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Crear un supernodo

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Funcionalidad de un Supernodo

Un supernodo sirve para conectarse a otros supernodos y repartir la señal mediante APs a los nodos clientes.

Tipo de Supernodos

Compactos

Un solo dispositivo incorpora las antenas, normalmente tarjetas mini-pci que van conectadas a una placa especial.

Híbridos

Se trata de un dispositivo que puede incorporar o no tarjetas mini-pci, pero que además dispone de conexiones para añadir antenas externas tipo CPE por cable ethernet.

Mesh

Supernodos solares

Primer supernodo solar de guifi.net

Una de las aplicaciones donde más se utiliza la energía solar fotovoltaica es para suministrar energía eléctrica utilizando paneles fotovoltaicos en zonas aisladas de la red eléctrica a las que no sería viable o sería muy costoso hacerla a ella llegar.

Esto mismo también se puede hacer a torres de telecomunicaciones que es lo que hacemos en este caso.

El tipo de instalación que nos planteamos necesita, además de la captación de la energía solar fotovoltaica, el almacenamiento ya que también habrá consumo de los aparatos en momentos que no coinciden con los de irradiación solar. Y, además, porque hay que prever que habrá plazos donde las condiciones climatológicas sean desfavorables.

Los aparatos que formarán parte del supernodo se pueden alimentar a corriente continua a 12 Vdc

Para el diseño de la instalación hay que estimar el consumo diario, teniendo en cuenta la potencia consumida y el tiempo de funcionamiento de los aparatos.

El consumo obtenido el incrementaremos un 20% para compensar las pérdidas de la instalación.

El cálculo de la capacidad total del acumulador del obtendremos multiplicando el consumo diario, teniendo en cuenta las pérdidas, por el número de días consecutivos que pueda haber una irradiación solar nula o insuficiente. Para conocer este valor hay que recurrir a tablas donde lo encontraremos en función de la zona y el tipo de clima.

Una vez tengamos la capacidad necesaria de los acumuladores podremos dividirla por la tensión de suministro y obtendremos el valor de la acumulación en Ah que es la unidad utilizada en las capacidades de acumulación de las baterías.

Caso práctico: supernodo routerboard 532A con 4 miniPC

La intención es crear un super nodo en 1444 metros sobre el nivel del mar, en una zona de montaña para crear enlaces a otros super nodos más de la zona y para dar cobertura a las masías de los alrededores.

Este super nodo se construirá utilizando una placa routerboard 532A con una placa hija routerboard 502 y cuatro routerboard R52 wireless 802.11abg miniPC

En los foros de mikrotik estiman que el consumo de un RB532A con 2 miniPC es de 6.6 W hay comentarios de algún nodo solar en funcionamiento pero la intención de este documento es documentar cómo se hará el primer nodo solar de guifi.net

Teniendo en cuenta que la instalación llevará 4 miniPC, estima:

Cantidad Descripción Potencia (W) Tiempo (h) Consumo (Wh)
1 RB532A + 4 minipci 12 24 288
suma 240
20% del total 57,6
Consumo total 345,6

Nos hemos fijado una autonomía de 4 días, entonces, la capacidad de la batería será:

345,6 Wh * 4 = 1382,4 Wh

Si la tensión de alimentación es de 12 V, tendremos una capacidad requerida de almacenamiento:

1382,4 Wh / 12 V = 115,2 Ah

El captador solar se orientará hacia el sur con una inclinación aproximadamente igual a la latitud del emplazamiento donde se instalará incrementada con 15 grados para maximizar la energía captada en invierno, donde las horas de radiación y altura solar son menores.

Para determinar la energía (E) que puede aportar el sistema de captación en Watts hora, durante un día de invierno con escasa nubosidad, usando un panel solar de potencia nominal (P) en Watts e instalado en un emplazamiento con la latitud conocida (L) en grados es:

E = (5 - L / 15) x (1 + L / 100) x P

Por nuestro caso, con una latitud de 42 grados, se espera que con un panel de 130 Wp de potencia se produzca en un día cualquiera de invierno una energía igual a:

E = (5 - 42 / 15) x (1 + 42/100) x 130 = 2,2 x 1,42 x 130 = 406,12 Wh

Este valor E se puede incrementar o disminuir hasta un 25% en función de cómo son las condiciones climatológicas dominantes durante los meses de invierno, sobre todo la nubosidad.

En casos donde la nubosidad sea muy escasa, un valor razonable sería un 20% superior al calculado y, si el lugar se caracteriza por tener mucha lluvia y bastante nubosidad, se disminuiría en un 25%.

En nuestro caso, optamos por no modificar este valor:

E = 406,12 Wh

Teniendo este valor podemos calcular el número de paneles solares necesarios para la instalación:

Núm. de paneles = Consumo diario / Energía aportada por panel = 345,6 / 406,12 = 0,85 (1 paneles de 130 Wp)

La composición del sistema solar fotovoltaico para el super nodo está formado por 1 panel solar de 130 Wp (se ha escogido este antes de que combinaciones de dos paneles de potencia inferior por coste), un cuadro de conexiones, un regulador de carga adecuado y una batería con una capacidad de 130 Ah.

Se propone la utilización del material siguiente (precios según tarifas enero 2007 con IVA incluido):

Descripción Precio
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 €
Soportes placa para mástil 2", cableado y accesorios 100.00 €
Total 976.96 €

Hay que tener en cuenta:

  • Existen organismos públicos que conceden ayudas de promoción del uso de la energía solar fotovoltaica y que éstas, generalmente, son de un 40% del total de la instalación.
  • Las ventajas y los inconvenientes del uso de la energía solar fotovoltaica.
  • El cálculo que se ha llevado a cabo tiene el objetivo de ser orientativo, hay otros métodos de cálculo más complejos, aquí se han obviado partes importantes de la instalación como son el regulador de carga, las estructuras de apoyo, la sección de los cables...
  • Cualquier aportación, actualización de este artículo respecto a datos actualizados y mejora en el cálculo y selección de materiales será bienvenida.
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