
14
2.08
4110
1
14
2.08
4110
7
12
3.31
6530
1
12
3.31
6530
7
10
5.261
10380
1
10
5.261
10380
7
8
8.367
16510
1
8
8.367
16510
7
––
Cobre
Aluminio
Area
No
Cubierto
Recubierto
Aluminio
mm2
Ω/km
Ω/km
Ω/km
1.02
0.823
25.5
26.5
—
1.16
1.06
26.1
27.7
—
1.29
1.31
16
16.7
—
1.46
1.68
16.4
17.3
—
1.63
2.08
10.1
10.4
—
1.85
2.68
10.3
10.7
—
2.05
3.31
6.34
6.57
—
2.32
4.25
6.5
6.73
—
2.588
5.26
3.984
4.148
—
2.95
6.76
4.07
4.226
—
3.264
8.37
2.506
2.579
—
1.23
3.71
10.76
2.551
2.653
—
0.39
––
0.49
––
0.62
––
0.78
––
0.98
––
6
13.3
26240
7
1.56
4.67
17.09
1.608
1.671
2.652
4
21.15
41740
7
1.96
5.89
27.19
1.01
1.053
1.666
3
26.67
52620
7
2.2
6.6
34.28
0.802
0.833
1.32
2
33.62
66360
7
2.47
7.42
43.23
0.634
0.661
1.045
1
42.41
83690
19
1.69
8.43
55.8
0.505
0.524
0.829
1/0
53.49
105600
19
1.89
9.45
70.41
0.399
0.415
0.66
2/0
67.43
133100
19
2.13
10.62
88.74
0.317
0.329
0.523
85.01
167800
19
2.39
11.94
111.9
0.2512
0.261
0.413
211600
19
2.68
13.41
141.1
0.1996
0.205
0.328
3/0
4/0
107.2
250
127
––
37
2.09
14.61
168
0.1687
0.1753
0.2778
300
152
––
37
2.29
16
201
0.1409
0.1463
0.2318
350
177
––
37
2.47
17.3
235
0.1205
0.1252
0.1984
400
203
––
37
2.64
18.49
268
0.1053
0.1084
0.1737
500
253
––
37
2.95
20.65
336
0.0845
0.0869
0.1391
600
304
––
61
2.52
22.68
404
0.0704
0.0732
0.1159
700
355
––
61
2.72
24.49
471
0.0603
0.0622
0.0994
750
380
––
61
2.82
25.35
505
0.0563
0.0579
0.0927
800
405
––
61
2.91
26.16
538
0.0528
0.0544
0.0868
900
456
––
61
3.09
27.79
606
0.047
0.0481
0.077
1000
507
––
61
3.25
29.26
673
0.0423
0.0434
0.0695
1250
633
––
91
2.98
32.74
842
0.0338
0.0347
0.0554
1500
760
––
91
3.26
35.86
1011
0.02814
0.02814
0.0464
1750
887
––
127
2.98
38.76
1180
0.0241
0.0241
0.0397
2000
1013
––
127
3.19
41.45
1349
0.02109
0.02109
0.0348
Tabla 9.- Resistencia y reactancia en corriente alterna para los cables para 600 volts, 3 fases a 60 Hz y 75 °C.
Tres conductores individuales en un tubo conduit.
18
Solar Eléctrica
Memoria Técnica Instalación Fotovoltaica del Proyecto SFV Bombeo Solar La Paz 13.2 kWp
Ohms al neutro por kilómetro
Area
mm2
XL
Resistencia en
Resistencia en corriente
(Reactancia)pa
corriente alterna para
alterna para
ra todos
Tama
conductores de cobre
conductores de
ño
los
sin recubrimiento
aluminio
(AWG conductores
o
Condui
kcmil)
Condui
Condui
t de
Cond Cond
Cond Cond
Conduit
t de
t de
PVC o uit de uit de
uit de uit de
de
Alumin
Alumin
Acero PVC
Acero
Alumin acero PVC
io
io
io
10.2
6.6
3.9
2.56
1.61
1.02
0.82
0.66
0.52
0.39
0.33
––
––
––
––
2.66
1.67
1.31
1.05
0.82
0.66
0.52
––
––
––
––
2.66
1.67
1.35
1.05
0.85
0.69
0.52
––
––
––
––
2.66
1.67
1.31
1.05
0.82
0.66
0.52
0.269
0.259
0.43
0.43
0.43
0.203
0.220
0.207
0.33
0.36
0.33
2.08
3.31
5.26
8.36
13.30
21.15
26.67
33.62
42.41
53.49
67.43
14
12
10
8
6
4
3
2
1
1/0
2/0
0.190
0.177
0.164
0.171
0.167
0.157
0.154
0.148
0.151
0.144
0.141
0.240
0.223
0.207
0.213
0.210
0.197
0.194
0.187
0.187
0.180
0.177
10.2
6.6
3.9
2.56
1.61
1.02
0.82
0.62
0.49
0.39
0.33
85.01
3/0
0.138
0.171
0.253
4/0
0.135
0.167
107.2
10.2
6.6
3.9
2.56
1.61
1.02
0.82
0.66
0.52
0.43
0.33
127
250
0.135
0.171
0.171
0.187
0.177
0.279
0.295
0.282
152
300
0.135
0.167
0.144
0.161
0.148
0.233
0.249
0.236
177
350
0.131
0.164
0.125
0.141
0.128
0.200
0.217
0.207
203
400
0.131
0.161
0.108
0.125
0.115
0.177
0.194
0.180
253
500
0.128
0.157
0.089
0.105
0.095
0.141
0.157
0.148
304
600
0.128
0.157
0.075
0.092
0.082
0.118
0.135
0.125
380
750
0.125
0.157
0.062
0.079
0.069
0.095
0.112
0.102
507
1000
0.121
0.151
0.049
0.062
0.059
0.075
0.089
0.082
Z eficaz a FP = 0.85
para conductores de
cobre sin
recubrimiento
Z eficaz a FP = 0.85
para conductores de
aluminio
Con Condui
Condui
Cond Cond
Cond
duit
t de
t de
uit de uit de
uit de
de Alumin
Alumin
Acero PVC
Acero
PVC
io
io
8.9
5.6
3.6
2.26
1.44
0.95
0.75
0.62
0.52
0.43
0.36
0.28
9
0.24
3
0.21
7
0.19
4
0.17
4
0.16
1
0.14
1
0.13
1
0.11
8
0.10
5
8.9
5.6
3.6
2.26
1.48
0.95
0.79
0.62
0.52
0.43
0.36
8.9
5.6
3.6
2.30
1.48
0.98
0.79
0.66
0.52
0.43
0.36
––
––
––
––
2.33
1.51
1.21
0.98
0.79
0.62
0.52
––
––
––
––
2.36
1.51
1.21
0.98
0.79
0.66
0.52
––
––
––
––
2.36
1.51
1.21
0.98
0.82
0.66
0.52
0.302
0.308
0.43
0.43
0.46
0.256
0.262
0.36
0.36
0.36
0.230
0.240
0.308
0.322
0.33
0.207
0.213
0.269
0.282
0.289
0.190
0.197
0.240
0.253
0.262
0.174
0.184
0.217
0.233
0.240
0.157
0.164
0.187
0.200
0.210
0.144
0.154
0.167
0.180
0.190
0.131
0.141
0.148
0.161
0.171
0.118
0.131
0.128
0.138
0.151
Factores de Ajuste
Al momento de calcular el calibre de conductores, protecciones y canalizaciones, se tomarán en
cuenta los siguientes factores de ajuste aplicables por la naturaleza del proyecto:
Dado que el sistema fotovoltaico se considera una “carga continua” como se menciona en el
artículo 705-60 de la NOM-001-SEDE-2012, la capacidad nominal del dispositivo de sobre
corriente y la ampacidad del conductor no debe ser menor al 125 por ciento a la corriente
generada en condiciones nominales.
La ficha técnica de los inversores declara que el Factor de Potencia del sistema fotovoltaico tiene
a 1 cuando está en su máxima potencia. Sin embargo, con el fin de contemplar posibles
afectaciones en el centro de carga que puedan generar impacto en la calidad de la energía del
circuito de corriente alterna del sistema fotovoltaico a través del punto de acoplamiento, se
considera un Factor de Potencia de 0.90.
19
Solar Eléctrica
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Cuando se utilicen canalizaciones conduit metálicas en las azoteas expuestas a la luz solar
directa, los valores que se indican en la Tabla 310-15(b)(3)(c) del artículo 310 se deben agregar
a la temperatura exterior para determinar la temperatura ambiente correspondiente para la
aplicación de los factores de corrección de las Tablas 310-15(b)(2)(a) ó 310-15(b)(2)(b).
Tabla 310-15(b)(3)(c).- Ajustes a la temperatura ambiente para canalizaciones circulares
expuestas a la luz solar en o por encima de azoteas
Distancia por encima del techo
hasta la base del tubo conduit
milímetros
Sumador de temperatura ºC
De 0 hasta 13
33
Más de 13 hasta 90
22
Más de 90 hasta 300
17
Más de 300 hasta 900
14
Se aplicarán los factores de ajuste de la Tabla 310-15(b)(2)(a) del artículo 310 cuando la temperatura
media registrada por la CONAGUA en la ubicación del proyecto sea diferente a 30°C.
Tabla 310-15(b)(2)(a). - Factores de Corrección basados en una temperatura ambiente de 30 °C.
Para temperaturas ambiente distintas de 30 °C, multiplique las anteriores ampacidades permisibles por el factor
correspondiente de los que se indican a continuación:
Rango de temperatura del conductor
Temperatura ambiente (°C)
60 °C
75 °C
90 °C
10 o menos
1.29
1.20
1.15
11-15
1.22
1.15
1.12
16-20
1.15
1.11
1.08
21-25
1.08
1.05
1.04
26-30
1.00
1.00
1.00
31-35
0.91
0.94
0.96
36-40
0.82
0.88
0.91
41-45
0.71
0.82
0.87
46-50
0.58
0.75
0.82
51-55
0.41
0.67
0.76
56-60
-
0.58
0.71
61-65
-
0.47
0.65
66-70
-
0.33
0.58
91-75
-
-
0.50
76-80
-
-
0.41
81-85
-
-
0.29
Cuando el número de conductores portadores de corriente en una canalización o cable es
20
Solar Eléctrica
Memoria Técnica Instalación Fotovoltaica del Proyecto SFV Bombeo Solar La Paz 13.2 kWp
mayor de tres, la ampacidad permisible de cada conductor se debe reducir como se ilustra en
la Tabla 310-15(b)(3)(a).
Tabla 310-15(b)(3)(a).- Factores de ajuste para más de tres conductores portadores de corriente en una
canalización o cable
Número de
conductores¹
Porcentaje de los valores en las
tablas 310-15(b)(16) a 31015(b)(19), ajustadas para
temperatura ambiente, si es
necesario.
4-6
80
7-9
70
10-20
50
21-30
45
31-40
40
41 y más
35
Cuando los conductores a puesta tierra del arreglo fotovoltaico no se encuentren protegidos
contra daño físico, estos no podrán ser de un tamaño inferior a 13.3 mm2 (6 AWG). Si se
encuentran protegidos, entonces se deberán dimensionar de la misma manera que la
puesta a tierra para del circuito fotovoltaico de corriente alterna; utilizando como
referencia la Tabla 250-122.
Se resalta que el conductor de puesta a tierra del circuito fotovoltaico de corriente alterna
no puede ser de menor calibre que el circuito fotovoltaico de corriente directa.
Tabla 250-122.- Tamaño mínimo de los conductores de puesta a tierra para canalizaciones y equipos
Capacidad o ajuste del
dispositivo automático de
protección contra
sobrecorriente en el circuito
antes de los equipos,
canalizaciones, etc., sin
exceder de:
(amperes)
15
20
60
100
200
300
400
500
600
800
1000
1200
1600
Tamaño
Cable de aluminio o
aluminio con cobre
Cobre
mm2
2.08
3.31
5.26
8.37
13.30
21.20
33.60
33.60
42.40
53.50
67.40
85.00
107
AWG o
kcmil
mm2
14
12
10
8
6
4
2
2
1
1/0
2/0
3/0
4/0
—
—
—
—
21.20
33.60
42.40
53.50
67.40
85.00
107
127
177
AWG o
kcmil
—
—
—
—
4
2
1
1/0
2/0
3/0
4/0
250
350
21
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2000
2500
3000
4000
5000
6000
127
177
203
253
355
405
250
350
400
500
700
800
203
304
304
380
608
608
400
600
600
750
1200
1200
3 – Detalle de Proyecto y Memoria de Cálculo
3.3 – Módulos Fotovoltaicos
Para el proyecto en cuestión de eligieron MFV de tecnología Monocristalino marca SunPower
modelo SPR-E20-327-COM de 327 Wp de potencia. Por lo tanto, el Sistema Fotovoltaico
requiere de 44 MFV.
Las características del MFV en STC (“Standard Test Conditions”) y en NOCT (“Nominal Operating
Cell Temperature”) o también llamado NMOT “Nominal Module Operating Temperature”) se
presentan a continuación:
Las certificaciones de calidad y seguridad de los módulos al igual que información adicional
se puede encontrar en la ficha técnica adjunta al final del presente documento.
3.4 – Inversores
Los inversores son los equipos responsables de convertir la energía producida por los módulos
fotovoltaicos en corriente directa a corriente alterna, permitiendo así su conexión al centro de carga y a
la red eléctrica nacional. Al estar conectados al centro de carga y a la red nacional, los equipos cuentan
con sistema de protección de arco eléctrico de corriente continua solicitado en el artículo 690-11 de la
NOM-001-SEDE-2012, reforzado con el certificado UL 1741 que es requisito indispensable para su
interconexión a la red nacional.
Debido a que el arreglo fotovoltaico casi nunca llega a su máxima potencia debido a que las condiciones
ambientales requeridas para que esto suceda casi nunca suceden, se puede sobredimensionar el
22
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inversor hasta un 50%. Esto depende las características de la instalación, donde se consideran los
parámetros de tensión y corriente en el lado de corriente directa del inversor, orientación e inclinación
de los MFV, suciedad, temperatura ambiente promedio y sombras que puedan existir sobre los MFV. Se
aclara que la ficha técnica y/o manual del inversor lo permiten mientras no se sobrepasen los parámetros
de tensión y corriente del inversor. Dicho sobredimensionamiento es una práctica común en diseño de
sistemas fotovoltaicos donde en México se sobredimensionan generalmente un 25% cuando los paneles
se encuentran orientados al Sur con una inclinación de 10-20°.
Para el proyecto en cuestión se propone el siguiente inversor con arreglo:
Sistema:
o
o
o
o
o
o
# MFV: 44
kWp: 14.38
# inversores: 2 Fronius Primo de 6.0 kW
Marca y Modelos de Inversores: Fronius Primo 6.0-1
Potencia Acumulada de Inversores: 12.0 kW
Relación de Potencia DC/AC: 1.19
Las características de dichos equipos al igual que sus parámetros de operación se presentan a
continuación:
Las certificaciones de calidad y seguridad de los inversores al igual que información adicional se puede
encontrar en las fichas técnicas adjuntas al final del presente documento.
23
Solar Eléctrica
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3.5 – Diseño Eléctrico
Cálculo de Voltaje de Circuito Abierto en Corriente Directa
Los módulos fotovoltaicos se agrupan en serie y en paralelo para su posterior conexión al inversor,
donde se respetan los valores de tensión y corriente máximos permisibles por los conductores,
módulos y por los inversores.
Para el cálculo de los valores máximos también se consideran los factores de ajustes derivados de las
variaciones de temperatura que pueden existir en el ambiente de la ubicación de la instalación. Para
el caso del factor de ajuste de tensión se utiliza el coeficiente de temperatura indicada en la ficha
técnica del módulo conforme a lo indicado en artículo 690-7 de la NOM-001-SEDE-2012 y para el caso
de corriente se utilizará el factor indicado en el artículo 690-8 de la NOM-001-SEDE-2012.
Fórmula de Voltaje de Circuito Abierto Ajustado del Módulo:
𝑽𝒂𝒋 = 𝟏 + (𝑻𝑪𝑽𝒐𝒄 ∗ (𝑻𝒎𝒐𝒅 − 𝟐𝟓°𝑪)/𝑽𝒐𝒄)
𝑽𝒎𝒂𝒙 = 𝑽𝒐𝒄 ∗ # 𝒎𝒐𝒅𝒖𝒍𝒐𝒔 ∗ 𝑽𝒂𝒋
Donde:
Vmax es el voltaje de circuito abierto ajustado.
Vaj es el coeficiente de corrección del voltaje de circuito abierto.
Voc es el voltaje de circuito abierto del módulo en condiciones STC
Tmod es la temperatura del módulo mínima esperada
25°C es la temperatura del módulo bajo la cual se define el Voc
TCVoc es el factor de ajuste de tensión del módulo respecto cambios de temperatura.
Obtenido de la ficha técnica del MFV.
Cálculo de Caída de Tensión
24
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Para el cálculo de caída de tensión en corriente continua se utiliza las siguientes fórmulas:
Caída de Tensión:
𝑽𝒅𝒓𝒐𝒑 (%)=
𝑽𝒅
𝑽𝒏𝒐𝒎
Donde Vd se obtiene de la siguiente fórmula:
Para Corriente Directa:
𝑽𝒅 =
𝑰𝑳𝟐𝑹𝒄
𝟏𝟎𝟎𝟎
𝑽𝒅 =
𝑰𝑳𝟐𝒁𝒄
𝟏𝟎𝟎𝟎
Para Corriente Alterna (1 fase):
Para Corriente Alterna (3 fases):
𝑽𝒅 =
𝑰𝑳√𝟑𝒁𝒄
𝟏𝟎𝟎𝟎
Notas:
Vnom es Vmax de operación del circuito o serie.
Vd es la caída de voltaje en volts
I es la corriente máxima de operación
L es la distancia en metros del conductor
Rc o Zc es la resistencia o impedancia, las cuales se obtienen de las tablas indicadas en la
memoria de cálculo
Cálculo de Amperaje Máximo y Dimensionamiento de Conductores
Como se menciona en la presente memoria, el cálculo del máximo amperaje que existirá en un circuito se
debe realizar de la siguiente manera:
𝑰𝒎𝒂𝒙 = 𝑰 ∗ 𝑭𝑪𝑪 ∗ 𝑭𝑷
𝑰𝑪𝒐𝒏 = 𝑰𝒎𝒂𝒙 ∗ 𝑭𝑨𝑮 ∗ (𝑭𝑻 + 𝑭𝑻𝑪)
Notas:
Imax es el amperaje máximo considerando los factores de ajuste.
25
Solar Eléctrica
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ICon es el amperaje máximo que debe poder soportar el conductor
I es la corriente máxima en condiciones nominales. En el caso de los circuitos de corriente
alterna del sistema fotovoltaico “I” será el mínimo entre la corriente máxima generada por
el sistema fotovoltaico en condiciones “NOCT” o la corriente máxima de salida de los
inversores
FT es el factor de corrección por temperatura cuando los conductores se encuentren en
canalizaciones instaladas a la intemperie. Dicho factor se obtiene con tablas con base a la
temperatura promedio del sitio. La temperatura promedio se obtiene de los datos
disponibles por el Servicio Meteorológico Nacional.
FCC es el factor de corrección por “cargas continuas” que es 1.25.
FAG es el factor de agrupación cuando se instalen más de 3 conductores portadores de
corriente en una misma canalización.
FP es ajuste por factor de potencia. En corriente alterna, al considerarse un factor de
potencia de 0.90, FA resulta ser 1.11.
FTC es el ajuste por canalizaciones circulares instaladas en el techo de un inmueble expuesto
a rayos del Sol, donde su valor se obtiene de la tabla con base a las características de la
instalación.
3.6 – Cálculos
1. # máximo de MFV admisible en una serie con base al Voltaje de Circuito Abierto
𝑽𝒂𝒋 = 𝟏 + (−𝟎. 𝟑𝟓 ∗
(−𝟎. 𝟖𝟑 − 𝟐𝟓°𝑪)
)
𝟔𝟒. 𝟗
𝑽𝒂𝒋 = 1.139
#𝑴𝑭𝑽 𝒎𝒂𝒙 =
𝟏𝟎𝟎𝟎 𝑽
𝟏. 𝟏𝟑𝟗 ∗ 𝟔𝟒. 𝟗
#𝑴𝑭𝑽 𝒎𝒂𝒙 = 13.52 ~ 14
Donde:
Voc es: 64.9 V
Tmod es: -0.83 °C que es el promedio de las temperaturas mínimas extremas mensuales
registradas por la CONAGUA en la estación # 1090 y que es obtenido de
26
Solar Eléctrica
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https://smn.conagua.gob.mx/es/climatologia/informacion-climatologica/informacionestadistica-climatologica
TCVoc es: -0.35%/°C
2. Corriente de corto circuito máxima en corriente directa y dimensionamiento de
conductor
𝑰𝒎𝒂𝒙 = 𝟔. 𝟒𝟔 𝑨 ∗ 𝟏. 𝟐𝟓 ∗ 𝟏
𝑰𝒎𝒂𝒙 = 𝟖. 𝟎𝟕 𝑨
𝑰𝑪𝒐𝒏 = 𝟖. 𝟎𝟕 𝑨 ∗ 𝟏. 𝟓𝟖 ∗ (𝟏)
𝑰𝒄𝒐𝒏 = 𝟏𝟐. 𝟕𝟓 𝑨
Nota:
I es 6.46 A que es la corriente de corto circuito del panel en condiciones STC multiplicada por el
número de MFV máximo admisible en una serie.
La temperatura media mensual con la cual se obtuvo el factor de corrección por temperatura es
23.89 °C que es el promedio de la temperatura media por la CONAGUA en la estación # 1090 y que
es
obtenido
de
https://smn.conagua.gob.mx/es/climatologia/informacionclimatologica/informacion-estadistica-climatologica
El número máximo de conductores portadores de corriente en corriente directa en una
canalización es de 3.
La separación mínima entre el techo y la canalización circular expuesta a los rayos del Sol es de 4
cm.
3.- Corriente de operación máxima en corriente alterna
Sección a 220 Volts
𝑰𝒎𝒂𝒙 = 𝟓𝟒. 𝟓𝟒 𝑨 ∗ 𝟏. 𝟐𝟓 ∗ 𝟏. 𝟏𝟏
𝑰𝒎𝒂𝒙 = 𝟕𝟓. 𝟔𝟕 𝑨
𝑰𝑪𝒐𝒏 = 𝟕𝟓. 𝟔𝟕 𝑨 ∗ 𝟏 ∗ (𝟏)
𝑰𝒄𝒐𝒏 = 𝟕𝟓. 𝟔𝟕 𝑨
27
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Nota:
I es 54.54 A que es la corriente máxima de salida de 2 inversores a @220V en un sistema
monofásico a dos hilos.
La temperatura media mensual con la cual se obtuvo el factor de corrección por temperatura es
23.89 °C que es el promedio de la temperatura media por la CONAGUA en la estación # 1090 y que
es
obtenido
de
https://smn.conagua.gob.mx/es/climatologia/informacionclimatologica/informacion-estadistica-climatologica
El número máximo de conductores portadores de corriente en una canalización es de 2.
La trayectoria que sigue la canalización portadora de los conductores de este circuito no se
encuentra sobre una techumbre expuesta a los rayos del Sol.
4.- Cálculo de caída de tensión
Corriente directa
𝑰𝒎𝒂𝒙 = 𝟔. 𝟒𝟔 𝑨 ∗ 𝟏. 𝟐𝟓 ∗ 𝟏
𝑰𝒎𝒂𝒙 = 𝟖. 𝟎𝟕 𝑨
𝑽𝒅 =
𝟖. 𝟎𝟕 𝑨 ∗ 𝟑𝟎 𝒎 ∗ 𝟐 ∗ 𝟒. 𝟐𝟐
𝟏𝟎𝟎𝟎
𝑽𝒅 = 𝟐. 𝟎𝟒 𝑽
𝟐.𝟎𝟒 𝑽
𝑽𝒅𝒓𝒐𝒑 (%)= 𝟔𝟎𝟏.𝟕 𝑽*100
Nota: 𝑽𝒅𝒓𝒐𝒑 (%)= 𝟎. 𝟑𝟑 %
I es 6.46 A que es la corriente obtenida por el MFV en condiciones NMOT que da una potencia
28
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de 327 Wp.
Vnom es el voltaje máximo obtenido en las series de MFV instalados.
Corriente Alterna
Sección a 220 Volts
𝑽𝒅 =
𝟔𝟎. 𝟔𝟎 𝑨 ∗ 𝟐𝟎 𝒎 ∗ 𝟐 ∗ 𝟎. 𝟔𝟔𝟏
𝟏𝟎𝟎𝟎
𝑽𝒅 = 𝟏. 𝟔𝟎 𝑽
𝑽𝒅𝒓𝒐𝒑 (%)=
𝟏.𝟔𝟎 𝑽
*100
𝟐𝟐𝟎 𝑽
𝑽𝒅𝒓𝒐𝒑 (%)= 𝟎. 𝟕𝟐 %
I es 60.60 A que es la corriente nominal a obtener de acuerdo a la potencia total de la instalación
fotovoltaica @220V en un sistema monofásico a dos hilos.
29
