Clases Maestria 2013 SFVCR

7/18/2019 Clases Maestria 2013 SFVCR

http://slidepdf.com/reader/full/clases-maestria-2013-sfvcr 1/162

Programa de Maestría enEnergías Renovables

AplicacionesFotovoltaicas

Ing. Jorge Alberto Zetino Chicas

Cel: 78561637

[email protected]



Contenido

•Sistemas FV conectados a la red SFVCR•Configuraciones y arreglos típicos

• Dimensionamiento, aplicaciones

•Pasos de diseño e implementación de un SFVCR

•Caso de estudio: SFVCR de la EIE

•Protecciones en Sistemas FV



Terminología empleada

01/11/2014 Programa MERMA Aplicaciones FV 3



Sistema aislado tipo




Sistema conectado a la red tipo




Generalidades• Los SFV conectados a la red, SFVCR, constituye una de las mayores

aplicaciones de la ESFV en el mundo.

• Están formados por un conjunto de equipos que transforman la energíasolar en energía eléctrica y que permiten intercambiar esa energía con lared de baja o alta tensión.

Programa MERMA Aplicaciones FV 6

Inversor Isla

Inversor

Operación aislada al

fallar la red

Puede cubrir picos de la

red si esta lo requiere

01/11/2014

ALTERNATIVAS

Solo operaciónconectada a la red



Sistemas FV conectados a la red

Sistema FV

conectado a la red,

toda la energía se

inyecta

SFVCR secundaria,

parte de la energía

se consume en la

carga


SFVR conectado a la red primaria SFVCR conectado a la red secundaria



Formas de operación del SFVCR




Generación de

energía para negocio,ejemplo un productor

independiente.

Auto consumo:

fábricas, oficinas yresidencias

Mini red, en

poblacionesaisladas




El inversor• El corazón del sistema FV conectado a la red lo constituye el inversor, el

cual no funciona únicamente como convertidor de potencia DC a AC , sinocomo control del sistema que permite acoplar la energía generada a lared.

• Para ello utiliza el V , la F y en algunos casos, sofisticados, la impedanciade la red en el punto de conexión, como parámetros de control parapermitir que la salida del inversor esté sincronizada con la red.

• El I debe especificarse en función del voltaje de salida del SFV, elintervalo de MPPT, que es el rango de voltaje en el que el I es capaz de

alcanzar el punto de MPPT, y la corriente de entrada.

• Un SFCR, no puede operar sin la presencia de señal en la red. Si se deseaoperar en ausencia de red debe utilizarse un segundo inversor, del tipoIsla, para continuar operando al fallar el suministro de la distribuidora.

Programa MERMA Aplicaciones FV 1001/11/2014



Especificaciones para inversores conectados a la red

• En general deben cumplir con el STD IEEE 519 en cuanto a los niveles de distorsiónexigidos, aunque estos se establecen en función de la impedancia de la red en elpunto de conexión, es decir de su nivel de CCKT.

• Debe limitar la introducción de niveles de DC o señales asimétricas, lo que puedesaturar los transformadores de distribución, aunque son situaciones pocoprobables, el uso de transformadores de aislamiento a la salida del I y otransformadores de alta frecuencia son una solución.

• Los márgenes de desconexión de los inversores, en cuanto a frecuencia, +- 1 Hz, yvoltaje entre 80 y 106 % del nominal, es lo usual.

• En el caso de fallo del sistema, la desconexión debe ser instantánea, al detectarse la

disminución de la tensión, sin embargo, a medida que las redes de SFVCR se haganmas grandes, pueden generarse inestabilidades en la red al desconectarse SFVgrandes, por lo que debe limitarse la desconexión dentro de los primeros 20 ciclosdespués del fallo.





Consideraciones para el dimensionado correcto

del inversor:

• Lado CC:

-potencia nominal y potencia máxima

-tensión nominal y tensión máxima admisible

- Rango de variación de la tensión MPPT en condiciones de

funcionamiento estándar




-Lado CA:

-- potencia nominal y potencia máxima que el grupo de conversión puede

suministrar de manera continua, así como el rango de temperatura ambiente al

que puede suministrarse esa potencia

- intensidad nominal entregada

-intensidad suministrada máxima que permite el cálculo de la contribución de la

planta FV a la intensidad de cortocircuito

- tensión máxima y distorsión del factor de potencia; - eficiencia de conversión

máxima

-- eficiencia con una carga parcial y al 100% de la potencia nominal (mediante

la "Eficiencia europea" o el diagrama de eficiencia




Corresponde con la

variación mínima y

máxima de cambio

del Vmp del MFV

con la Temp.



Variación de Voc con la temp.


Voc: depende de la temperatura y puede estimarse para diferentes

temperaturas de la celda en función de las condiciones estándar empleando laexpresión: (Norma CEI.82,25,.II.ed.):

donde:

Β: es el coeficiente de variación de la tensión con la temperatura y depende del

tipo de MFV (generalmente -2 mV/°C/célula en los MFV de silicio cristalino y

alrededor de -1,5 a -1,8.mV/°C/célula para los de capa fina.

Ns: es el número de celdas en serie en el MFV



Gráfica de variación de parámetros, Voc, con la T paramódulos cristalinos

ΔVoc/Voc std= -0.4% /ºC

Cambio

relativo

T ºC



Criterios de dimensionamiento

UNIDAD 8- SFV CONECTADOS A LARED

20

A- La determinación del número de MFV necesarios: dependeráde la potencia de los PFV escogidos y de su Voc, si los MFV seconectan en serie el Voc resultante no debe sobrepasar el Voltajemáximo que soporta el I a su entrada. En los casos en que loamerite, el Voc debe ajustarse con la temperatura, multiplicandopor el correspondiente factor de variación de Voc con la T.

B- Pueden ocuparse programas de cálculo, muchos de ellossuministrados por compañías dedicadas a la venta de equipos I



Máximo número de PFV en un StringViene dado por el V de entrada al inversor y por el VOC máximo esperado

bajo las condiciones de mínima T de la celda en el sitio de instalación.

El cambio en Voc puede calcularse para un determinado cambio en la

temperatura, conociendo el coeficiente especificado por el fabricante en % o

en mv/°C. Para MFV cristalinos:

Esto significa que para una variación mínima de la Tcelda. desde 25 hasta

10 ºC, el cambio en T es de 15°C, luego para PFV, cristalinos, se obtiene:

Voc. Max del MFV a 10ºC = 1.06 Voc std en San Salvador

Y para una T máxima de la celda de 70ºC, el cambio en T es de -45, luego

para PFV cristalinos se obtiene:

Voc. Min. del MFV a 70ºC = 0.82 Voc std en San Salvador

T mínima 10ºC en San SalvadorTmax. 70 ºC en San Salvador

ΔVoc/Voc std= -0.4% /ºC



Mínimo número de MFV en un String.

El mínimo número de PFV en serie lo determina la T max del PFV, en el sitio

de instalación y el voltaje mínimo de control Vmpp del inversor, por tanto :

Número de String, en función de Idc máxima en la entrada al inversor



Algunos criterios para determinar el tamaño delInversor en relación al SFV



Operación con potencia de los PFV mayor que la del I


24

La figura muestra que el inversor aumenta su voltaje, cuando los PFV, aumentan su potencia porencima de su capacidad, los fabricantes recomiendan no sobrepasar el 120% da la capacidad del I,un I sobredimensionado lo hace menos eficiente, aumentando el costo de producción, se define elFactor de dimensionamiento del inversor como: FDI = potencia nominal del inversor/ potencia delSFV, se tienen diferentes criterios respecto a su valor: 0.65, 0.8, 0.9, 1.

La diferencia entre la potencia en placa de los PFV y la potencia real de salida, obliga

al instalador a sobredimensionar el SFV, el fabricante de los I protege el I, limitando

la potencia del SFV moviendo el Pmp, aumentando el voltaje de operación del SFV.



Otras consideraciones


25

La potencia de los PFV, disminuye con la suciedad acumulada, las variaciones detemperatura, pérdidas en el cableado y degradación del los PFV.

Con respecto a la temperatura hay que considerar que al disminuir latemperatura, el voltaje del panel aumenta.

Para demandas mayores de 6 kw, conviene el arreglo trifásico, para mas de20kW, transformador de aislamiento




26

Inversores en el mercado: SMA, ABB, otros




27




28




29



Torre de inversores


30




31




32




33




34




35



Sistema de monitoreo


36



Especificaciones de los Inversores Centrales ABB




Conexión a la red del Inversor




Inversor trifásico con transformador de aislamiento


39

Configuraciones posibles de Inversores en el mercado



Configuraciones posibles de Inversores en el mercado


f ibl M d A i



01/11/2014Programa MERMA Aplicaciones FV

Configuraciones posibles Mercado Americano

41



Inversor multicadena


42

Permite la conexión de sistemas con capacidades y orientaciones diferentes, conMPPT independientes el inversor CC/CA, opera como centralizado, es el sistema con

la mejor relación costo- rendimiento Alternativa: 3 Inversores normales



Inversores monofásicos en aplicaciones trifásicas


43

Es importante el balanceo de los I en las 3 fases, note que hay un tablero solopara los I, muchos I poseen un trafo de aislamiento interno lo que facilita laconexión a diversos niveles de tensión y entre líneas o línea y neutro

Inversores de 2 líneas



Inversores a 120 y 277 voltios( Una línea)




Inversores dos líneas con neutroSB 6000 208/240 VOLTIOS




Diagrama de Bloques de un Sistema de Generación tipo




Plantas FV con un solo inversor


Pl t FV I



Plantas FV con un Inversor porcadena




Plantas FV con varios Inversores




Etapas de desarrollo de un proyecto FV

• Línea de construcción y calificación del lugar(VMVDU)

• Permiso ambiental, estudio de impacto

ambiental (MARN)

• Factibilidad de servicio eléctrico

• Trámites de derechos de paso

• Permisos de construcción

UNIDAD 8- SFV CONECTADOS A LARED 52

Di ñ i FVIR



Diseño sistemas FVIR

Estudio del sitio y definición del área disponible

•Determinación del recurso solar , tamaño del sistema.

• Factores de pérdidas y capacidad de generación.

•Estudio de sombras sobre el arreglo FV.

Diseño del arreglo FV, basado en tamaño del Inversor

y los niveles de tensión de la red.

Definición del equipamiento y protecciones

Mantenimiento.



Diagrama de flujo planeamiento e instalación

Presupuesto



Flujo de diseño de SFVCR



Factores a considerar en el diseño del arreglo FV

1-Orientación del arreglo FV: en el hemisferio norte,

debe orientarse al Sur, si no es posible, en un máximode 30° del Sur. (En nuestro país las pérdidas por otras

orientaciones son menores)

2- Inclinación del arreglo FV: debe inclinarse para elmáximo aprovechamiento de energía, de preferencia

correspondiendo con la latitud del lugar.

3-Selección del sitio, para evitar sombras y obstáculos

por árboles, edificios u otros durante el año.

Cálculo de la energía generada: 1-Aplicando



Cálculo de la energía generada: 1 AplicandoFactores de pérdidas

0.95-0.970.95

0.97

0.970.94

1 y 0.86

o.9

Generación de potencia en SFVCR



Generación de potencia en SFVCREl área disponible y el presupuesto inciden en el tamaño del SFVCR

HSPdiaria del

mes en

estudio

Ej l i t d 10 K



Ejemplo para un sistema de 10 Kw

Se emplearán 56 PFV de 178.6 W, orientados al Sur, con una inclinación de

30° en Tokyo

Cálculo de la energía generada, aplicando:



g g p2-Parámetros de mérito de un sistema FV

UNIDAD 8- SFV CONECTADOS A LA

RED 60

CF, también llamado factor de energía desarrollada EDF

= YF /8760



• Las figuras de mérito permiten analizar el comportamiento del SFCR en basea la producción de energía, el recurso solar y las pérdidas.

• CF se aplica a cualquier intervalo de tiempo, usualmente se utiliza un año, yrelaciona la energía real entregada a los usuarios en 1 año, área bajo lacurva de potencia de un año, entre la energía, teórica, que podría haberdesarrollado operando en un año a su potencia nominal. Mide que tan bienes aprovechada la energía máxima disponible. En aplicaciones Eólicas,debido a la variación estacional operan con CF entre 30 y 40%, y en SFVCR

con CF 14-20 %.

• La mayoría de I en SFVCR, poseen eficiencias máximas , cuando operan entreel 40% y el 80% de la potencia nominal de salida, por lo que convienetrabajarlos la mayor parte del tiempo en esa región.

• Productividades Ya entre 1100 y 1620 KWh/KWp anuales son usuales enBrasil, 1435 en Madrid, 898 en Berlín, los mayores valores se obtienen consistemas que poseen seguimiento azimutal


RED 61

Productividad del Generador Ya se calcula de la siguiente manera:




Instalación Fotovoltaica Valor de Ya (KWh/KWp)

Oficinas de CEL 1,658.60

Escuela de Ingeniería Eléctrica UES 1,426.54

Oficinas de SEESA San Salvador 1,528.00

Promedio 1,537.71

Productividad del Generador Ya, se calcula de la siguiente manera:

De algunos sistemas fotovoltaicos instalados en el país, se tiene la siguiente

tabla con valores de YA:

Valores de Y A de sist emas FV instalados en El Salvador.

Este factor se emplea en otros países del mundo con valores diferentes




País Valor de Ya (KWh/Kwp)

Inglaterra 639.00

Alemania 898.00

Brasil 1,472.00

España 1,481.00

El Salvador 1,537.71

p p

para cada uno de ellos, y se aplica en esa área para calcular la producción

de energía a partir de la capacidad del SFV a instalar, algunos de esos

datos se listan en la Tabla

Valores de Y A para d ifer ent es países .




RED 64

En nuestro país se pueden emplear los valores de irradiación obtenidos de la

experiencia en CEL con la instalación FV instalada en SS. Una muestra de 2 KW

de dicho sistema y la energía mensual producida se muestran en la tabla

Otras pérdidas en los sistemas FV



Otras pérdidas en los sistemas FV

En una instalación FV puede producirse pérdidas por diferentes factores:

• Debido a la sombra proyectada por edificios, árboles, por los mismos

MFV u otros objetos

• Por la inclinación de los MFV

• Por la orientación del arreglo FV

Carta solar para El Salvador



Carta solar para El Salvador


situaciones de afectación: 25%, 50%, 75%, 100%

Tabla de coeficientes de pérdidas para una inclinación de 15º



Tabla de coeficientes de pérdidas para una inclinación de 15º


A B C D E F

1 0.00 0.00 0.00 0.05 0.14 0.18 2 0.48 0.58 0.69 0.76 0.73 0.70

3 1.51 1.62 1.47 1.48 1.33 1.23

4 1.98 2.11 2.20 2.15 1.88 1.72

5 2.57 2.72 2.79 2.70 2.33 2.11

6 2.95 3.11 3.17 3.05 2.63 2.37

7 3.08 3.25 3.31 3.18 2.73 2.46

8 2.95 3.11 3.17 3.05 2.63 2.37

9 2.57 2.72 2.79 2.70 2.33 2.11

10 1.98 2.11 2.20 2.15 1.88 1.72

11 1.26 1.38 1.47 1.48 1.33 1.23

12 0.48 0.58 0.69 0.76 0.73 0.70

Para una inclinación de 10º El Salvador



Para una inclinación de 10º El Salvador


A B C D E F

1 0.00 0.00 0.00 0.05 0.14 0.18 2 0.45 0.54 0.67 0.75 0.72 0.70

3 1.42 1.52 1.43 1.47 1.31 1.23

4 1.86 1.98 2.14 2.13 1.86 1.72

5 2.41 2.55 2.71 2.67 2.31 2.11

6 2.77 2.92 3.08 3.02 2.60 2.37

7 2.90 3.05 3.21 3.15 2.70 2.46

8 2.77 2.92 3.08 3.02 2.60 2.37

9 2.41 2.55 2.71 2.67 2.31 2.11

10 1.86 1.98 2.14 2.13 1.86 1.72 11 1.18 1.29 1.43 1.47 1.31 1.23

12 0.45 0.54 0.67 0.75 0.72 0.70

13 0.00 0.00 0.00 0.05 0.14 0.18

Ejemplo: Pérdidas por sombra en %




Punt

o

X Y Z

1 12 -14 7

2 12 -6 7

3 12 0 7

4 12 6 7

5 12 11 7

Punto X Y Z Azim

ut (º)

Eleva

ción(º)

1 12 -14 7 -79 21

2 12 -6 7 -57 28

3 12 0 7 -30 30

4 12 6 7 -3 28

5 12 11 7 13 23

Separación entre PFV para estructuras en superficies planas



Sepa ac ó e t e pa a est uctu as e supe c es p a as


La separación entre filas de módulos fotovoltaicos se calcula para el día 21 de

diciembre, al medio día solar, ese día la proyección de sombra es máxima

Donde: dmin= Distancia mínima entre módulos para evitar sombras.

l= Longitud del modulo, incluido el marco y el soporte correspondiente

H= Altura solar en el medio día del mes más desfavorable (21 de diciembre)

=El grado de inclinación de los módulos respecto a la horizontal.

Pérdidas por orientación en El Salvador, latitud 13° e



inclinaciones de 13° y 10°


ACIMUT +-

Pérdidas a 13ºinclinación

ACIMUT +-

Pérdidas a 10ºde inclinación

0-24º 0% 0-32º 0%

25-53º 1% 33-65º 1%

54-73º 2% 66-88º 2%

74-90º 3% 89-110º 3%

91-107º

4%

111-135º

4%

108-125º 5% 136-180º 5%

126-147º 6%

148-180º 7%

Para la latitud de nuestro paí s, 13º , si los PFV se inclinan 13º , las má ximas pérdidas por orientación, 7%, se

obtienen entre los 148 y 180º . Si se reduce el ángulo de inclinación de los PFV a 10º , las pérdidas presentan un

má ximo del 5%, para orientaciones entre 136 y 180º , no es conveniente reducir a menos de 10º la inclinación,

debido a la acumulación de polvo y posible estancamiento de agua.

Cálcu los empleando CENSOL

Valores teóricos del Factor K para una Latitud de 13º




Latitud 13º

Meses Inclinación

0º 5º 10º 15º 20º 25º 30º 35º 40º 45º

Enero 1.00 1.03 1.06 1.08 1.10 1.10 1.10 1.10 1.09 1.07

Febrero 1.00 1.02 1.04 1.05 1.04 1.06 1.03 1.03 1.01 0.98

Marzo 1.00 1.01 1.02 1.01 1.02 0.99 0.94 0.94 0.91 0.87

Abril 1.00 1.00 0.99 0.97 0.99 0.92 0.84 0.84 0.79 0.74

Mayo 1.00 0.98 0.96 0.93 0.96 0.86 0.76 0.76 0.70 0.64

Junio 1.00 0.98 0.95 0.92 0.95 0.83 0.72 0.72 0.66 0.60

Julio 1.00 0.98 0.96 0.93 0.96 0.85 0.75 0.75 0.69 0.63Agosto 1.00 1.00 0.99 0.97 0.99 0.91 0.83 0.83 0.78 0.73

Septiembre 1.00 1.01 1.02 1.02 1.02 0.99 0.94 0.94 0.91 0.87

Octubre 1.00 1.03 1.05 1.07 1.05 1.08 1.05 1.05 1.03 1.01Noviembre 1.00 1.04 1.07 1.10 1.07 1.13 1.13 1.13 1.12 1.10

Diciembre 1.00 1.04 1.07 1.10 1.07 1.13 1.14 1.14 1.13 1.11

Promedio 1.00 1.01 1.02 1.01 1.02 0.99 0.94 0.94 0.90 0.86

Valores teóricos del Factor K para una Latitud de 13 .

El factor K relaciona la Irradiancia recibida por una superficie colectorainclinada y orientada al Sur con la irradiancia sobre una superficie

Horizontal. Existen tablas para diferentes latitudes

Valores de factor K obtenidos de mediciones de



Valores de factor K obtenidos de mediciones deirradiancia en CEL a 15° de inclinación


MesIrradiancia inclinada.

W/m²

Irradiancia horizontal.

W/m²Factor K

Enero 857 756 1.13

Febrero 740 689 1.07

Marzo 847 819 1.03

Abril 635 640 0.99

Mayo 601 624 0.96Junio 578 608 0.95

Julio 767 810 0.95

Agosto 820 840 0.98

Septiembre 707 694 1.02

Octubre 769 719 1.07

Noviembre 721 652 1.11

Diciembre 776 679 1.14

Arreglos y conexiones de los MFV.



Arreglos y conexiones de los MFV.En caso de sombras, la distribución de los PFV debe escogerse de manera

que esta afecte lo menos posible a la corriente o al voltaje, y potencia

generada, de acuerdo a nuestro criterio de diseño y necesidad

Di i d d l bl d d l PFV



Dimensionado del cableado del PFV

Alternativas de cableado, malo, bueno y óptimo, tres criterios deben

tomarse en cuenta: Nivel máximo de voltaje del SFV basado en el Voc del

sistema, corriente circulante en base a las corrientes de cortocircuito,125% mayor que la Isc, y pérdidas en el conductor con una caída máxima

de voltaje del 1% en el String y 1% en el cableado al inversor. En la parte

AC, un 3% de caída de voltaje es lo recomendable

Evite la formación de lasos



Evite la formación de lasos

CableadoLa conductividad del cable de



Cableado


Cuando se emplea conduit

metálico, no se requiere blindaje.

Debe aterrizarse en ambosextremos

blindaje debe ser al menos 1/10

de la de los de fase

En el cableado DC se acepta

cable separado o blindado

Cableado de

control

Área sección del conductor para sistemas monofásicos



Área sección del conductor para sistemas monofásicosy trifásicos

Monofásico

Trifásico

K=1/50 ohms mm2/Mt



Consideraciones de diseño en el cableado DC y AC


Relación entre transmisor- distribuidor y generador




RED 80

y g

Proyectos de 5 MW a 20MW a 46 o 23 KV, mayores de



20 MW a 115 KVGenerador interconectado a la red de transmisión


RED 81

Mayores de 20 MW: CEL,

LaGeo, Nejapa P …

Generadores menores de 20 MW,

I t t d l d d di t ib ió




RED 82

Interconectado a la red de distribución

Mantenimiento de SFVCR



Aplicaciones SFVCR




RED 85

Planta de generación FV de 72 MW, ROVIGO, la más grande en

EUROPA a la fecha ocupa un perímetro de 4 Km con 60 cabinas o



EUROPA a la fecha, ocupa un perímetro de 4 Km con 60 cabinas o

centros de transformación con inversores

01/11/2014Programa MERMA Aplicaciones FV 86

Aproximadamente 84 kW SFVCR en una de las calles de Alicante- España




Aplicaciones Conectadas a red



88Programa MERMA Aplicaciones FV 88

p

01/11/2014



89Programa MERMA Aplicaciones FV 8901/11/2014

SFV instalados en techos en colonias



SFV instalados en techos en colonias


SFV conectados a la red




Aplicaciones en El Salvador



100KWp en Comalapa


20 KWp con cogeneración en Hotel



Real Intercontinental


24 KWp en oficinas de CEL, tres tecnologías



p , g


Tipos de arreglos de los PFV, en aplicacionesconectadas a la red



conectadas a la red


PFV montados en rack




Laboratorio de aplicaciones Foto voltaicas EIE



p

El laboratorio de aplicaciones FV de la EIE, consta de:• Un sistema aislado de 500 Wp

• Un sistema con seguimiento solar aislado de 200 Wp• Un SFVCR de 2100 Wp trifásico 208/120V• Un sistema Hibrido con inversor Isla de 5 KW, inversor de conexión a red

Sunny-Boy y banco de baterías de 450 Ah a 48 V de respaldo• Estación de monitoreo permanente de parámetros eléctricos y físicos

como: Irradiancia, velocidad del viento, temperatura ambiente y

temperatura de celda.• Todo el sistema ha sido financiado por el CIC UES con una inversión a la

fecha de $40000,00, ha sido instalado por nuestros estudiantes.• Se tienen PFV de tres tipos de tecnología: Mono cristalina, Policristalino

y Amorfa.• La información se descarga diariamente en la página WEB: fia.ues.edu.sv


Esquema de los SFV Aislado y conectado a red en la EIE-UES




Sistema FVCR en la EIE




Este sistema, consta de tres arreglos de 4 paneles mono cristalinos, 175 W cadauno conectado a un inversor Sunny boy de 700 W, haciendo en total 2.1 KW

99

Especificaciones del Inversor SB700




GENERADOR FV EIE



Arreglo de

paneles

solares

M

M

Carga

Medidor

CAESS

MedidorLOAD

Inversor

DC / AC

T a b l e r o G

e n e r a l

d e l e d i f i c i o E I E


SMA

Maximum Power (Pmax)* 175 W

Type of Cell Monocrystalline

Open Circuit Voltage (Voc) 44.4 V

Maximum Power Voltage (Vpm) 35.4 V

Short Circuit Current (Isc) 5.40 A

Maximum Power Current (Ipm) 4.95 A

Module Efficiency (%) 13.45%

Maximum System (DC) Voltage 600 V

Características del PFV

101

Producción mensual



Productividad final

Yf = 2995.75/2.1

Yf = 1426 KWh/KWp

En CEL se obtuvo

Yf = 1656 KWh/KWp


Se estima que para

nuestro país puedeemplearse un valor

promedio

Yf= 1500 KWh/KWp

102




Perfil de potencias en el SFVCR de la EIE



00.10.20.30.40.50.60.70.80.9

11.11.21.31.41.51.61.71.8

1.92

0 0 : 0 0 : 0

0

0 1 : 1 2 : 0

0

0 2 : 2 4 : 0

0

0 3 : 3 6 : 0

0

0 4 : 4 8 : 0

0

0 6 : 0 0 : 0

0

0 7 : 1 2 : 0

0

0 8 : 2 4 : 0

0

0 9 : 3 6 : 0

0

1 0 : 4 8 : 0

0

1 2 : 0 0 : 0

0

1 3 : 1 2 : 0

0

1 4 : 2 4 : 0

0

1 5 : 3 6 : 0

0

1 6 : 4 8 : 0

0

1 8 : 0 0 : 0

0

1 9 : 1 2 : 0

0

2 0 : 2 4 : 0

0

2 1 : 3 6 : 0

0

2 2 : 4 8 : 0

0

0 0 : 0 0 : 0

0

:

:

P o

t e n c i a k W

Irradiancia kW in L kW inCA kW PFV Total kW outCA

Irradian

cia

Perfil de potencias en el SFVCR de la EIE


800 W/m2

104

Sitio web: www.fia.ues.edu.sv




Sitio web: www.fia.ues.edu.sv




Proceso de instalación en el techo de la EIE




24 KWp




en

edificio

central

de CEL

01/11/2014

Ejemplo Tipo: sistema de generación FV conectado a la red




Área necesaria dependiendo de la tecnología




Sistemas aislados de la red



• Es posible reunir en un solo dispositivo, diferentes fuentes de energíatales como: solar FV, baterías, eólica, generador AC, en un solo bus

común que suministre AC a una carga.

Sistemas fotovoltaicos UNIDAD 7 SFV

Aislados111

Esto facilita las futuras expansiones y reduce el ciclo de trabajo de las B

Equipo aislado de la red Sunny Island 5048U




Aislados112

Convierte energía DC de las B o PFV en AC y convierte energía AC en DC

para cargar las B, de manera que opera como inversor o como cargador

5048U, permite conectarse en paralelo con otros, y en diversos arreglospara operación monofásica o trifásica




Aislados113

Aplicaciones con baterías




Aislados114

El inversor puede utilizarse con B plomo acido cerradas FLA con electrolito

liquido, VRLA y NiCd, la capacidad de la Batería debe indicarse como

capacidad nominal para una descarga de 10 horas C10. Si esta no figura en

los datos del fabricante puede calcularse a partir de otros tiempos de

descarga, 120h, 100h, 20h… aplicando:

El 5048, está diseñado y pre ajustado para una tensión de las B de 48 V,

24 celdas de 2 V, para B de plomo ácido FLA y VRLA y 45.6 Voltios, 38

celdas de 2 V, para B nickel cadmio

Características mas destacadas del SI 5048




Aislados115




Aislados116

Configuración monofásica 120 voltios




Aislados117

Un maestro y de 1 a 4 esclavosStand-alone mas autotransformador

opcional 240/120v

Monofásico 240/120 V. Split fase, 20KW




Aislados118

Trifásico 208/120v, 15KW




Aislados119

Arreglo de 3 islas para operación trifásica




Aislados120

Diversas agrupaciones posibles




Aislados121

Configuraciones aisladas grandes




Aislados

122

Diagrama de bloques del Inversor Isla 4248U




Aislados

123

Puede operar en conjunto con sistemas conectados a la red,permitiendo el suministro al fallar la red comercial



permitiendo el suministro al fallar la red comercial.


Aislados

124

Sistema IslaInversores

conectados a la red

Operación monofásica




Aislados

125

120v AC




Aislados

126

Cargas AC

240V




Aislados

127

Protecciones y

sistemas de tierra



Tierra

Ufer



Funcionan mejor presentando baja Z al rayo



Se aplica cuando existendispositivos de maniobra

Protecciones en aplicaciones FV



Supresores en

aplicaciones FV





Strings en paralelo, protecciones




Un solo Inversor Varios Inversores




Sin protección, válido para max. 2

String

Con diodos, existe caída de voltaje

Empleando fusibles o mini

interruptores

Distribución general de las protecciones en tablero

Para el ramal

de supresores

Interruptores en DC




Protecciones contra descargas en sistemas instalados en el techo,

sistema con pararrayos y suficiente distancia de separación




Lado DC

01/11/2014


sistema sin pararrayos y suficiente distancia de separación




Lado DC

01/11/2014


sistema con pararrayos y NO HAY suficiente distancia de separación




Protecciones contra descargas en parques FV




Parque solar y sistema de protección, calculado deacuerdo con IEC/EN 62305-2




Protecciones

en el punto

de conexión




Relé instantáneo 50, Inverso

o temporizado 51, falla a

tierra 51N y Direccional de

sobre corriente a tierra 67N

Diferencial 87T




Mínima 27 y

máxima tensión

58 y frecuencia

mínima y

máxima 81




EL FUTURO




RED157

Fluctuaciones en el voltaje y la frecuenciaCuando la carga del sistema es baja y la generación FV es alta,

entonces se genera un excedente de potencia lo que conduce a un



entonces se genera un excedente de potencia , lo que conduce a un

desbalance en el sistema, tanto en voltaje como en frecuencia.

Incremento del voltaje debido al flujo en reversa

El V en la línea de distribución se irá hacia arriba, debido a la excesiva



introducción de potencia de los SFV residenciales.

Necesidad de detectar la operación aislada

El sistema FV, puede operar independientemente, aún cuando el sistema

de distribución no tenga voltaje debido a una falla en el sistema pero



de distribución no tenga voltaje, debido a una falla en el sistema, pero

entonces: Los trabajadores pueden recibir un Chock eléctrico; puede abrirse

el interruptor en el punto o equipo en falla ; puede existir un conflicto con lared cuando se recupere el servicio.

Desconexión simultanea, salida en paralelo de varios GFVLa desconexión simultanea causada por un sistema perturbado, como

una caída instantánea de V o fluctuación en la F puede causar una



salida simultanea de los GFV.

Tarea de evaluación

Diseñar: Diagrama Unifilar, especificar el equipamiento necesario: MFV, inversores,subestación y protecciones para los siguientes sistemas, a instalarse en San Salvador,



y p p g , ,estime la producción promedio mensual de energía eléctrica del SFV.

1. SFV de 250 KWp. conectado en el secundario de una subestación trifásica de 1 MVA 480/277 V.

2. SFV de 150 KWp. conectado en el secundario de una subestación trifásica de 500 KVA 208/120 V.

3. Colonia de 60 viviendas con un consumo mensual de 300 KWh. 240/120 voltios monofásico y con un área de techos de 100m2 orientados : 50m2 al sur y 50m2 al este. Maximice la producción.

4. Colonia de 40 viviendas con un consumo mensual de 150 KWh. 120 voltios monofásico y con un área de techos de 50 m2orientados al Sur-este. Maximice la producción.

5. Diseño para un área máxima en terreno de 10000 m2, conectado a la red de distribución 13.2/7.6 KV

6. Diseño para un área máxima en terreno de 5000 m2, conectado a la red de distribución 4.16/2.3 KV

7. Diseño para disminuir la facturación al 30% en horario resto, si la energía facturada en resto es de 25000 KWh/mes y setiene una subestación en delta 240/120 voltios de 150 KVA.

8. Diseño para disminuir la facturación al 30% en horario resto, si la energía facturada en resto es de 45000 KWh/mes y setiene una subestación en delta 240/120 voltios de 300 KVA

El trabajo comprende: Presentación Power Point: Viernes 25 de Enero 6 PM (15 minutos máx.)

Reporte: Objetivos, criterios de diseño, especificaciones, diagrama unifilar, producción mensual yconclusiones

á d ( f l l )

Clases Maestria 2013 SFVCR

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