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UNIVERSIDAD PONTIFICIA COMILLAS
ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI)INGENIERO INDUSTRIAL
PROYECTO FIN DE CARRERA
RECUPERACIÓN ENERGÉTICA MEDIANTE SISTEMAS
FOTOVOLTAICOS
AUTOR: ANABELLA DRISALDI CASTRO
MADRID, Junio 2006
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos Autor: Anabella Drisaldi Castro.
ÍNDICE:
I. MEMORIA.
1. MEMORIA DESCRIPTIVA.
1.1. OBJETO…………………………………………………………2
1.2. MOTIVACIÓN Y ANTECEDENTES……………………….. .5
1.2.1. Aspectos Generales.
1.2.2. Situación energética mundial.
1.2.3. Situación energética en España.
1.2.4. Aspectos Económicos.
1.3. MARCO JURÍDICO……………………………………………16
1.3.1. General.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos Autor: Anabella Drisaldi Castro.
1.3.2. Energía Eléctrica en Régimen Especial. R.D.
436/ 2004.
1.3.3. R.D. 1663/2000. sobre conexión de
Instalaciones Fotovoltaicas a la Red de B.T.
1.3.4. Resolución Gral. Política Energética y Minas,
mayo 2001.
1.4. BASES………………………………………………………..62
1.4.1. Situación.
1.4.2. Características Técnicas de los Paneles.
1.4.3. Dimensionado del Generador en Base a la
Superficie Disponible (Superficie, inclinación,
orientación, distancia, soportes, dimensionado).
1.5. INSTALACIÓN MECANICA…………………………………93
1.5.1. Estructuras Soporte.(Especificaciones,
Sobrecargas, nieve, viento).
1.5.2. Cálculo de la Estructura.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos Autor: Anabella Drisaldi Castro.
1.5.2.1.Cálculo Perfiles.
1.5.2.2.Tornillería y Elementos de
Sujeción.
1.5.3. Sujeción de los soportes a la superficie.
1.5.3.1. Azotea.
1.5.3.2. Tejado
1.6. INSTALACIÓN ELECTRICA…………………………...…126
1.6.1. Resumen de las Instrucciones Técnicas
Complementarias del Reglamento de Baja
Tensión Aplicables: ITC BT. (6, 7, 16-24 y 40).
1.6.2. Elementos de la Instalación.
1.6.2.1. Campo fotovoltaico
1.6.2.2. .Inversor
1.6.2.3. Cableado
1.6.3. Protecciones.
1.6.3.1.Tipos de Dispositivos.
1.6.3.2. Cálculo de las Protecciones.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos Autor: Anabella Drisaldi Castro.
1.6.4. Accesorios.
1.6.4.1 Armarios de conexionado y
protecciones.
1.6.4.2. Bandejas.
1.6.5. Puesta a tierra.
1.6.6. Medida de la energía eléctrica.
1.6.6.1.Entorno legal
1.6.6.2. Contador
1.7. CÁLCULO DE PRODUCCIÓN ANUAL ESPERADA…….234
1.7.1. Datos de Partida.
1.7.2. Ángulos y Parámetros de Trayectoria Solar.
1.7.3. Evaluación de la Radiación Extraterrestre.
1.7.4. Evaluación de la Radiación Total sobre
Superficie Inclinada.
1.7.5. Estimación de la Energía Generada.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos Autor: Anabella Drisaldi Castro.
2. ESTUDIO ECONOMICO
2.1. INTERÉS PÚBLICO Y EMPRESARIAL DE LOS
PROYECTOS DE ENERGÍAS RENOVABLES………………....269
2.2 CONDICIONES DEL ESTUDIO ECONÓMICO…….………274
2.1.1Tarifa
2.2.2 .Financiación. Convenio ICO-IDAE para el
fomento de las inversiones en energías renovables.
2.2.3 Ayudas de la CAM.
2.2.4 Costes de operación.
2.3. ANÁLISIS DE RENTABILIDAD……………………………283
2.3.1 Margen operativo bruto.
2.3.2. Cálculo de la amortización del inmovilizado.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos Autor: Anabella Drisaldi Castro.
2.3.3 Subvenciones, Ayudas y Financiación externa.
2.3.4 Cálculo del capital circulante y del disponible
para la deuda.
2.3.5. Cuenta de resultados, Calculo del periodo de
recuperación, VAN y TIR.
2.4. SÍNTESIS DE LA RENTABILIDAD DEL PROYECTO……299
3. IMPACTO AMBIENTAL
3.1. IMPACTO AMBIENTAL RELACIONADO CON
EL FUNCIONAMIENTODE LA INSTALACIÓN..301
3.2. IMPACTOAMBIENTAL EN LA
FABRICACIÓN……………………………….....302
4. ANEXOS.
4.1. TECNOLOGÍA FOTOVOLTAICA…….…305
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos Autor: Anabella Drisaldi Castro.
4.2. MANTENIMIENTO…………………………327
4.2.1. Módulos fotovoltaicos.
4.2.2. Inversor.
4.2.3. Cajas de conexión.
4.2.4. Camino de Cables.
4.3. SEGURIDAD LABORAL……………………330
4.4 RIESGO ELÉCTRICO…………………………334
4.5 SOLICITUDES…………………………………348
5. CONCLUSIONES.
6. BIBLIOGRAFÍA
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos Autor: Anabella Drisaldi Castro.
II. PLANOS.
1. LISTA DE PLANOS
2. PLANOS.
III. PRESUPUESTO.
1. MEDICIONES, PRECIOS UNITARIOS Y SUMAS
PARCIALES.
1.1CAMPO FOTOVOLTAICO………………...……2
1.2 INSTALACIÓN ELÉCTRICA……………...……3
1.2.1 Cableado
1.2.2 Protecciones.
1.2.3. Armarios de conexión.
1.2.4. Inversor
1.2.5. Contador
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos Autor: Anabella Drisaldi Castro.
1.3. INSTALACIÓN MECÁNICA……………..……7
1.3.1. Soportes en aluminio.
1.3.2. Fijaciones Schletter
1.3.3. Soportes de hormigón
1.4. MANO DE OBRA PARA EL MONTAJE DE LA INSTALACIÓN.9
2. TOTALES
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos Autor: Anabella Drisaldi Castro.
1
I. MEMORIA.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos Autor: Anabella Drisaldi Castro.
2
1. MEMORIA DESCRIPTIVA.
1.1. OBJETO.
El objeto del proyecto es el dimensionado de una instalación fotovoltaica de
generación dispersa ( 10 – 100 kWp ) en la cubierta del edificio de oficinas de la
empresa Cemusa ( Corporación Europea de Mobiliario Urbano S.A. ) en Madrid.
El objetivo de este tipo de instalaciones es la producción de energía eléctrica para
obtener un beneficio a través de su suministro a la red.
Los objetivos a cumplir son:
• Comprobación de la viabilidad jurídica y técnica del proyecto.
• Análisis del alcance medioambiental de la instalación.
• Estudio de rentabilidad.
El proceso de diseño comprende las siguientes fases:
• Dimensionado del generador fotovoltaico a partir de la superficie disponible.
Orientación e inclinación óptimas del generador para las condiciones concretas del
edificio.
Configuración del sistema fotovoltaico conectado a red ( asociación de módulos )
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos Autor: Anabella Drisaldi Castro.
3
• Estimación de la energía generada .Cálculo de la producción anual esperada.
Mapas de radiación
Evaluación de la radiación total absorbida por la central
Modelo de evaluación de la generación de energía
Pérdidas
• Estudio de la estructura soporte.
Normativa de edificación .
Sobrecargas .
Resistencia de materiales .
Montaje mecánico.
• Cálculo de la instalación eléctrica
Elección del inversor adecuado para la conexión a red de forma que se consiga un
aprovechamiento óptimo de le energía generada por el campo fotovoltaico .
Secciones del cableado
Dispositivos de protección.
Puesta a tierra .
• Estudio económico.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos Autor: Anabella Drisaldi Castro.
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Inversión .
Ayudas
Financiación
Rentabilidad
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 5 Autor: Anabella Drisaldi Castro
1.2. MOTIVACIÓN Y ANTECEDENTES.
1.2.1. ASPECTOS GENERALES.
El aumento de la población mundial, el crecimiento del consumo energético
individual y la nueva demanda surgida de las economías emergentes ha incrementado
la preocupación y empuja a la búsqueda de posibilidades que existen para hacer
frente a los futuros niveles de consumo. El desarrollo de nuevas energías, los
descubrimientos tecnológicos o los aumentos de la capacidad actual no consiguen
igualar la velocidad de incremento de la demanda.
Otra dificultad a tener en cuenta al valorar la producción de energía necesaria
para satisfacer esta demanda, es el deterioro del planeta provocado por la
contaminación y residuos generados en la producción energética. La gestión de
residuos tóxicos o peligrosos y su coste, así como el calentamiento global provocado
por el incremento de la concentración de CO2 en la atmósfera, plantean la necesidad
de cambios en la producción y el consumo.
La quema de combustibles fósiles interviene en el cambio climático. Las
reservas de combustibles fósiles económicamente recuperables actualmente, son
limitadas y no soportan la intensidad de la explotación y consumo actual y por tanto
no son sostenibles a largo plazo. Para no sobrepasar los límites ecológicos, la
humanidad dispone de un limitado “presupuesto” o cuota de carbono para emitir a la
atmósfera en forma de CO2. A este ritmo de consumo de combustibles fósiles, ese
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 6 Autor: Anabella Drisaldi Castro
presupuesto se acabará en unos 30 años, sin olvidar los graves impactos
medioambientales que generan la obtención y transporte de estos combustibles.
La energía nuclear plantea como inconvenientes el alto potencial de riesgo
que supone su utilización y los importantes problemas que deja sin resolver, como es
el almacenamiento a largo plazo de los residuos radiactivos así como su coste
añadido.
Por tanto, es imprescindible y urgente reducir el consumo de energías sucias y
sustituirlas por fuentes de energía limpia y renovable, además de mejorar
radicalmente la eficiencia de nuestro consumo energético.
Una instalación de tecnología fotovoltaica se caracteriza por su simplicidad,
silencio, larga duración, requerir muy poco mantenimiento, una elevada fiabilidad, y
no producir daños al medio ambiente, en resumen lo que se traduce en un coste bajo.
1.2.2. SITUACIÓN ENERGÉTICA MUNDIAL.
Las cifras del consumo mundial de energía primaria nos muestran la gran
implantación de los combustibles fósiles en el mercado energético. Esto plantea la
dificultad de un profundo cambio de la estructura energética vigente si queremos
mantener la capacidad actual de consumo energético y evitar a la vez las emisiones
de efecto invernadero.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 7 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Si bien es cierto que la mayoría del consumo energético es no eléctrico este
proyecto se centra en la generación eléctrica mediante una tecnología menos
contaminante que las más ampliamente implantadas, por lo que nos centraremos en
el análisis del panorama eléctrico.
Los porcentajes de generación eléctrica mundial arrojan resultados
preocupantes acerca de las posibilidades de cambios tecnológicos que produzcan la
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 8 Autor: Anabella Drisaldi Castro
reducción de emisiones de CO2 y otros contaminantes derivados de las tecnologías
de generación eléctrica basadas en combustibles fósiles.
Aunque la energía solar fotovoltaica sólo representa el 0,001 por ciento del
suministro de energía eléctrica que satisface las necesidades de consumo en todo el
mundo, se prevé un rápido y significativo crecimiento de su implantación, basado
en el actual desarrollo de la tecnología y el compromiso medioambiental de los
países más desarrollados. El sector fotovoltaico se sustenta en una tecnología de
vanguardia y una industria puntera que en los últimos años está teniendo un
crecimiento anual medio superior al 30%.
1.2.3. SITUACIÓN ENERGÉTICA EN ESPAÑA.
A nivel nacional hay que tener en cuenta que España importa el 80 % de la
energía primaria y que el consumo se centra en los combustibles fósiles por lo que
las emisiones de CO2 han aumentado en los últimos años por encima de los límites
convenidos en el Protocolo de Kyoto .
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 9 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Al no poder cumplir con las reducciones esperadas mediante la firma de este
convenio, los derechos de emisión o multas que deberán pagarse cuando entre en
vigor en el 2012 podrán redundar en un aumento del coste de generación.
Las emisiones a la atmósfera de gases que provocan el efecto invernadero
volvieron a crecer el pasado año y superan el 45,6 por ciento la cantidad de 1990, lo
que sitúa a España como el país de la UE más alejado de los objetivos del Protocolo
de Kyoto de lucha contra el cambio climático
Los primeros indicadores apuntan que el presente año va "francamente mal" y
se augura que las emisiones se situarán al final de ejercicio por encima del 50 por
ciento respecto al año 1990 (año de referencia del Protocolo), cuando España, según
este acuerdo internacional, sólo podría sobrepasar sus emisiones en un 15 por ciento.
El Gobierno confía en que el Plan Nacional de Asignaciones (NA) sirva para que al
final de esta década España sólo supere los niveles de 1990 en un 24 por ciento.
Para conseguir el objetivo del 15 por ciento, el Ejecutivo prevé reducir las emisiones
en un 2 por ciento gracias a los sumideros (efecto de absorción del CO2 de los
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 10 Autor: Anabella Drisaldi Castro
bosques), y acudir a los mecanismos de flexibilidad previstos en el Protocolo -entre
ellos la compra de derechos de emisión a terceros países- para compensar el 7 por
ciento restante.
El director general de Operación de Red Eléctrica de España, Alberto Carbajo,
ha defendido que el 'mix' energético se debe mantener en España de cara al futuro en
un reparto equilibrado para garantizar el suministro a la población y, de esta forma,
contar en el futuro con un 25 por ciento de origen hidroeléctrico, otro 25 por ciento
de energías renovables, otro 25 por ciento de energía nuclear y otro tanto de térmica.
"Esto llevaría a no tener tanta dependencia energética, a que se pudiera cumplir el
compromiso de reducción de emisiones de gases de efecto invernadero y a que el
coste de la electricidad no sufriera los vaivenes por la evolución del crudo",
Aunque España es el segundo país con mayor potencia instalada, la energía
eólica presenta complicaciones para la red por las fluctuaciones del viento y es
necesario contar con una reserva de energía firme (ciclo combinado, carbón y
centrales nucleares) para que en caso de que no haya las condiciones meteorológicas
idóneas se siga manteniendo el suministro.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 11 Autor: Anabella Drisaldi Castro
En diciembre de 1999, y en sintonía con la UE, el Gobierno aprobó un Plan de
Fomento de Energías Renovables (revisado por el Plan de Energías Renovables en
España 2005-2010, de 21 de Julio de 2005), que recoge las estrategias relevantes
necesarias para que el crecimiento de cada una de las áreas de energías renovables
pueda cubrir, en su conjunto, cuando menos el 12% del consumo de energía primaria
en el año 2010.
La tecnología va mejorando y, a corto plazo, resultará posible aumentar la
presencia de la energía procedente de fuentes renovables en el sistema energético
español, reducir los problemas de operación del sistema y limitar la necesidad de
incorporar nueva potencia convencional de generación. Pero para todo ello es
imprescindible ofrecer a los agentes señales eficientes que les permitan incluir todos
estos avances tecnológicos.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 12 Autor: Anabella Drisaldi Castro
1.2.4. ASPECTOS ECONOMICOS.
La generación de energía eléctrica mediante sistemas fotovoltaicos conlleva
ciertos inconvenientes y barreras como cualquier tecnología al principio de su curva
de aprendizaje.
-La producción de los módulos es muy costosa (6€/KWp instalado) así como la
electricidad que producen (45 c€/KWh)
-Tiene un factor de carga todavía muy bajo (Un 17% típico en un lugar soleado
como España), frente al 90-95% de las fósiles o nucleares.
-Aunque más estable que la energía eólica la tecnología fotovoltaica también
presenta problemas de abastecimiento en función del periodo horario o estacional y
dificultades de almacenamiento.
Sin embargo se espera que en el medio plazo haya una reducción importante
de costes debido a una mejora de la eficiencia de las tecnologías actuales, a la
optimización de los procesos de fabricación, a la aplicación de economías de escala y
al desarrollo de nuevas tecnologías
Si analizásemos las externalidades de otras tecnologías de producción eléctrica
habría que tener en cuenta los costes derivados del muy posible incremento de
temperatura , como consecuencia de la emisión del dióxido de carbono de las
centrales térmicas convencionales y su influencia en el efecto invernadero, sin
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 13 Autor: Anabella Drisaldi Castro
despreciar, evidentemente las emisiones de óxidos de azufre, óxidos de nitrógeno, de
partículas, etc.
Es necesario cuantificar el efecto del agotamiento de los combustibles fósiles
a lo largo del presente siglo, lo cual constituye uno de los más grandes caracteres de
insostenibilidad de nuestro modelo de desarrollo. Estas externalidades de momento
no cuantificadas también se pueden llegar a reflejar en costes directos.
En el 2012 , año de puesta en práctica del protocolo de Kyoto será necesario
que España adquiera 100 millones de toneladas de dióxido de carbono al año en los
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 14 Autor: Anabella Drisaldi Castro
mercados internacionales (a un precio de unos cinco euros por tonelada) para cumplir
sus compromisos .
Al ser España es uno de los países con una mayor dependencia energética del
exterior, esta situación se traduce en mayores riesgos inflacionistas y desequilibrios
macroeconómicos, en especial en un escenario de altos precios del petróleo.
El impacto medioambiental y su gran repercusión social, es otro factor a
contar cuando analizamos el almacenamiento de los residuos procedentes de
centrales nucleares. En España los residuos de baja y media actividad son entregados
a Enresa y posteriormente almacenados en el centro de El Cabril (Córdoba), mientras
que los combustibles irradiados están siendo almacenados, hasta el momento, en las
piscinas de las plantas nucleares que los originan, a la espera de que los procesos de
investigación actualmente desarrollados permitan bien su almacenamiento en un
único cementerio nacional o incluso europeo, o bien su tratamiento mediante
transmutación atómica para desactivarlo o convertirlo de nuevo en combustible
aprovechable.
Teniendo en cuenta lo referido con anterioridad podríamos afirmar que
ninguna fuente de energía es absolutamente inocua. En el caso de la fotovoltaica,
aunque su uso no origina ningún impacto, la fabricación de las células requiere un
elevado consumo energético, recuperado en un par de años de funcionamiento, y el
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 15 Autor: Anabella Drisaldi Castro
uso de elementos tóxicos, por lo que los fabricantes deben reducir el consumo de
esos compuestos, reutilizarlos y reciclarlos siempre que sea posible, y evitar el
vertido incontrolado de sus residuos. A pesar de esto, considerando el ciclo de vida
completo de la tecnología solar fotovoltaica (desde la extracción de la materia prima
hasta el final de su vida útil) el impacto sobre la naturaleza es incomparablemente
menor que las tecnologías basadas en combustibles fósiles o nucleares.
En lo referente al interés económico que esta tecnología pueda suscitar a
inversores particulares hay que destacar el establecimiento normativas y ayudas
que priman el vertido a la red de toda la energía generada con sistemas
fotovoltaicos, y que subvencionan a los titulares de este tipo de instalaciones.
El Plan de Energías Renovables del Estado pretende fomentar la implantación
de las energías renovables mediante el establecimiento de primas, ayudas y acuerdos
de financiación. En concreto es especialmente interesante el establecimiento de la
obligación de la compañía eléctrica de comprar la energía fotovoltaica a una tarifa
5,75 veces superior a la TMR durante los primeros 25 años ( RD 436 )
Por último señalar que el aumento anual de la tarifa eléctrica como
consecuencia de la aplicación del Plan de Energías Renovables (PER) 2005-2010 se
estima en un 0,6%, este Plan prevé una inversión total de 23.598 millones de euros
en este período.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 16 Autor: Anabella Drisaldi Castro
1. 3. MARCO JURÍDICO.
1.3.1. GENERAL.
Hemos estudiado la legislación vigente aplicable a fin de comprobar la
viabilidad de desarrollo del proyecto. Las Leyes, Reales Decretos y otros documentos
que afecten directamente a la producción de energía eléctrica mediante sistemas
fotovoltaicos establecerán las condiciones de instalación, así como el régimen
económico al que queden suscritas.
Esta legislación, así como la de los planes y programas que fomentan la
implantación de tecnologías de generación eléctrica a partir de fuentes renovables, tiene
como fin reducir nuestra tasa de dependencia energética del exterior, mejorar la
eficiencia y disminuir la aportación al consumo de las fuentes energéticas vinculadas a
los combustibles fósiles, habiéndose fijado como objetivo que en el año 2010 el 12% de
la energía primaria consumida en España sea de origen renovable.
Se asume así también el cumplimiento de compromisos supranacionales, tanto
en relación con las políticas de la Unión Europea, como con otros organismos y
protocolos internacionales.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 17 Autor: Anabella Drisaldi Castro
A partir de la década de los ochenta, en Europa, se ha desarrollado una intensa
actividad normativa en la materia, haciendo más evidente la relación entre el incremento
de producción industrial, el consumo de energía y la protección ambiental.
A finales de 1997, fue adoptado por la Comisión Europea “El Libro Blanco de
las Energías Renovables”, cuyo objetivo es definir las líneas de actuación para que las
energías renovables lleguen a representar el 12% de la energía primaria consumida en la
Unión Europea en el año 2010.
En España, con unos datos conservadores frente a sus posibilidades reales, se
prevé pasar de los 27 MWp actualmente instalados a más de 135 MWp para el año 2010.
El marco de referencia para cumplir estas previsiones viene establecido por la Ley del
Sector Eléctrico 54/1997, cuyo principal objetivo es la liberalización del sector eléctrico
en España, el Real Decreto 1663/2000 de 29 de septiembre, la Resolución de la
Dirección General de Política Energética y Minas (BOE de 21 de mayo de 2001), y el
Plan de Fomento de las Energías Renovables y elaborado en su día por la Secretaría de
Estado de Industria y Energía del Ministerio de Economía y el Instituto para la
Diversificación y Ahorro Energético – IDAE, y recientemente el importante Real
Decreto 436/2004 de 12 de marzo que sustituye al RD 2818/1998.
El Consejo de Ministros, de 30 de diciembre de 1999, aprobó, en cumplimiento
de la disposición transitoria decimosexta de la Ley del Sector Eléctrico, el Plan de
Fomento de las Energías Renovables para el periodo 2000/2010 plasmando el
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 18 Autor: Anabella Drisaldi Castro
compromiso del Gobierno español con el desarrollo del aprovechamiento energético de
los recursos renovables.
Los objetivos del Plan, establecidos de acuerdo con la referida Ley 54/1997,
señalan que en el año 2010, España deberá alcanzar el 12% del total de su demanda de
energía con fuentes renovables, lo que supone que más del 17% de la electricidad se
generará con energías renovables, y duplicar la participación de este tipo de recursos
energéticos, respecto a la existente en 1998.
Se da respuesta a una serie de compromisos internacionales adquiridos por el
Estado Español en el marco del Protocolo de Kyoto y de conformidad con las directrices
contempladas en el “Libro Blanco de las Energías Renovables” de la Unión Europea.
El objetivo que el Plan de Fomento fija, en concreto, para el sector de la energía
solar fotovoltaica es:
-Nuevas instalaciones aisladas: 20 MWp
-Nuevas instalaciones conectadas a la red: 115 MWp
- Total: 135 MWp
Como legislación aplicable a instalaciones fotovoltaicas debemos
destacar:
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 19 Autor: Anabella Drisaldi Castro
• Ley 54 /19997, del Sector eléctrico.
Tiene como fin establecer la regulación del sector eléctrico con el objetivo de
garantizar el suministro eléctrico, su calidad y que se realice al menor coste posible.
En el capítulo II se establecen las condiciones de producción eléctrica en régimen
especial , dentro del cual se incluye la tecnología fotovoltaica como energía renovable
no consumible.
• Real Decreto 1663 / 2000, sobre conexión de instalaciones fotovoltaicas a red de
baja tensión.
Dicho RD se encuentra resumido en el apartado 1.2
• RD 2106/2001, en el cual se especifica el contrato tipo y el modelo de factura
entre el vendedor y la compañía que adquiere la energía eléctrica generada.
Resumido en el apartado 1.3.
• RD 385/2002, en el cual se establecen las características de los puntos de medida
de consumo y tránsitos de energía eléctrica.
• RD 436 / 2004, por el que se establece el régimen jurídico y económico de
producción de energía eléctrica en régimen especial.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 20 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Parte de la diferenciación de las instalaciones de producción que conforman el
régimen especial, las cuales gozan de cierta singularidad jurídica y económica frente a
las instalaciones de producción integrantes del régimen ordinario. Su objeto es unificar
la normativa de desarrollo de la Ley 54 / 1997 en lo que se refiere a la producción en
régimen especial, en particular en lo referente al régimen económico de estas
instalaciones.
Se encuentra resumido en el apartado 1.1
Desde el punto de vista del régimen económico ; además de las tarifas ,
primas e incentivos dispuestos en el RD 436 / 2004 , tendremos en cuenta:
• Ayudas y Subvenciones Públicas por parte de la Comunidad de Madrid.
Orden 98/2005, de 13 de enero, de la Consejería de Economía e Innovación
Tecnológica, por la que se regula la concesión de ayudas para la promoción de las
energías renovables y el ahorro y la eficiencia energética para el periodo 2005-2007.
En el caso de la solar fotovoltaica (sistemas aislados o sistemas conectados a red
de más de 5 kWp, o de potencia inferior que tengan carácter demostrativo) la cuantía
de las ayudas será: 4 euros/Wp en sistemas aislados, 2 euros/Wp en sistemas
conectados a red.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 21 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Los requisitos para solicitar dichas ayudas serán:
- Realizar la inversión en el ámbito territorial de la Comunidad de Madrid.
- No tener deudas contraídas con la Comunidad de Madrid en período ejecutivo de
pago, salvo que estuvieran debidamente garantizadas.
• Plan de Fomento de las Energías Renovables (PER).
El plan de fomento de las energías renovables en España 2000-2010 establece
unos objetivos por áreas que permitan alcanzar, en el año 2010, el objetivo de que las
fuentes energía renovables cubran como mínimo el 12% de la demanda total de la
energía primaria
Las medidas que se plantean en el área de solar fotovoltaica están dirigidas a
salvar las barreras de carácter económico, tecnológico, normativo y social.
El principal apoyo público requerido por esta área es la retribución vía primas.
El valor acumulado de las primas a percibir entre 2005 y 2010 por las instalaciones
fotovoltaicas puestas en marcha ene ese periodo asciende a 499,4 millones de euros
y el importe anual en 2010 de las primas asociadas a las nuevas instalaciones se sitúa
en 200,8 millones de euros.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 22 Autor: Anabella Drisaldi Castro
• Línea ICO-IDAE de energías renovables y eficiencia energética año 2005.
Tiene como objetivo financiar las inversiones destinadas a la mejora de la
eficiencia energética y al fomento de las energías renovables. Dentro de la línea existe
un apartado para proyectos de inversión en energía fotovoltaica (Anexo I , tipología S.7)
Las condiciones de financiación del ICO y el importe de las ayudas directas al
préstamo del IDAE se concretan en el estudio económico
En cuanto a la normativa técnica aplicable al diseño de la instalación:
• Pliego de condiciones técnicas de instalaciones conectadas a red del I.DA.E.
Elaborado por el Departamento de Energía Solar del Instituto para la Diversificación
y el Ahorro Energético. Su objetivo es establecer las condiciones técnicas que deben
adoptarse para poder acceder a la convocatoria de ayudas para la promoción de
instalaciones de energía solar fotovoltaica en el ámbito del Plan de Fomento de las
Energías Renovables. Es de aplicación a todas las instalaciones solares fotovoltaicas
destinadas a la producción de electricidad para ser vendida en su totalidad a la red de
distribución.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 23 Autor: Anabella Drisaldi Castro
• Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión.
Será de aplicación en el diseño de la instalación eléctrica de nuestro generador,
debido a las condiciones específicas de generación. Dicho Reglamento tiene por objeto
establecer las condiciones técnicas y garantías que deben reunir las instalaciones
eléctricas conectadas a una fuente de suministro en los límites de baja tensión, con la
finalidad de:
- Preservar la seguridad de las personas y los bienes.
-Asegurar el normal funcionamiento de dichas instalaciones, y revenir las perturbaciones
en otras instalaciones y servicios.
- Contribuir a la fiabilidad técnica y a la eficiencia económica de las instalaciones.
• Normas Tecnológicas de la Edificación. N.T.E.
Norma Básica de la Edificación. NBE – AE /88. Acciones en la edificación.
A aplicar en el diseño de la estructura soporte de los módulos.
Sobrecargas de viento y nieve.
• Norma Básica de la Edificación. NBE- AE / 95. Estructuras de acero en
edificación.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 24 Autor: Anabella Drisaldi Castro
A aplicar en el cálculo de las solicitaciones de la tornillería de acero de la estructura soporte. 1.3.2. ENERGIA ELECTRICA EN REGIMEN ESPECIAL. R. D. 436/2004 DE 12
DE MARZO (Ministerio de Economía). Este Real Decreto es aplicable a todas las instalaciones de producción mediante
cogeneración (categoría a), que utilicen como energía primaria las energías renovables
no consumibles, biomasa o cualquier tipo de biocarburante (categoría b), que utilicen
residuos con valoración energética como energía primaria (categoría c), o instalaciones
que utilicen la cogeneración para el tratamiento y reducción de residuos de los sectores
agrícolas (categoría d). Dentro de la categoría b, en el grupo b1, se incluyen las
instalaciones que utilicen como energía primaria la energía solar, y dentro de este grupo
está el subgrupo b.1.1. que son las instalaciones que únicamente utilicen como energía
primaria la solar fotovoltaica (Artículo 2 ).
El RD 436/2004 deroga al RD 2818/1998 de 23 de diciembre por el que se había
dirigido hasta ahora el régimen jurídico y económico de la actividad de producción de la
energía solar fotovoltaica
Objetivos y ámbito del Real Decreto en lo relativo a la energía solar
fotovoltaica.
El Real Decreto 436/2004 (en adelante RD) tiene dos objetivos fundamentales:
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 25 Autor: Anabella Drisaldi Castro
1. Actualizar y refundir el régimen jurídico que afecta a la energía solar
fotovoltaica.
2. Establecer un régimen económico objetivo y duradero para esta energía.
Potencia de la instalación.
La potencia nominal de la instalación fotovoltaica será la del inversor en su parte
de corriente alterna. A efectos de la consideración de potencia para la determinación del
régimen económico se considerarán que pertenecen a una única instalación, las
instalaciones que viertan su energía a un mismo inversor con tensión de salida igual a la
de la red de distribución. En el caso de ser varios los inversores de un titular que
conecten a un mismo punto (misma red de distribución alimentada desde un mismo
transformador), se considerará la potencia de la instalación como la suma de las
potencias de los inversores de ese titular. Por el contrario, si son de distintos titulares, la
potencia de la instalación será la del inversor o suma de inversores de cada titular
(Artículo 3). Coherente con lo anterior, cuando varias instalaciones de producción en
régimen especial compartan conexión, la energía medida se asignará a cada instalación
(Artículo 21).
Competencias administrativas.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 26 Autor: Anabella Drisaldi Castro
La autorización administrativa para la construcción, modificación y reconocimiento
de instalación acogida al régimen especial corresponde a los órganos de las
Comunidades Autónomas con competencia en la materia. Este RD establece que, en
caso de que la Comunidad Autónoma en donde estuviesen ubicadas las instalaciones no
contase con competencias en la materia, o dichas instalaciones estuviesen ubicadas en
más de una Comunidad, la autorización citada correspondería a la Dirección General de
Política Energética y Minas del antiguo Ministerio de Economía (Artículo 4, 5 y 6)
Procedimiento y tramitación de solicitudes.
Los titulares o explotadores de las instalaciones de producción que pretendan acogerse al
régimen especial deberán solicitar la inclusión de la misma ante la Administración
competente acreditando, además del tipo de instalación, las principales características
técnicas y de funcionamiento. (Artículo 7 y 8).
Registro Administrativo.
Las instalaciones solares fotovoltaicas deberán ser inscritas obligatoriamente en el
“Registro Administrativo de Instalaciones de Producción en Régimen Especial” dentro
del Registro Administrativo de Instalaciones de Producción de Energía Eléctrica a que
se refiere el artículo 2.1.4 de la Ley del Sector Eléctrico 54/1997, dependiendo del
Ministerio de Industria, Comercio y Turismo (anteriormente de Economía). Esta sección
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 27 Autor: Anabella Drisaldi Castro
permitirá el adecuado seguimiento al Régimen Especial, y específicamente la gestión y
el control de la percepción de los incentivos y primas, tanto en lo relativo a la potencia
instalada, como a la evolución de la energía producida, la energía cedida a la red y la
energía utilizada. (Artículo 9).
Sin perjuicio de lo previsto anteriormente, las Comunidades Autónomas gestionarán
los correspondientes registros territoriales, con la adecuada coordinación entre ellas y la
propia Dirección General del Ministerio de Industria (Artículo 10).
La inscripción en este Registro constará de dos fases: una previa y una definitiva.
Inscripción previa (Artículo 11):
Se producirá de oficio, una vez que haya sido otorgada por la Comunidad
Autónoma la condición de instalación de producción acogida al Régimen Especial. Con
este objeto la Comunidad Autónoma competente deberá dar traslado en el plazo de un
mes de esta resolución o de la inscripción de la instalación en el registro autonómico, a
la Dirección General de Política Energética y Minas.
La formalización de la inscripción, dará lugar a un número de identificación en el
registro que será comunicado a la Comunidad Autónoma, para que ésta proceda a su
notificación al interesado. La notificación será efectuada por la propia Dirección General
de Política Energética y Minas, cuando ésta resulte competente. Esta inscripción previa
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 28 Autor: Anabella Drisaldi Castro
será cancelada si en el plazo de dos años desde su notificación al interesado, éste no ha
solicitado la inscripción definitiva (Artículo 13).
Inscripción definitiva (Artículo 12):
Se dirigirá al órgano correspondiente de la Comunidad Autónoma competente, o
en su caso, a la Dirección General de Política Energética y Minas. Será acompañada del
contrato firmado con la empresa distribuidora. Esta solicitud podrá presentarse
simultáneamente con la solicitud del acta de puesta en marcha de la instalación. La
Comunidad Autónoma competente deberá comunicar en el plazo de un mes la
resolución por la que se le otorga dicha condición, o bien proporcionar los datos para
que la inscripción sea efectuada en el registro de la Dirección General de Política
Energética y Minas, por ser este organismo el que tenga la competencia. En este caso, la
inscripción definitiva será comunicada a la Comunidad Autónoma, para que ésta
proceda a su notificación al solicitante y a la empresa distribuidora.
La inscripción definitiva de la instalación será necesaria para la aplicación, a
dicha instalación, del régimen económico regulado en este RD (Artículo 15). La energía
eléctrica que pudiera haberse vertido a la red con anterioridad a la inscripción definitiva
en el Registro, como consecuencia del funcionamiento en pruebas, será retribuida al
50% de la tarifa media de referencia de ese año. Dicho funcionamiento en pruebas
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 29 Autor: Anabella Drisaldi Castro
deberá ser autorizado previamente, y su duración no será superior a tres meses (Artículo
15).
Actualización de la documentación.
Los titulares de las instalaciones inscritas en el registro citado con anterioridad, han
de realizar periódicamente una actualización de la documentación. Para ello deberán
enviar durante el primer trimestre de cada año, al órgano que autorizó la instalación, una
memoria resumen según formato que indica el propio RD (Artículo 14 y Anexo IV).
Cancelación.
La cancelación de la inscripción en el Registro procederá en caso de cese de la
actividad como instalación de producción en régimen especial, revocación por el órgano
competente del reconocimiento como instalación acogida al régimen especial o por
revocación de la autorización de la instalación (Artículo 16).
Contrato con la empresa distribuidora (Artículo 17).
El titular entregará la energía eléctrica que produzca a la empresa distribuidora más
próxima (Artículo 21). El titular de la instalación de producción acogida al régimen
especial y la empresa distribuidora suscribirán un contrato, según el modelo establecido
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 30 Autor: Anabella Drisaldi Castro
en la Resolución de 31 de mayo 2001 de la actual Dirección General de Política
Energética y Minas, que tendrá una duración mínima de 5 años, y que incluirá como
mínimo:
- El punto de conexión y medida, indicando las características de los equipos de control,
conexión, seguridad y medida.
- Características de la energía cedida (potencia, previsiones de producción, consumo,
venta, compra, etc.).
- Causas de rescisión o modificación del contrato.
- Condiciones económicas.
- Condiciones de explotación de la interconexión.
- Cobro de la energía entregada por el titular a la distribuidora, que deberá producirse
dentro de los treinta días posteriores a la emisión de la factura correspondiente.
Transcurrido este plazo comenzarían a devengarse intereses de demora, que serían el
interés legal del dinero incrementado 1,5 puntos.
La empresa distribuidora tendrá la obligación de suscribir este contrato en el
plazo de un mes a partir de la definición del punto y condiciones de conexión. La factura
de energía eléctrica cedida a la empresa distribuidora y que reflejará la totalidad de la
energía producida por la instalación FV, podrá realizarse mensualmente, en el modelo
aprobado por la Dirección General de Política Energética y Minas en la mencionada
Orden.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 31 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Condiciones de la conexión a la red (Disposición transitoria tercera).
La potencia total de la instalación FV conectada a la línea no superará el 50% de la
capacidad de la línea en el punto de conexión, definida como la capacidad térmica de
diseño de la línea en dicho punto y del 50% de la capacidad del transformador de
distribución de la red a la que conecta.
El titular solicitará el punto y condiciones de conexión que a su juicio sean los más
apropiados, y el punto final de conexión se establecerá de mutuo acuerdo entre el titular
y la empresa distribuidora (Disposición transitoria tercera, punto 2). Esta redacción del
RD 436/2004 supone más flexibilidad que la redacción anterior, artículo 22 del RD
2818/98 que indicaba explícitamente que la medida se efectuaría inmediatamente antes
del límite de conexión con la empresa distribuidora.
Así pues, el titular solicitará a la empresa distribuidora el punto que considere más
apropiado, y la empresa distribuidora notificará al titular la aceptación en el plazo de un
mes o justificará otras alternativas. El titular en caso de no aceptar las alternativas,
solicitará al órgano competente de la Comunidad Autónoma la resolución de la
discrepancia, que deberá producirse en el plazo máximo de tres meses. Los gastos de las
instalaciones necesarias para la conexión serán a cargo del titular de la instalación de
producción.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 32 Autor: Anabella Drisaldi Castro
La energía suministrada a la red de la empresa distribuidora deberá tener un factor
de potencia cercano a la unidad (>0,9).
La instalación deberá contar con un equipo de medida de energía eléctrica que
pueda permitir su facturación y control de acuerdo con este RD. Si la medida se efectúa
con una configuración que incluya el cómputo de pérdidas de energía, el titular y la
empresa distribuidora deberán establecer un acuerdo para cuantificar dichas pérdidas,
acuerdo que deberá quedar reflejado en el contrato (Artículo 21).
Si el órgano competente apreciase circunstancias en la red de la empresa
distribuidora adquirente que impidieran técnicamente la absorción de la energía
producida, fijará un plazo para subsanarlas.
Los gastos de las modificaciones en la red serán a cargo del titular de la instalación
FV, salvo que no fuesen para su uso exclusivo, en cuyo caso correrán a cargo de ambas
partes de mutuo acuerdo. En caso de discrepancias resolverá el órgano de la
Administración competente.
Los titulares que tengan sistemas en paralelo conectados a la red general, lo harán
en un solo punto, salvo circunstancias justificadas y autorizadas por la Administración
competente en cada CC. AA. Aún cuando se trate de titulares distintos, siempre que sea
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 33 Autor: Anabella Drisaldi Castro
posible se procurará que varias instalaciones productoras utilicen las mismas
instalaciones de evacuación de la energía eléctrica.
Otros derechos y obligaciones de los titulares (Artículo 18 y 19).
Los titulares de las instalaciones FV tendrán los siguientes derechos:
- Conectar en paralelo su sistema a la red de la compañía eléctrica distribuidora.
- Transferir al sistema a través de la compañía distribuidora de electricidad toda su
producción de energía eléctrica FV, siempre que técnicamente sea posible su absorción
por la red, y percibir por ello los incentivos o prima previstos en el RD.
Los titulares de las instalaciones FV tendrán las siguientes obligaciones:
- Entregar toda la energía en las condiciones técnicas apropiadas para no producir
trastornos en el normal funcionamiento del sistema.
- Si la instalación es superior a 10 MW y no optan por acudir al mercado, se deberá
comunicar a la distribuidora a partir del 1 de enero de 2005, una previsión de la energía
eléctrica que se cederá a la red en los 24 periodos de cada día con al menos 30 horas de
anticipación al inicio de ese día.
Régimen económico.
Para las instalaciones de hasta 100 kW, la retribución del kWh cedido a la red
durante los primeros 25 años de vida de la instalación, será del 575% de la Tarifa
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 34 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Media Regulada (TMR) y 460% de la TMR durante el resto de la vida de la instalación
(Art. 22.1.a y Art. 33), es decir se retribuirá por un precio fijo o tarifa regulada.
Para las instalaciones mayores de 100 kW, la retribución que obtienen los
productores por la cesión de energía puede ser de dos formas, a elección del titular, con
posibilidad de cambiar si se cambia de opinión:
-La primera forma es como la anterior, un precio por el kWh cedido fijo (tarifa regulada)
(Art. 22.1.a y Art. 33) del 300% de la TMR, los primeros 25 años, y 240% de la TMR
durante el resto de la vida dela instalación.
-La segunda es acudir al mercado eléctrico (Art. 22.1.b y Art. 33), en cuyo caso se
retribuiría al Precio de Venta de la Electricidad (PVE) más una prima del 250% de la
TMR más un incentivo del 10% de la TMR durante 25 años, y durante el resto de la vida
de la instalación, se retribuiría al PVE más una Prima del 200% de la TMR más un
incentivo del 10% de la TMR.
La TMR para el año 2004 la indica el propio RD y era de 7,2072 céntimos de
Euro (Disposición adicional sexta).
Estas condiciones pueden cambiar cuando se hayan instalado en España 150 MW
en energías renovables o de régimen especial (Art. 33), así mismo se revisará la
retribución, incentivos y primas, el 31 de diciembre de 2006, y cada cuatro años a partir
de esta fecha. Si las condiciones se revisan, entrarán en vigor el 1 de enero del segundo
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 35 Autor: Anabella Drisaldi Castro
año posterior al año de la revisión, sin retroactividad para las instalaciones ya instaladas
antes de este 1 de enero (Art. 40).
Vigencia.
Este Real Decreto entró en vigor el día 28 de marzo de 2004.
1.3.3. REAL DECRETO 1663/2000 DE 29 DE SEPTIEMBRE DE 2000. Sobre
conexión de instalaciones fotovoltaicas a la red de baja tensión.
La Ley 54/1997, de 27 de noviembre, del Sector Eléctrico establece los
principios de un nuevo modelo de funcionamiento basado en la libre competencia,
impulsando también el desarrollo de instalaciones de producción de energía eléctrica en
régimen especial.
El Real Decreto 2818/1998, de 23 de diciembre, sobre producción de energía
eléctrica por instalaciones abastecidas por recursos o fuentes de energías renovables,
residuos y cogeneración, desarrolla la Ley en este aspecto, estableciendo un nuevo
marco de funcionamiento para este tipo de fuentes energéticas, entre las que se
encuentra la energía solar fotovoltaica. En ese Real Decreto se recogen, entre otros
aspectos, el procedimiento de inclusión de una instalación de producción de energía
eléctrica en el régimen especial, su régimen económico o las condiciones de entrega de
la energía eléctrica producida en esas instalaciones. En relación con el funcionamiento y
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 36 Autor: Anabella Drisaldi Castro
conexión a las redes eléctricas, se establece en el artículo 20.1 que las instalaciones que
únicamente utilicen como energía primaria, energía solar, tendrán normas
administrativas y técnicas para el funcionamiento y conexión a las redes eléctricas
específicas respecto de las restantes instalaciones de régimen especial, respetando, en
todo caso, los criterios generales que allí se recogen.
De acuerdo con ello, el objeto de la presente disposición es efectuar el desarrollo
de la Ley 54/1997, mediante el establecimiento de las condiciones administrativas y
técnicas básicas de conexión a la red de baja tensión de las instalaciones solares
fotovoltaicas, teniendo en cuenta sus especiales características y con la finalidad de
establecer una regulación específica que permita el desarrollo de esa actividad.
Por último en esta norma se declara el carácter básico de la misma, de acuerdo con lo
dispuesto en el artículo 149.1.25ª de la Constitución que atribuye al Estado la
competencia para dictar las bases del régimen minero y energético.
Ámbito de aplicación.
El presente Real Decreto será de aplicación a las instalaciones fotovoltaicas de
potencia nominal no superior a 100 kVA y cuya conexión a la red de distribución se
efectúe en baja tensión. A estos efectos, se entenderá por conexión en baja tensión
aquélla que se efectúe en una tensión no superior a 1 kV.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 37 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Definiciones.
A los efectos del presente Real Decreto, se entenderá por:
- Instalaciones fotovoltaicas: aquéllas que disponen de módulos fotovoltaicos (FV) para
la conversión directa de la radiación solar en energía eléctrica, sin ningún tipo de paso
intermedio.
- Instalaciones fotovoltaicas interconectadas: aquéllas que normalmente trabajan en
paralelo con la red de la empresa distribuidora.
- Línea y punto de conexión y medida: la línea de conexión es la línea eléctrica
mediante la cual se conectan las instalaciones fotovoltaicas con un punto de la red de la
empresa distribuidora o con la acometida del usuario, denominado punto de conexión y
medida.
- Interruptor automático de la interconexión: dispositivo de corte automático sobre el
cual actúan las protecciones de la interconexión.
- Interruptor general: dispositivo de seguridad y maniobra que permite separar la
instalación fotovoltaica de la red de la empresa distribuidora.
- Potencia de la instalación fotovoltaica o potencia nominal: es la suma de la potencia
de los inversores que intervienen en las tres fases de la instalación en condiciones
nominales de funcionamiento.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 38 Autor: Anabella Drisaldi Castro
A los efectos de lo previsto en el Real Decreto 2818/1998, de 23 de diciembre,
sobre producción de energía eléctrica por recursos o fuentes de energías renovables,
residuos y cogeneración, y en el Decreto 2413/1993, de 20 de septiembre por el que se
aprueba el Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión, la potencia nominal será
considerada como potencia instalada.
- Titular de la instalación: Persona física o jurídica que ostenta legalmente los derechos
y obligaciones derivados de la inclusión de la instalación en el régimen especial de
producción de energía eléctrica, pudiendo ser, de acuerdo con el Real Decreto
2818/1998, el propietario, el arrendatario o el titular de cualquier otro derecho que le
vincule con la explotación de la instalación.
Los instaladores autorizados para las instalaciones a que se refiere este Real
Decreto, así como el procedimiento para la obtención del correspondiente certificado de
profesionalidad, son los regulados en el Real Decreto 2224/1998, de 16 de octubre, por
el que se establece el certificado de profesionalidad de la ocupación de instalador de
sistemas fotovoltaicos y eólicos de pequeña potencia, sin perjuicio de la normativa
autonómica que resulte de aplicación.
En tanto no se desarrolle el Real Decreto 2224/1998 se aplicará el Reglamento
Electrotécnico para Baja Tensión, aprobado por Decreto 2413/1973, de 20 de
septiembre. (El citado R.D. 2224/1998 a que se refiere, ha quedado ya desarrollado
mediante el nuevo R.D. 1506/2003, de 28 de noviembre, por el que se establecen las
directrices de los certificados de profesionalidad ).
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 39 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Solicitud.
El titular de la instalación o, en su caso, el que pretenda adquirir esta condición,
solicitará a la empresa distribuidora el punto y condiciones técnicas de conexión
necesarias para la realización del proyecto o documentación técnica de la instalación,
según corresponda en función de la potencia instalada.
La solicitud se acompañará de la siguiente información:
- Nombre, dirección, teléfono u otro medio de contacto.
- Situación de la instalación.
- Esquema unifilar de la instalación, que podrá tomar como base el recogido en el anexo
de este Real Decreto.
- Punto propuesto para realizar la conexión.
- Características técnicas de la instalación entre las que se incluirá la potencia pico del
campo de paneles y potencia nominal de la instalación; descripción, modos de conexión
y características del inversor o inversores; y descripción de los dispositivos de
protección y elementos de conexión previstos.
En el caso de que resulte necesaria la presentación de alguna documentación adicional,
la empresa distribuidora la solicitará en el plazo de 10 días a partir de la recepción de la
solicitud, justificando la procedencia de tal petición.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 40 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Determinación de las condiciones técnicas de la conexión.
1. En el plazo de un mes a partir de la recepción de la solicitud, la empresa distribuidora
notificará al solicitante su propuesta relativa a las condiciones de conexión, incluyendo,
al menos, los siguientes extremos:
- Punto de conexión y medida propuesto.
- Tensión nominal máxima y mínima de la red en el punto de conexión.
- Potencia de cortocircuito esperada en explotación normal en el punto de conexión.
- Potencia nominal máxima disponible de conexión en ese punto, en relación con la
capacidad de transporte de la línea o, en su caso, con la capacidad de transformación del
centro de transformación.
- En el caso de que el punto de conexión y medida para la cesión de energía por parte
del titular de la instalación sea diferente del de recepción, informe justificativo de esta
circunstancia.
2. En el caso de que la potencia nominal máxima disponible de conexión sea inferior a la
potencia de la instalación fotovoltaica, la empresa distribuidora deberá determinar los
elementos concretos de la red que precisa modificar para igualar ambas potencias. Los
gastos de las modificaciones irán a cargo del titular de la instalación, salvo que no fueran
exclusivamente para su servicio, en cuyo caso se repartirían de mutuo acuerdo. En caso
de discrepancia la Administración competente resolverá en un plazo máximo de tres
meses desde que le fuera solicitada su intervención.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 41 Autor: Anabella Drisaldi Castro
3. Si la empresa distribuidora no efectuase la notificación en plazo a que se refiere este
artículo, el interesado podrá solicitar la intervención de la Administración competente
que procederá al requerimiento de la remisión de los datos mencionados. La
Administración competente dará traslado de esta información al titular de la instalación.
La falta de requerimiento de los datos solicitados en un plazo de quince días a partir de
la notificación de su reclamación por parte de la Administración competente podrá
considerarse infracción administrativa, de acuerdo con los artículos 60.11 y 61.1 de la
Ley 54/1997, de 27 de noviembre, del Sector Eléctrico.
4. La propuesta efectuada por la empresa distribuidora sobre el punto y condiciones de
conexión, mantendrá su vigencia durante el plazo de un año desde la fecha de
notificación al titular de la instalación.
5. En caso de disconformidad con las condiciones propuestas por la empresa
distribuidora, el solicitante podrá, de acuerdo con el artículo 20.2 del Real Decreto
2818/1998, dirigirse a la Administración competente para que ésta proceda a la
resolución de la discrepancia estableciendo las condiciones que las partes habrán de
respetar. La resolución deberá producirse en el plazo máximo de tres meses a contar
desde que le fuera solicitada.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 42 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Para la resolución del conflicto se atenderá preferentemente al criterio de originar el
menor coste posible al titular de la instalación, cumpliendo los requisitos técnicos
establecidos.
Celebración del contrato.
1. El titular de la instalación y la empresa distribuidora suscribirán un contrato por el que
se regirán las relaciones técnicas y económicas entre ambos. El modelo de contrato tipo
será el establecido por la Dirección General de Política Energética y Minas, de acuerdo
con lo previsto en el artículo 17 del Real Decreto 2818/1998.
2. Una vez acordado el punto y las condiciones de conexión, la empresa distribuidora
tendrá la obligación de suscribir este contrato en el plazo máximo de un mes desde que
para ello fuese requerida por el solicitante.
3. Cualquier discrepancia sobre el contrato que se vaya a suscribir, será resuelta por la
Administración competente en el plazo máximo de un mes, desde la solicitud de
intervención de una de las partes.
Conexión a la red y primera verificación.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 43 Autor: Anabella Drisaldi Castro
1. Una vez superadas las pruebas de la instalación realizadas por el instalador
autorizado, éste emitirá un boletín de características principales de la instalación y de
superación de dichas pruebas.
Si para la realización de pruebas fuera necesaria conectar la instalación fotovoltaica a la
red, esta conexión tendrá carácter provisional debiéndose comunicar a la empresa
distribuidora.
2. Una vez realizada la instalación, suscrito el contrato y tramitado el boletín de
superación de las pruebas de la instalación, el titular de la instalación podrá solicitar a la
empresa distribuidora la conexión a la red, para lo que será necesaria la presentación del
boletín.
3. La empresa distribuidora podrá realizar en cualquier momento una primera
verificación en aquellos elementos que afecten a la regularidad y seguridad de
suministro, por la que percibirá del titular de la instalación, el pago de los derechos
previstos en la normativa vigente.
4. Transcurrido un mes desde la solicitud de conexión a la red sin que se opongan
reparos por la empresa distribuidora, el titular de la instalación podrá efectuar la
conexión con la red de distribución.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 44 Autor: Anabella Drisaldi Castro
5. La empresa distribuidora remitirá al órgano competente de la Administración, con
copia a la Comisión Nacional de Energía, durante el primer mes de cada año una
relación de las instalaciones puestas en servicio durante el año anterior en su ámbito
territorial, con expresión para cada una de ellas del titular, emplazamientos y potencia
pico y nominal.
6. Si como consecuencia de la verificación, la empresa distribuidora encontrase alguna
incidencia en los equipos de interconexión o en la propia instalación informará, si
procede, al titular de la instalación sobre las mismas, concediéndole un período
suficiente para que proceda a solucionarlas.
7. En caso de disconformidad, el titular de la instalación o la empresa distribuidora
podrán solicitar las inspecciones precisas y la decisión del órgano correspondiente de la
Administración competente, que en el caso de que la conexión con la red de distribución
no se haya realizado, deberá resolver en un plazo máximo de un mes desde que se
formule dicha solicitud.
Obligaciones del titular de la instalación.
1. El titular de la instalación fotovoltaica es responsable de mantener la instalación en
perfectas condiciones de funcionamiento, así como de los aparatos de protección e
interconexión.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 45 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Las empresas distribuidoras podrán proponer a la Administración competente para su
aprobación, programas de verificaciones de los elementos de instalaciones que puedan
afectar a la regularidad y seguridad en el suministro, para ser realizados por ellas
mismas, sin perjuicio de otros programas de verificaciones que puedan establecerse por
las autoridades competentes en el ejercicio de sus competencias.
Estas verificaciones dentro del programa de verificaciones que las empresas
distribuidoras podrán voluntariamente proponer, serán a cargo de las mismas.
2. En el caso de que se haya producido una avería en la red o una perturbación
importante relacionada con la instalación y justificándolo previamente, la empresa
distribuidora podrá verificar la instalación sin necesidad de autorización previa de la
autoridad competente. A estos efectos se entenderá por perturbación importante aquella
que afecte a la red de distribución haciendo que el suministro a los usuarios no alcance
los límites de calidad del producto establecidos para este caso por la normativa vigente.
3. En el caso de que una instalación fotovoltaica perturbe el funcionamiento de la red de
distribución, incumpliendo los límites establecidos de compatibilidad electromagnética,
de calidad de servicio o de cualquier otro aspecto recogido en la normativa aplicable, la
empresa distribuidora lo comunicará a la Administración competente y al titular de la
instalación, al objeto de que por éste se proceda a subsanar las deficiencias en el plazo
máximo de 72 horas.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 46 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Si transcurrido dicho plazo persisten las incidencias, la empresa distribuidora podrá
proceder a la desconexión de la instalación, dando cuenta de forma inmediata a la
Administración competente.
En este supuesto, una vez eliminadas las causas que provocan las perturbaciones, para
proceder a la conexión de la instalación a la red el titular de la instalación deberá
presentar a la empresa eléctrica y a la Administración competente la justificación
correspondiente firmada por un técnico competente o un instalador autorizado, según
proceda, en la que, en su caso, se describirá la revisión efectuada.
En caso de falta de acuerdo, entre el titular de la instalación y la empresa distribuidora
respecto a la existencia y la causa de las perturbaciones, podrá someterse el conflicto por
una de las partes a la Administración competente para que por ésta se resuelva en el
plazo de un mes.
4. El titular de la instalación deberá disponer de un medio de comunicación que ponga
en contacto, de forma inmediata, los centros de control de la red de distribución con los
responsables del funcionamiento de las instalaciones fotovoltaicas.
Condiciones técnicas de carácter general.
1. El funcionamiento de las instalaciones fotovoltaicas a que se refiere el presente Real
Decreto no deberá provocar en la red averías, disminuciones de las condiciones de
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 47 Autor: Anabella Drisaldi Castro
seguridad ni alteraciones superiores a las admitidas por la normativa que, de acuerdo con
la disposición adicional única del presente Real Decreto, resulte aplicable.
Asimismo, el funcionamiento de estas instalaciones no podrá dar origen a condiciones
peligrosas de trabajo para el personal de mantenimiento y explotación de la red de
distribución.
2. En el caso de que la línea de distribución se quede desconectada de la red, bien sea
por trabajos de mantenimiento requeridos por la empresa distribuidora o por haber
actuado alguna protección de la línea, las instalaciones fotovoltaicas no deberán
mantener tensión en la línea de distribución.
3. Las condiciones de conexión a la red se fijarán en función de la potencia de la
instalación fotovoltaica, con objeto de evitar efectos perjudiciales a los usuarios con
cargas sensibles.
4. Para establecer el punto de conexión a la red de distribución se tendrá en cuenta la
capacidad de transporte de la línea, la potencia instalada en los centros de
transformación y las distribuciones en diferentes fases de generadores en régimen
especial provistos de inversores monofásicos.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 48 Autor: Anabella Drisaldi Castro
5. En el circuito de generación hasta el equipo de medida no podrá intercalarse ningún
elemento de generación distinto del fotovoltaico, ni de acumulación o de consumo.
6. En el caso de que una instalación fotovoltaica se vea afectada por perturbaciones de la
red de distribución, se aplicará la normativa vigente sobre calidad del servicio.
Condiciones específicas de interconexión.
1. Se podrán interconectar instalaciones fotovoltaicas en baja tensión siempre que la
suma de sus potencias nominales no exceda de 100 kVA. La suma de las potencias de
las instalaciones en régimen especial conectadas a una línea de baja tensión no podrá
superar la mitad de la capacidad de transporte de dicha línea en el punto de conexión,
definida como capacidad térmica de diseño de la línea en dicho punto. En el caso de que
sea preciso realizar la conexión en un centro de transformación, la suma de las potencias
de las instalaciones en régimen especial conectadas a ese centro no podrá superar la
mitad de la capacidad de transformación instalada para ese nivel de tensión. En caso de
desacuerdo será de aplicación lo previsto en el artículo 4.5 de este Real Decreto.
2. Si la potencia nominal de la instalación fotovoltaica a conectar a la red de distribución
es superior a 5 kW, la conexión de la instalación fotovoltaica a la red será trifásica.
Dicha conexión se podrá realizar mediante uno o más inversores monofásicos de hasta 5
kW, a las diferentes fases, o directamente un inversor trifásico.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 49 Autor: Anabella Drisaldi Castro
3. En la conexión de una instalación fotovoltaica, la variación de tensión provocada por
la conexión y desconexión de la instalación fotovoltaica no podrá ser superior al 5 por
100 y no deberá provocar, en ningún usuario de los conectados a la red la superación de
los límites indicados en el Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión.
4. El factor de potencia de la energía suministrada a la empresa distribuidora debe ser lo
más próximo posible a la unidad. Las instalaciones fotovoltaicas conectadas en paralelo
con la red deberán tomar las medidas necesarias para ello o, en su caso, llegar a un
acuerdo sobre este aspecto con la empresa distribuidora.
Medidas y facturación.
1. Cuando existan consumos eléctricos en el mismo emplazamiento que la instalación
fotovoltaica, éstos se situarán en circuitos independientes de los circuitos eléctricos de
dicha instalación fotovoltaica y de sus equipos de medida. La medida de tales consumos
se realizará con equipos propios e independientes que servirán de base para su
facturación. El contador de salida tendrá capacidad de medir en ambos sentidos, y en su
defecto se conectará entre el contador de salida y el interruptor general, un contador de
entrada. La energía eléctrica que el titular de la instalación facturará a la empresa
distribuidora, será la diferencia entre la energía eléctrica de salida menos la de entrada a
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 50 Autor: Anabella Drisaldi Castro
la instalación fotovoltaica. En el caso de instalación de dos contadores no será necesario
contrato de suministro para la instalación fotovoltaica.
Todos los elementos integrantes del equipo de medida, tanto los de entrada como
los de salida de energía, serán precintados por la empresa distribuidora.
El instalador autorizado sólo podrá abrir los precintos con el consentimiento escrito de la
empresa distribuidora. No obstante, en caso de peligro pueden retirarse los precintos sin
consentimiento de la empresa eléctrica; siendo en este caso obligatorio informar a la
empresa distribuidora con carácter inmediato.
2. La colocación de los contadores y de los equipos de medida y en su caso de los
dispositivos de conmutación horaria que se pudieran requerir, y las condiciones de
seguridad estarán de acuerdo a la MIE BT O15.
Los puestos de los contadores se deberán señalizar de forma indeleble, de manera que la
asignación a cada titular de la instalación quede patente sin lugar a confusión. Además
se indicará, para cada titular de la instalación, si se trata de un contador de entrada de
energía procedente de la empresa distribuidora o de un contador de salida de energía de
la instalación fotovoltaica.
Los contadores se ajustarán a la normativa metrológica vigente y su precisión deberá ser
como mínimo la correspondiente a la de clase de precisión 2, regulada por el RD
875/1984, de 28 de marzo, por el que se aprueba el Reglamento para la aprobación de
modelo y verificación primitiva de contadores de uso corriente (Clase 2) en conexión
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 51 Autor: Anabella Drisaldi Castro
directa, nueva, a tarifa simple o a tarifas múltiples, destinadas a la medida de la energía
en corriente monofásica o polifásica de frecuencia 50 Hz.
3. Las características del equipo de medida de salida serán tales que la intensidad
correspondiente a la potencia nominal de la instalación fotovoltaica se encuentre entre el
50% de la intensidad nominal y la intensidad máxima de precisión de dicho equipo.
4. Cuando el titular de la instalación se acoja al modo de facturación que tiene en cuenta
el precio final horario medio del mercado de producción de energía eléctrica, definido en
el apartado 1 del artículo 24 del Real Decreto 2818/1998, de 23 de diciembre (BOE del
30), serán de aplicación el Reglamento de Puntos de Medida de los Consumos y
Tránsitos de Energía Eléctrica, y sus disposiciones de desarrollo.
Protecciones.
El sistema de protecciones deberá cumplir las exigencias previstas en la reglamentación
vigente.
Este cumplimiento deberá ser acreditado adecuadamente en la documentación relativa a
las características de la instalación a que se refiere el artículo 3, incluyendo lo siguiente:
1. Interruptor general manual, que será un interruptor magnetotérmico con intensidad de
cortocircuito superior a la indicada por la empresa distribuidora en el punto de conexión.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 52 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Este interruptor será accesible a la empresa distribuidora en todo momento, con objeto
de poder realizar la desconexión manual.
2. Interruptor automático diferencial con el fin de proteger a las personas en el caso de
derivación de algún elemento de la parte continua de la instalación.
3. Interruptor automático de la interconexión para la desconexión-conexión automática
de la instalación fotovoltaica en caso de pérdida de tensión o frecuencia de la red, junto a
un relé de enclavamiento.
4. Protección para la interconexión de máxima y mínima frecuencia (51 y 49 Hz
respectivamente) y de máxima y mínima tensión (1,1 Um y 0,85 Um respectivamente).
5. Estas protecciones podrán ser precintadas por la empresa distribuidora, tras las
verificaciones a las que hacen referencia los artículos 6 y 7.
6. El rearme del sistema de conmutación y, por tanto, de la conexión con la red de baja
tensión de la instalación fotovoltaica será automático, una vez restablecida la tensión de
red por la empresa distribuidora.
7. Podrán integrarse en el equipo inversor las funciones de protección de máxima y
mínima tensión y de máxima y mínima frecuencia y en tal caso las maniobras
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 53 Autor: Anabella Drisaldi Castro
automáticas de desconexión-conexión serán realizadas por éste. En este caso sólo se
precisará disponer adicionalmente de las protecciones de interruptor general manual y de
interruptor automático diferencial, si se cumplen las siguientes condiciones:
- Las funciones serán realizadas mediante un contactor cuyo rearme será automático,
una vez se restablezcan las condiciones normales de suministro de la red.
- El contactor, gobernado normalmente por el inversor, podrá ser activado
manualmente.
- El estado del contactor (ON/OFF), deberá señalizarse con claridad en el frontal del
equipo, en un lugar destacado.
- En caso de que no se utilicen las protecciones precintables para las interconexiones de
máxima y mínima frecuencia y de máxima y mínima tensión mencionadas en este
artículo, el fabricante del inversor deberá certificar:
* Los valores de tara de tensión.
* Los valores de tara de frecuencia.
* El tipo y características de equipo utilizado internamente para la detección de
fallos (modelo, marca, calibración, etc.).
*Que el inversor ha superado las pruebas correspondientes en cuanto a los límites
establecidos de tensión y frecuencia.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 54 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Mientras, que de acuerdo con la Disposición final segunda del presente Real Decreto, no
se hayan dictado las instrucciones técnicas, se aceptarán a todos los efectos los
procedimientos establecidos y los certificados realizados por los propios fabricantes de
los equipos.
- En caso de que las funciones de protección sean realizadas por un programa de
software de control de operaciones, los precintos físicos serán sustituidos por
certificaciones del fabricante del inversor, en las que se mencione explícitamente que
dicho programa no es accesible para el usuario de la instalación.
Condiciones de puesta a tierra de las instalaciones fotovoltaicas.
La puesta a tierra de las instalaciones fotovoltaicas interconectadas se hará siempre de
forma que no se alteren las condiciones de puesta a tierra de la red de la empresa
distribuidora, asegurando que no se produzcan transferencias de defectos a la red de
distribución.
La instalación deberá disponer de una separación galvánica entre la red de distribución
de baja tensión y las instalaciones fotovoltaicas, bien sea por medio de un transformador
de aislamiento o cualquier otro medio que cumpla las mismas funciones, con base en el
desarrollo tecnológico.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 55 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Las masas de la instalación fotovoltaica estarán conectadas a una tierra independiente de
la del neutro de la empresa distribuidora de acuerdo con el Reglamento Electrotécnico
para Baja Tensión, así como de las masas del resto del suministro.
Armónicos y compatibilidad electromagnética.
Los niveles de emisión e inmunidad deberán cumplir con la reglamentación vigente,
incluyéndose en la documentación mencionada en el artículo 3 los certificados que así lo
acrediten.
En todo lo no previsto por el presente Real Decreto, las instalaciones solares
fotovoltaicas conectadas a la red de baja tensión se regirán por el Real Decreto
2818/1998, de 23 de diciembre y por los reglamentos y demás disposiciones en vigor
que les resulten de aplicación. No obstante, no les resultará aplicable la Orden del
Ministerio de Industria y Energía de 5 de septiembre de 1985 sobre normas
administrativas y técnicas para el funcionamiento y conexión a las redes eléctricas de
centrales hidroeléctricas de hasta 5.000 kVA y centrales de autogeneración eléctrica.
Las instalaciones fotovoltaicas no vendrán obligadas a cumplir otros requisitos
técnicos que los que vengan exigidos por la normativa a que se refiere el párrafo
anterior.
n) El presente Real Decreto entrará en vigor el día siguiente al de su publicación en el
“Boletín Oficialdel Estado”.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 56 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Dado en Madrid a 29 de septiembre de 2000.
1.3.4. RESOLUCIÓN GENEREL DE POLÍTICA ENERGÉTICA Y MINAS, de
31 de mayo de 2001.
Por la que se establecen modelo de contrato tipo y modelo de factura para
instalaciones solares fotovoltaicas conectadas a la red de baja tensión. Visto el artículo
17 del Real Decreto 2818/1998, sobre producción de energía eléctrica por instalaciones
abastecidas por recursos o fuentes de energía renovables, residuos y cogeneración, en el
que se dispone el establecimiento de un modelo de contrato tipo y modelo de factura
para este tipo de instalaciones.
Resultando que las instalaciones del ámbito de aplicación del Real Decreto
1663/2000, también están en el ámbito de aplicación del Real Decreto 2818/1998.
Se resuelve establecer el modelo de contrato tipo y de factura para las
instalaciones solares fotovoltaicas a las que son de aplicación el Real Decreto
1663/2000, que figura en el anexo único de dicha Resolución.
• Condiciones generales de entrega de la energía eléctrica.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 57 Autor: Anabella Drisaldi Castro
1. La energía eléctrica producida por el titular será entregada a la red de la ED a través
de la conexión establecida al efecto. La ED viene obligada a adquirir la energía eléctrica
de dicha instalación con arreglo a las condiciones y requisitos que se establecen en la
legislación vigente.
2 El titular se abstendrá de ceder a terceros la energía eléctrica producida por la
instalación.
3 Toda la energía al amparo del presente contrato será computada a la ED a los efectos
de
lo dispuesto en el Real Decreto 2017/1997, de 26 de diciembre, obligándose al titular a
facilitar cuantos datos sean necesarios para esta consideración.
4 Este contrato se regirá de acuerdo a los Reales Decretos 1663/2000 y 2818/1998.
• Condiciones técnicas de la instalación.
• Condiciones de explotación de la instalación
1. El titular se compromete a mantener todas las instalaciones en perfectas condiciones
de funcionamiento y especialmente los aparatos de protección e interconexión, siendo
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 58 Autor: Anabella Drisaldi Castro
responsable de los daños y perjuicios de toda índole que pudiera ocasionarle a las
instalaciones, aparatos o personal de la ED.
2. La ED sólo podrá cortar la interconexión y suspender la absorción de energía cuando
en la red eléctrica se produzcan situaciones que lo justifiquen debido a trabajos
programados, causas de fuerza mayor u otras situaciones que contemple la legislación
vigente. Cuando puedan ser conocidas con anterioridad estas circunstancias deberán ser
comunicadas al titular con la debida antelación y tan pronto como le sea posible. La ED
podrá restablecer la tensión sin previo aviso.
3. El titular se obliga a informar a la ED tan pronto como le sea posiblemente de
cualquier anormalidad detectada en sus instalaciones que puedan afectar a la red
eléctrica.
4. El personal autorizado previamente por la ED podrá acceder al recinto o recintos
donde están ubicados los equipos que afecten a la interconexión y medida.
• Condiciones económicas
1 .Como texto de esta cláusula se incluirá una sola de las dos siguientes alternativas.
- Alternativa 1, precio fijo:
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 59 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Las condiciones económicas que rigen el presente contrato vienen establecidas
en el Real Decreto 2818/1998. Se opta por percibir un precio total fijo que para grupo
b.1 se establece el apartado 3 del artículo 28 del citado Real Decreto, sin perjuicio de lo
establecido en el artículo 15.2 del mismo Real Decreto referido al periodo de pruebas de
la instalación.
- Alternativa 2, precios finales horarios medios de mercado valle y punta:
Las condiciones económicas que rigen el presente contrato vienen establecidas
en el Real Decreto 2818/1998. Se opta por percibir la remuneración que se define en el
artículo 26 del Real Decreto 2818/1998 adoptando los precios de mercado establecidos
en el apartado 3 del artículo 24 del citado Real Decreto e incorporando la prima que para
el grupo b.1 se establece en el apartado 1 del artículo 28 del citado Real Decreto sin
perjuicio de lo establecido en el artículo 15.2 del mismo Real Decreto referido al periodo
de pruebas de la instalación
2. La facturación de la energía entregada se efectuará por meses naturales. El titular o el
representante autorizado por éste enviará a ED la factura correspondiente al periodo
indicando la lectura del contador de final de mes y del mes precedente. El pago de la
energía entregada por el titular a la ED se producirá dentro del periodo de treinta días
posteriores a la emisión y envío de dicha factura.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 60 Autor: Anabella Drisaldi Castro
3. Las facturas serán presentadas según el modelo que figura en el anexo II de este
contrato.
4. La opción al cambio de modalidad de facturación (precio fijo o precio de mercado) no
podrá ser ejercida por el titular antes de que transcurra un año desde el establecimiento o
última actualización de la misma.
• Causas de resolución o modificación del contrato.
1. La eficacia del presente contrato quedará supeditada a las autorizaciones
administrativas correspondientes que marque la legislación vigente sobre las
instalaciones de producción y enlace. Asimismo, la eficacia del presente contrato
quedará supeditada a la inscripción definitiva en el correspondiente Registro
Administrativo de Instalaciones de Producción en Régimen
Especial, salvo lo estipulado en el artículo 15.2 del Real Decreto 2818/1998, relativo al
periodo de pruebas.
2. Será causa de resolución automática del mismo el incumplimiento de las cláusulas
anteriores así como el incumplimiento de los preceptos del Real Decreto 2818/1998, el
mutuo acuerdo entre las partes, la cancelación de la inscripción en el Registro
Administrativo de Instalaciones de Producción en Régimen Especial, el cese de la
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 61 Autor: Anabella Drisaldi Castro
actividad como instalación de producción de régimen especial o por denuncia del mismo
en los términos del apartado VI.
3. El contenido de las anteriores cláusulas quedará sujeto a las modificaciones impuestas
por la normativa legal. En el caso de que dicha normativa legal diese posibilidad al
titular de acogerse o no a la misma, ambas partes pactan, expresamente, someterse al
criterio al respecto del titular.
• Duración e interpretación del contrato.
1. La duración mínima de este contrato será de cinco años a partir de su entrada en vigor,
al término de los cuales se considerará prorrogado anualmente si no manifestase alguna
de las partes, por escrito, su voluntad de resolverlo, con un mínimo de tres meses de
antelación a la fecha de su vencimiento o de cualquiera de sus prórrogas.
2. Las aclaraciones, dudas o discrepancias que pudiesen surgir en la aplicación o
interpretación de lo estipulado en el presente contrato, se resolverá de mutuo acuerdo
entre las partes contratantes. En su defecto, las cuestiones planteadas se someterán al
dictamen del órgano competente de la Administración en esta materia.
3. En caso de litigio, ambas partes se someten a los Tribunales ordinarios
correspondientes a la ubicación de la instalación fotovoltaica.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 62 Autor: Anabella Drisaldi Castro
1.4. BASES.
1.4.1. SITUACIÓN.
El generador fotovoltaico se situará en la cubierta del edificio de oficinas de
la empresa Cemusa , situado en la calle Francisco Sancha 24 , Noreste de Madrid.
Azimut 27º
Fig 1. Vista aérea.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 63 Autor: Anabella Drisaldi Castro
La localización del edificio será crítica para evaluar la energía generada.
Al estar situado en la provincia de Madrid la latitud considerada será Ø = 41,4 º.
Como puede observarse en la figura anterior, la orientación de la vertical del edificio
con respecto al sur es de 27º, es decir , si dispusiéramos los paneles de forma paralela
al edificio su azimut sería de α = 27º .
1.4.2. CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE LOS PANELES.
Los paneles solares constituyen el subsistema de captación. Mediante células
fotovoltaicas, la radiación solar se transforma directamente en electricidad,
aprovechando las propiedades de los materiales semiconductores. Al conjunto
formado por células conectadas en serie y en paralelo, convenientemente ensamblado
y protegido contra los agentes externos, se le denomina panel o módulo fotovoltaico.
Los módulos fotovoltaicos tienen el aspecto de un vidrio de entre 0,5 y 1 m2 de
superficie, del mismo color que las células; de hecho, a menudo los módulos se
protegen con una lámina de vidrio.
En el mercado se encuentra una gran cantidad y variedad de tipos de módulos
fotovoltaicos: grandes o pequeños; rígidos o flexibles (y enrollables); en forma de
placa, de teja o de ventana; con soporte incorporado o no; con soporte orientable
mecánicamente o no (a través de sensores se orienta hacia donde se percibe mayor
radiación solar); de distintas tonalidades (negro, azul, pardo, amarillento, etc.).
Naturalmente, los precios de los mismos también son muy diversos.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 64 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Para su caracterización, los módulos se miden en unas condiciones
determinadas: 1 kW/m2 de iluminación solar y 25 ºC de temperatura de las células
fotovoltaicas. La máxima potencia generada en estas condiciones por cada módulo
fotovoltaico se mide en Wp (vatios pico). Así mismo, la energía producida se mide
en kWh siendo 1kWh la energía que produciría 1kWp en condiciones de máxima
potencia durante 1 hora.
Varios módulos fotovoltaicos, junto con los cables eléctricos que los unen y
con los elementos de soporte y fijación propios de esta instalación, constituyen el
generador fotovoltaico.
La electricidad producida por el generador fotovoltaico es en corriente
continua, y sus características instantáneas (intensidad y tensión) varían con la
irradiancia (intensidad energética) de la radiación solar que ilumina las células, y con
la temperatura ambiente. Mediante equipos electrónicos (inversores), la electricidad
generada con fuente solar o energía solar se puede transformar en corriente alterna,
con las mismas características que la electricidad de la red convencional.
Las características generales de los módulos fotovoltaicos se encuentran
explicadas en el apartado 3 del anexo 1, efecto fotoeléctrico.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 65 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Los paneles escogidos (proporcionados por la empresa), fueron del modelo BP
3160s. El BP 3160s es un módulo avanzado de 160W de 72 células policristalinas
en serie con una capa antirreflectante de Nitruro de Silicio. La capa posterior blanca
ofrece un excelente aspecto visual y permite una estrecha tolerancia de potencia.
Está especialmente diseñado para sistemas conectados a la red, como tejados
comerciales, sistemas residenciales y grandes plantas fotovoltaicas. Ofrece más
eficiencia y fiabilidad que los productos policristalinos estándares y posee una buena
relación precio/rendimiento y una alta operabilidad.
El BP 3160s presenta el marco más resistente del mercado y conectores polarizados.
Características.
• Potencia nominal 160W
• Tolerancia +/-3%
• Eficiencia (Módulo) 13,1%
• Voltaje nominal 24V
• Garantía de potencia de salida 90% potencia de salida durante 12 años.
80% potencia de salida durante 25 años.
Libre de defectos en materiales y mano de obra
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 66 Autor: Anabella Drisaldi Castro
durante 3 años.
Configuración
• 72 células solares de silicio policristalino en serie , con eficacia aumentada
mediante u revestimiento mejorado de la célula.
• Conectores polarizados impermeabilizados de CC.
• Las células están laminadas entre capas de etileno acetato de vinilo (EVA) y vidrio
templado de 3 mm , con contenido mínimo de óxido de hierro y elevada
transmisividad.
Parámetros utilizados en las Pruebas de Calificación.
• Ciclado repetitivo 200 ciclos entre -40ºC y +85ºC.
• Prueba de calor húmedo 1000 horas de exposición a 85ºC y 85% de humedad
relativa.
• Carga estática delantera y trasera (p.e. viento) 24000Pa.
Carga estática delantera (p.e. nieve y viento) 54000Pa.
• Impacto simulado Granizo de 25mm, desde 1m de distancia a velocidad de 23m/s.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 67 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Calidad y Seguridad.
• Fabricado en plantas homologadas con ISO 9001.
• Certificado según IEC 61215.
• La medición de la potencia del módulo se lleva a cabo según la "Referencia
Radiométrica Mundial" del ESTI (European Solar Test Installation) en Ispra, Italia.
• Módulos enmarcados homologados por TÜV Rheinland como equipos Clase II
(IEC 60364) para utilización en sistemas con tensión hasta 1000V.
Módulos enmarcados listados por Underwriters Laboratories para seguridad eléctrica
y contra incendios (Clasificación de incendio Clase C).
Características eléctricas típicas BP 3160S.
Estos datos representan el funcionamiento típico de los módulos según sus terminales
de salida. La información está basada en mediciones realizadas conforme a ASTM
E1036 corregida según SRC ( Condiciones de Información Estándar ) que son :
- Iluminación de 1 kW/m2 .
- Temperatura de la célula de 25ºC.
Las células de un módulo iluminado operan más calientes que la temperatura
ambiente. OCT (Temperatura Nominal de trabajo de la célula) es un indicador de
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 68 Autor: Anabella Drisaldi Castro
este diferencial de temperatura y es la temperatura de las células en condiciones de
trabajo estándar.
• Potencia máxima (Pmax.) . 160W
• Tensión de Pmax (Vmp.). 35,1V
• Corriente en Pmax (Imp.). 4,55A
• Corriente de cortocircuito (Isc.). 4,8A
• Tensión de circuito abierto (Voc.). 44,2V
• Coeficiente de temperatura de Isc. (0,065±0,015)%/K
• Coeficiente de temperatura de Voc. -(160±20)mV/K
• Coeficiente de temperatura de la Pmax. -(0,5±0,05)%/K
• NOCT (Temperatura ambiente 20ºC; Irradiación solar 800W/m2; Velocidad del
viento 1m/s.). 47±2ºC
• Tensión máxima del sistema.
(Certificado según IEC 61215). 600V
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 69 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Diagrama del módulo.
Características mecánicas BP 3160S.
•Dimensiones (mm) 1587 x 790 x 50.
(Tolerancias globales +/-3mm).
•Peso (kg) 15,0
•Marco Aleación clara de aluminio anodizado tipo 6063T6. Marco Universal
plateado.
•Células solares 72 células (125mm x 125mm) conectadas en serie y configuradas
geométricamente en una matriz de 6 x 12.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 70 Autor: Anabella Drisaldi Castro
•Cables de salida Cable de doble aislamiento de 3,3mm2 con conectores
Multicontact.
•Longitudes de cable asimétricas de 1250mm (-) y 800mm (+).
•Diodos Incluidos 3 diodos Schottky de bypass 9A, 45V.
•Construcción Frontal: cristal templado de 3,2mm de alta transmisibilidad.
Posterior: Tedlar® blanco; Encapsulante: EVA.
Curvas I-V del BP 3160
1.4.3. DIMENSIONADO DEL GENERADOR EN BASE A LA SUPERFICIE
DISPONIBLE.
En nuestra cubierta hay tres zonas diferenciadas:
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 71 Autor: Anabella Drisaldi Castro
- Tejado curvo de chapa trapezoidal.
Es la zona de mayor superficie, pero la que plantea mayores problemas de
sujeción debido a lo irregular de la superficie y dificultad en el diseño de los
soportes y cálculo de distancias entre módulos en función de su curvatura.
- Azotea de grava.
De superficie plana y cubierta de grava, ésta es mucho menor que la del
tejado, pero nos permite gran simplicidad en la sujeción de los módulos y facilidad
de orientación de éstos.
- Zona de paso a la sala de máquinas situada entre el tejado y la azotea.
Al ser una zona de paso su uso queda descartado casi desde el principio.
Además su superficie es pequeña en relación al tejado y al estar a menor altura que
tejado y azotea plantea mayores problemas de sombreado de los módulos.
A continuación se muestra una vista aérea del edificio donde se diferencian
estas tres zonas, así como algunas fotografías de cada una de ellas.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 72 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Fig 2. Vista aérea.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 73 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Fig. 3. Tejado curvo.
Fig. 4. Azotea de grava.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 74 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Fig. 5. Zona de paso.
Fig. 6. Sombras en zona de paso.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 75 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Superficie disponible.
La superficie de la cubierta ( cotas en metros ) :
Inclinación y orientación de los módulos.
Nuestro generador se diseñará con sujeciones estáticas. Frente a la opción de
emplear un sistema de seguimiento, una solución estática puede resultar suficiente
para determinadas aplicaciones. Naturalmente, en este caso la energía colectada no es
la máxima posible pero puede resultar aceptable si se da al colector una determinada
orientación.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 76 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Deberemos determinar los límites en la orientación e inclinación de los
módulos de acuerdo a las perdidas máximas permitidas e el PCT del I.D.A.E.
Inclinación.
Se define como el ángulo que forma la superficie de los módulos con el plano
horizontal. Siendo 0º para módulos horizontales y 90º para verticales.
La radiación solar que incide sobre una placa variará con el ángulo que forme
la misma con la radiación. La captación de energía solar será máxima cuando la
posición de la placa solar sea perpendicular a la radiación.
La inclinación de los rayos del sol respecto a la superficie horizontal es
variable a lo largo del año (máxima en verano y mínima en invierno) y por tanto, en
aquellas instalaciones cuyos paneles estén fijos, existirá un ángulo de inclinación que
optimizará la colección de energía sobre una base anual. Es decir, conviene buscar el
ángulo de inclinación de los paneles respecto al plano horizontal que hace máxima la
potencia media anual recibida.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 77 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Evidentemente, las pérdidas de las superficies horizontales con respecto a las
que están inclinadas aumentan progresivamente a medida que nos acercamos al norte
(en el hemisferio norte) o al sur (en el hemisferio sur). En los polos, los planos
horizontales son inútiles. No obstante, es extremadamente difícil valorar las pérdidas
en los climas templados ya que la proporción de luz difusa del sol es más grande
debido a la presencia de polvo, vapor de agua y nubes. La orientación no ofrece
ninguna ventaja en cuanto a la energía recibida desde la radiación indirecta. Por el
contrario, debido a que los paneles inclinados reciben la luz de una parte del
hemisferio, estos recogen menos luz difusa que los receptores horizontales.
Para la latitud de 41,4º el ángulo de inclinación óptimo es de aproximadamente 30º.
Por tanto las proyecciones horizontal y vertical de los módulos tendrán las siguientes
dimensiones (cotas en centímetros):
Fig. 7. Inclinación de los módulos.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 78 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Orientación.
Ángulo de azimut, definido como el
ángulo entre la proyección sobre el plano
horizontal de la normal a la superficie del
módulo y el meridiano del lugar.
Valores típicos son 0° para módulos
orientados al sur, –90° para módulos
orientados al este y +90° para módulos
orientados al oeste.
La orientación óptima de los colectores es hacia el Sur, debido a que la
trayectoria del Sol en movimiento Este a Oeste es simétrica respecto de la posición
que ocupa al mediodía y a que es precisamente en este momento cuando la captación
de energía solar es máxima.
Las desviaciones hacia el Oeste o hacia el Este en un ángulo inferior a 30º
hacen disminuir la radiación diaria recibida en un pequeño valor que se cifra en
menos del 5%. Por el contrario, para ángulos superiores a este valor, las pérdidas en
la irradiación captada son considerables.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 79 Autor: Anabella Drisaldi Castro
- En nuestro caso la azotea de grava no plantea ningún problema en la disposición
de las sujeciones, por lo que se podrán orientar los módulos directamente al sur,
disponiendo de un ángulo α= 0º.
- Sin embargo en el caso del tejado de chapa, debido a la forma trapezoidal de la
misma, lo más sencillo será disponer los paneles de forma paralela al edificio.
Desviar los paneles 27º con respecto a los nervios del tejado complicaría
mucho las sujeciones (aumentando por tanto su coste ) , pues aumentaría el efecto
vela ( resistencia al viento ) sobre los módulos.
El principal factor a la hora de fijar la estructura no es el peso de los paneles al ser
estos ligeros sino la fuerza del viento que, dependiendo de la zona, puede llegar a ser
muy considerable.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 80 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Por tanto en el tejado el azimut de los paneles será α= 27º.
Si calculamos las pérdidas que suponen esta desviación con respecto al óptimo:
Pérdidas (%) = 100 × [1,2 × 10–4 (β – Ø + 10)2 + 3,5 × 10–5 α 2] para 15° < β <
90°
α= 0º Pérdidas (%) = 100 × [1,2 × 10–4 (30 – 41,4 + 10)2 + 3,5 × 10–5 02] = 0,012
%
α= 27º Pérdidas (%) = 100 × [1,2 × 10–4 (30 – 41,4 + 10)2 + 3,5 × 10–5 272] =
2,575%
Lo cual es una pérdida aceptable.
Distancia mínima entre filas de módulos.
La distancia d, medida sobre la horizontal, entre unas filas de módulos
obstáculo, de altura h, que pueda producir sombras sobre la instalación deberá
garantizar un mínimo de 4 horas de sol en torno al mediodía del solsticio de invierno.
Esta distancia d será superior al valor obtenido por la expresión:
d = h / tan (61°– latitud).
Donde 1/ tan (61°– latitud) es un coeficiente adimensional denominado k.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 81 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Algunos valores significativos de k se pueden ver en la siguiente tabla en función de
la latitud del lugar.
La separación entre la parte posterior de una fila y el comienzo de la siguiente no
será inferior a la obtenida por la expresión anterior, aplicando h a la diferencia de
alturas entre la parte alta de una fila y la parte baja de la siguiente, efectuando todas
las medidas de acuerdo con el plano que contiene a las bases de los módulos.
• Azotea de grava.
En este caso la altura h en función de la inclinación (anterior):
h = 793,5 mm
d = h / tan (61°– 41,4º)= 2180,123 mm
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 82 Autor: Anabella Drisaldi Castro
• Tejado de chapa.
En este caso las distancias entre módulos variarán en función de la inclinación
del tejado.
Lo dividiremos en tres zonas:
- Subida.
Medimos en plano los ángulos de inclinación conforme avanzamos:
Primera fila:
θ= 9º
Cotas en cm.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 83 Autor: Anabella Drisaldi Castro
55,54 = h + d tg (21º)
.27,747470,2)º2154,55(1 cmtgdd =••−=
d = h / tan (61°– 41,4º)
Longitud ocupada por la primera fila de módulos más d1:
L1 = 1.3744 + 0.7427 = 2.117m.
Segunda fila.
θ= 7º
Se realiza el mismo cálculo que en la fila anterior:
d2 = 77,155 cm.
Avance : L2 = 4.263 m
Tercera fila.
θ= 5º
d3 = 79,64 cm.
L3 = 6.43 m.
Cuarta fila.
θ= 3º
d4 = 81,755 cm.
L4 = 8.62 m.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 84 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Quinta fila.
θ= 1º
d5 = 83,53 cm.
L5 = 10.8297 m. (final de la subida a los 11 m.)
- Bajada.
En la bajada para minimizar el sombreado entre módulos se calcularan las
alturas de los soportes de forma que los módulos estén a la misma altura salvando la
diferencia de inclinación.
Por tanto la distancia entre paneles será la misma que en la azotea (θ= 0º)
d = 2.18 m.
L1 = 3.55 m.
L2 = 7.1 m. ( 2 filas )
- Subida final.
θ= 15º
d = 62,782 cm.
L1 = 2 m.
L2 = 2 m. + 1.3744 m. = 3.3744 m. (final de la subida a los 4 m.)
2 filas
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 85 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Altura de los soportes.
En terrazas o suelos la estructura deberá permitir una altura mínima del panel
de 30 cm, la cual, en zonas de montaña o donde se produzcan abundantes
precipitaciones de nieve, deberá ser superior a fin de evitar que los paneles queden
total o parcialmente cubiertos por las sucesivas capas de nieve depositadas en
invierno.
Por tanto las dimensiones en paneles apoyados sobre superficie plana:
Cotas en cm.
En el caso del tejado :
- Subida
Iremos acortando la parte posterior de los soportes en función del grado de
subida.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 86 Autor: Anabella Drisaldi Castro
- Bajada.
Como se ha señalado en apartados anteriores compensaremos totalmente la
bajada jugando con la altura de los soportes , de forma que las dos filas de paneles
queden a la misma altura.
- Última subida.
Al igual que en la primera habremos de acortar la parte posterior de los
soportes , en este caso el ángulo de subida es constante , de 15º.
A continuación observamos el detalle del tejado con las dimensiones
correspondientes a los soportes y la distancia entre módulos.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 87 Autor: Anabella Drisaldi Castro
• Distancia entre módulos.
Cotas en metros.
• Altura de los
soportes
Fig.9. Detalle de la subida
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 88 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Fig.10. Bajada y subida final
Dimensionado.
A partir de las dimensiones de los paneles y los cálculos anteriores
concretaremos la disposición de los paneles en la superficie disponible en la cubierta.
• Azotea.
α= 0º
Por tanto el ángulo que forman los paneles con respecto a la vertical del edificio
sería de 27º .Hemos escogido un ángulo redondo de 30º para realizar los cálculos y
facilitar el montaje, al no poder asegurar que el montaje se realice con una precisión
menor de º3±
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 89 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Las dimensiones de la azotea son ( cotas en metros ):
Las dimensiones de los paneles inclinados 30º :
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 90 Autor: Anabella Drisaldi Castro
La distancia entre módulos
(calculada en el apartado 3.3.3.).
Ajustando las dimensiones de los módulos a la superficie de la azotea podremos
colocar 2 filas de un módulo y 49 filas de dos módulos de la siguiente manera :
En total 100 módulos de 160 Wp, lo que resulta una potencia instalada de 16 kWp.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 91 Autor: Anabella Drisaldi Castro
• Tejado.
La colocación de los módulos se hará de forma paralela al edificio como ya se ha
explicado en apartado anterior.
En vertical se dispondrán 9 filas en función de la distancia mínima entre
módulos.
En horizontal se colocarán 47 columnas, sin separación entre ellas.
Debemos notar que no se deja espacio en horizontal entre las columnas de
módulos pues para realizar mantenimiento será suficiente con la distancia existente
entre filas.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 92 Autor: Anabella Drisaldi Castro
En total 423 módulos de 160 Wp , potencia instalada 67,68 kWp.
La potencia total instalada en ambas superficies: 83,68 kWp.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 93 Autor: Anabella Drisaldi Castro
1.5. INSTALACIÓN MECANICA.
1.5.1. ESTRUCTURAS SOPORTE.
Diseñaremos las sujeciones de los paneles a las superficies dimensionadas.
Para ello deberemos calcular las cargas y solicitaciones en los perfiles que forman la
estructura y en los puntos de unión en base a la normativa aplicable.
Para el diseño seguiremos las especificaciones del PCT de I.D.A.E.:
- La estructura soporte de módulos ha de resistir, con los módulos instalados, las
sobrecargas del viento y nieve, de acuerdo con lo indicado en la normativa básica de
la edificación NBE-AE-88.
- La estructura soporte será calculada según la norma MV-103 para soportar cargas
extremas debidas a factores climatológicos adversos, tales como viento, nieve, etc.
- El diseño de la estructura se realizará para la orientación y el ángulo de inclinación
especificado para el generador fotovoltaico, teniendo en cuenta la facilidad de
montaje y desmontaje, y la posible necesidad de sustituciones de elementos.
- La estructura se protegerá superficialmente contra la acción de los agentes
ambientales.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 94 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Tanto la estructura como los soportes habrán de ser preferiblemente de
aluminio anodizado, acero inoxidable o hierro galvanizado y la tornillería de acero
inoxidable. El aluminio anodizado es de poco peso y gran resistencia.
La realización de taladros en la estructura se llevará a cabo antes de proceder, en su
caso, al galvanizado o protección de la estructura.
- La tornillería será realizada en acero inoxidable, cumpliendo la norma MV-106. En
el caso de ser la estructura galvanizada se admitirán tornillos galvanizados,
exceptuando la sujeción de los módulos a la misma, que serán de acero inoxidable.
- Los topes de sujeción de módulos y la propia estructura no arrojarán sombra sobre
los módulos.
Sobrecarga de nieve.
Para realizar el cálculo consultaremos el capítulo IV de la norma NBE-
AE/88. Acciones en la edificación:
Capítulo IV. Sobrecargas de nieve
- Sobrecarga de nieve
Sobrecarga de nieve en una superficie de cubierta es el peso de la nieve que, en las
condiciones climatológicas más desfavorables, puede acumularse sobre ella.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 95 Autor: Anabella Drisaldi Castro
- Peso específico aparente de la nieve
El peso específico aparente de la nieve acumulada es muy variable, según las
circunstancias, pudiendo servir de orientación los siguientes valores:
Nieve recién caída 120 kg/m³
Nieve prensada o empapada 200 kg/m³
Nieve mezclada con granizo 400 kg/m³
- Sobrecarga sobre superficie horizontal
La sobrecarga de nieve sobre una superficie horizontal se supone uniformemente
repartida, y su valor en cada localidad puede fijarse con los datos estadísticos locales
cuando existan con garantía suficiente.
Cuando no existan datos
estadísticos, el valor de la
sobrecarga, en función de la
altitud topográfica de la
localidad, será el dado por la
Tabla 4.1.
En la Tabla 4.2 figura la altitud topográfica de las capitales de provincias españolas.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 96 Autor: Anabella Drisaldi Castro
En nuestro caso la altitud topográfica
de Madrid es de 660 m.
Por tanto la sobrecarga de nieve
sobre superficie horizontal será de 80
Kg/m2
Sobrecarga sobre superficie inclinada
La sobrecarga de nieve sobre una superficie de cubierta que forme el ángulo β con el
plano horizontal, que no ofrezca impedimento al deslizamiento de la nieve, tendrá
por metro cuadrado de proyección horizontal el valor siguiente:
β 60º p cos β ≤
β > 60º cero
siendo p el valor de la sobrecarga sobre superficie horizontal.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 97 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Cuando la superficie de cubierta tenga resaltos u otros obstáculos que impidan el
deslizamiento natural de la nieve, se tomará, cualquiera que sea el ángulo a,
sobrecarga por metro cuadrado de proyección horizontal de valor p.
Sobrecargas de viento.
Consultamos la NTE ( Normas Tecnológicas de la Edificación ).
Capítulo ECV ( estructuras , cargas de viento ).
- Ámbito de aplicación.
Edificios de hasta 60 m. de altura.
- Zona eólica
En el caso de
Madrid la zona
eólica es la X
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 98 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Carga de viento sobre cubiertas en edificación abierta
nte tabla Para calcular la sobrecarga de viento se consultará la siguie
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 99 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Para una inclinación de 30º
l edificio entre 9-14 m.
m1 = 126 Kg /m2
n1 = 126 Kg /m2
inciden a tracción y compresión.
La disposición de las cargas será la siguiente:Zona X.
Altura de
m2 = 63 Kg /m2
n2 = 63 Kg /m2
Como se observa las cargas co
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 100 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Distribución de cargas en nuestros soportes ( 2D ) :
- Carga uniforme :
q = 63 Kg/m2 A = 1,25373 m2
Q = q * A = 79 Kp
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 101 Autor: Anabella Drisaldi Castro
- Carga triangular.
Q
2L / 3 L / 3
= ( ) x•587.163q Kg / m L = 1.587 m. ancho = 0,79 m. q0 = 63
Q” =
2
Lq •• 021 = 50 Kg / m Q = Q” * ancho = 39,5 Kp
Carga total :
.5.2. CALCULO DE ESTRUCTURAS.
.5.2.1.Cálculo de perfiles.
cuatro puntos de apoyo
-
Fv = 118,5 Kp
1
1
Suponemos la estructura con
De forma esquemática:
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 102 Autor: Anabella Drisaldi Castro
El material escogido para realizar los soportes es aluminio anodizado
debido a su reducido peso y gran resistencia.
La tensión máxima admisible del material σadm = 1500 Kg. / cm. 2
Viento.
Las reacciones en cada punto de apoyo a partir de las cargas uniforme y
triangular :
Esquemas en 2D
La sobrecarga de viento es igual a tracción y a reacción (apartado 5.1.2.)
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 103 Autor: Anabella Drisaldi Castro
F1 = 322,75 N ( cargas / reacciones en cada punto de apoyo )
F2 = 258,346 N
F1x = 161,37 N F1y = 279,5 N
F2x = 129,173 N F2y = 223,734 N
Nieve
A partir de los valores de sobrecarga del apartado 3.1.1. calculamos la carga en cada
punto de apoyo.
Fn = 184,43 N ( en cada punto de apoyo )
Peso propio
El peso de los paneles es de 15 Kg , por tanto tendremos en cada apoyo 3,76 Kg, es
decir:
Fp = 37 N.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 104 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Perfiles.
Apoyos.
Se han escogido para el diseño de los puntos de apoyo de los soportes perfiles
en L de aluminio anodizado unidos mediante tornillería de acero inoxidable.
Las dimensiones del perfil deberemos calcularlas de forma que soporten la
tensión máxima producida por las cargas en cualquier punto, comparándola con la
tensión admisible del material.
σmax < σadm = 1500 Kg. / cm. 2
La tensión máxima será la combinación de momento flector y carga normal
σmax = z
fx
WM
AN
+
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 105 Autor: Anabella Drisaldi Castro
a) Calcularemos el Mf máximo considerando la combinación de cargas más
desfavorable.
Los puntos más desfavorables :
L1 máximo en los
soportes es de 149,35
cm. (apartado 2.3.4. ,
bases, altura de
soportes)
Mf máx = 350,91 N m.= 35,81 Kg. m.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 106 Autor: Anabella Drisaldi Castro
b) La carga normal más desfavorable será la suma de cargas verticales sobre el apoyo
más solicitado.
Nx máx. = F1yv + Fn + Fp = 500,93 N = 51,11 Kg.
Cálculos para diferentes perfiles :
LD 40.4
A = 2,46 cm2 Wy = 0,62 cm3
σmax = z
fx
WM
AN
+ = 3580,71 / 0,62 + 51,11 / 2,46 = 5796 Kg / cm2 > σadm NO
L 50.4
A= 3,89 cm2 Wy = Wx = 2,46 cm3
σmax = 1468,63 < σadm SÍ
c) Pandeo
Deberemos comprobar también que no se
produzca inestabilidad elástica por
compresión excéntrica en barras.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 107 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Incorporamos coeficiente de pandeo ω :
σmax = z
fx
WM
AN
+•ω
La longitud de pandeo para este caso sería de 2L
Como la longitud máxima de los perfiles será de 149,35 cm.
Entonces lp = 3 m.
Comprobamos para distintos perfiles
Perfiles Wy A iy λ ω σmax
L 50.4 2,46 3,89 1,52 197,37 6,11 1535,77
L 50.5 3,05 4,8 1,51 198,67 6,16 1239,52
Por tanto los perfiles L50.5 cumplen σmax < σadm = 1500 Kg. / cm. 2
Agarre de los paneles fotovoltaicos.
Para la sujeción de los paneles se utilizarán perfiles de aluminio anodizado en
U.
Las dimensiones de los perfiles dependen del ancho de los paneles.
Se han escogido perfiles U50x25x2
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 108 Autor: Anabella Drisaldi Castro
1.5.2.3. Tornillería y elementos de unión.
La unión entre perfiles se hará según el diseño siguiente:
Plaquita y tornillos de unión perfiles L-U 4 plaquitas 2 tornillos / plaquita
Tornillo de unión del soporte a la superficie 4 uds.
Tornillo de unión entre perfiles en L 4 uds.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 109 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Seguiremos la Norma Básica de la Edificación NBE / EA – 95, “Estructuras
de acero en edificación”.
Dentro de esta norma está incluida la MV – 106; “Tornillos ordinarios y
calibrados , tuercas y arandelas de acero”.
- Clases de tornillos
Los tornillos pueden ser de tres clases:
Clase T: Tornillos ordinarios.
Clase TC: Tornillo calibrados.
Clase TR: Tornillos de alta resistencia.
Nosotros utilizaremos tornillos ordinarios
Tornillos ordinarios.
Los tornillos ordinarios tienen la forma representada en la figura 2.5.3.A
Figura2.5.3Tornillo ordinario
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 110 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Designación.
Los tornillos ordinarios se designan con: la sigla T, el diámetro d de la caña,
el signo x, la longitud l del vástago, el tipo de acero y la referencia a la norma; estos
dos últimos datos pueden suprimirse cuando sean innecesarios.
Dimensiones.
Las dimensiones de cada tipo de tornillo y el diámetro del agujero
correspondiente se dan en la tabla 2.5.3.A, en la que figuran además el área de la
sección neta del núcleo An y la denominada área resistente de la rosca Ar:
πd3²An = ----- 4 π d3+ d2 Ar = ---(---------)² (véase la figura 2.5.2.A) 4 2
Las longitudes usuales con que se suministra cada tipo de tornillos ordinarios
y las correspondientes longitudes de la caña c se indican en la tabla 2.5.3.B.
Los límites de la longitud de apretadura t, es decir, de la suma de los espesores de las
piezas que se van a unir (figura 2.5.3), con que puede utilizarse cada tipo de tornillo
ordinario, en función de la longitud l de su vástago, se dan en la tabla 2.5.3.C. Estos
límites se han determinado para que la rosca y su salida, con excepción de las
tolerancias, no penetren en la longitud de apretadura.
Tabla2.5.3.A. Dimensiones de los tornillos ordinarios
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 111 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Tabla2.5.3.B. Longitudes de los tornillos ordinarios y calibrados
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 112 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Tabla2.5.3.C. Longitudes de apretadura de los tornillos ordinarios y calibrados
Peso de los tornillos ordinarios.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 113 Autor: Anabella Drisaldi Castro
El peso de 1000 tornillos con tuerca se da en la tabla 2.5.3.D, para cada tipo,
en función de la longitud de su vástago, y con un peso específico del acero de 7.85
kg/dm³.
Tabla2.5.3.D. Peso de los tornillos
Tolerancias.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 114 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Las tolerancias en las dimensiones y en la forma de los tornillos ordinarios se
dan en la tabla 2.5.3.E.
Tabla2.5.3.E Tolerancias en los tornillos ordinarios
o Tornillos de unión del soporte a la superficie.
Se considerará como solicitación de agotamiento de un tornillo solicitado a tracción
la dada por el producto:
0.80σ1 · Ar
donde:
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 115 Autor: Anabella Drisaldi Castro
σ1 es la resistencia de cálculo del tornillo, dada por el fabricante;
tornillo en acero 4D:σ1 = 2400 kg/cm²;
tornillo en acero 5D:σ1 = 3000 kg/cm².
Ar es el área resistente del tornillo (2.5.3 , Tabla 2.5.3.A ).
Escogemos acero 4D, que será suficiente para los valores de carga
considerados. En nuestro caso para evaluar la situación más desfavorable hemos
considerado sólo la fuerza de tracción del viento en el perfil de apoyo más
solicitado, es decir:
F1yv = 279,5 N 2,8 Kg. ≈
A título de orientación, se recomienda la siguiente regla para la elección de
los diámetros de los roblones o de los tornillos:
d = √5 · e - 0.2
donde:
e es el espesor menor, en centímetros de las piezas que forman la unión;
d el diámetro, en centímetros, de la espiga del roblón o del tornillo.
En este caso e será el espesor de los perfiles en L escogidos ; 0,5 cm.
d = 1,38 cm.
Comprobamos cual es el tornillo de menor diámetro que cumple la condición
0.80σ1 · Ar > F1yv = 279,5 N
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 116 Autor: Anabella Drisaldi Castro
El menor tornillo que podemos escoger es de T10, que sobrepasa
ampliamente las solicitaciones a las que será sometido.
Para escoger la longitud de apretadura consultamos la tabla 2.5.3.C. de la
norma, escogemos la máxima existente, 75 mm.; pues serán los tornillos que unan
los soportes a la superficie.
Luego los tornillos serán del tipo:
T10 x 75 4D
o Tornillos de unión entre perfiles en L.
Al igual que en el apartado anterior:
d = √5 · e - 0.2 1,4 cm ≈
Consideraremos tornillos T12 4D
Tomamos como situación más desfavorable la combinación de fuerza de
compresión de viento, peso propio y sobrecarga de nieve:
Nx máx. = F1yv + Fn + Fp = 500,93 N = 51,11 Kg.
- Agotamiento del perfil.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 117 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Se considerará como solicitación de agotamiento de un perfil o de una chapa
solicitados a aplastamiento contra la espiga de un roblón o de un tornillo a la dada
por el producto:
2 · σu · A, para los tornillos ordinarios.
donde:
σu es la resistencia de cálculo del material que forma la estructura;
A es el área de la superficie de contacto definida a continuación.
Como superficie de contacto entre espiga y chapa o perfil unido para la
solicitación de aplastamiento se tomará la que resulte de multiplicar el diámetro del
agujero en los roblones o el de la espiga en los tornillos por el espesor del elemento
que transmite o recibe el esfuerzo.
Consultamos el diámetro del agujero en la tabla 2.5.3.A. ; a = 13 mm.
Luego A= 0.5 * 1.3 = 0.65 cm2.
σu = 1500 Kg / cm2.
Comprobamos: 2 · σu · A > 51,11 Kg.
- Agotamiento del tornillo.
Se considerará como solicitación de agotamiento de un tornillo solicitado a
esfuerzo cortante la dada por el producto:
0.65σ1 · n · A, para los tornillos ordinarios;
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 118 Autor: Anabella Drisaldi Castro
n es el número de secciones transversales que resisten conjuntamente al esfuerzo
cortante, en nuestro caso n = 1.
A es el área de la sección de la espiga, área neta del núcleo , tabla 2.5.3.A.
A = 0.762 cm2.
σ1 = 2400 kg/cm²;
Comprobamos 0.65σ1 · n · A > 51,11 Kg.
Consultando la longitud de apretadura en la tabla 2.5.3.C. :
Suma de espesores de las placas: ∑ ie = 10mm.
Luego la L = 35 mm.
Tipo de tornillos:
T12 x 35 4D
o Plaquita y tornillos de unión perfiles L-U.
Al igual que en el apartado anterior la combinación de cargas más desfavorable sería
la suma de fuerza de compresión de viento, peso propio y sobrecarga de nieve:
Nx máx. = F1yv + Fn + Fp = 500,93 N = 51,11 Kg. - Plaquita.
Como elemento de unión será de acero inoxidable, al igual que la tornillería.
Consideraremos sus dimensiones en base a las dimensiones de los perfiles, de forma
que se apoye la misma área de la plaquita en ambos:
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 119 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Cotas en mm.
Consideraremos un espesor de 5 mm. , igual que el perfil de mayor espesor.
- Tornillos.
T12 , 4D.
Solicitación de agotamiento de los tornillos:
A = 0.762 cm2.
σ1 = 2400 kg/cm²;
Comprobamos 0.65σ1 · n · A > 51,11 Kg.
Solicitación de agotamiento de los perfiles o chapas:
A= 0.5 * 1.3 = 0.65 cm2 (perfiles en L y plaquita)
A= 0.2 * 1.3 = 0.26 cm2 (perfil en U )
σu = 1500 Kg / cm2.( perfiles L y U de aluminio )
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 120 Autor: Anabella Drisaldi Castro
σu = 2250 Kg / cm2.( plaquita de acero )
Comprobamos en los tres casos: 2 · σu · A > 51,11 Kg.
Consultando la longitud de apretadura en la tabla 2.5.3.C. :
Suma de espesores de las placas: ∑ ie = 12mm.
Luego la L = 35 mm.
Finalmente:
T12 x 35 4D
o Totales.
Emplearemos como elementos de unión en cada soporte:
4 plaquitas de unión de acero inoxidable de 68x30x5 mm
8 tornillos T12 x 35 4D
4 tornillos T12 x 35 4D
4 tornillos T10 x 75
1.5.3. SUJECIÓN DE LOS SOPORTES A LA SUPERFICIE
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 121 Autor: Anabella Drisaldi Castro
1.5.3.1. Azotea.
La sujeción de los soportes a la azotea de grava se realizará mediante bloques de
hormigón individuales.
- Calculo de vuelco.
c
h
d
Considerando una carga de viento
horizontal:
Fv = AreaCxVvientoaire •••• 2
21 ρ
Consideramos como área la del panel, aunque en realidad será algo menor lo
que nos servirá para sobredimensionar los valores asegurando la estabilidad de la
estructura.
A = 1,25 m2.
La velocidad máxima de viento considerada es de 120 Km / h = 33,3 m/s.
ρaire = 1,29 Kg / m3
Fv = 25,12,13.3329,121 2 •••• = 98,536 Kp = 966,64 N
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 122 Autor: Anabella Drisaldi Castro
h = 69,675 cm.
Fv * h = 68,655 Kp m.
Peso total = PmóduloFV + Plosa
PmóduloFV = 15 Kg.
Se deberá cumplir:
hFvdPesototal •≥•
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 123 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Estableciendo la igualdad obtenemos Plosa = 53,655 Kg
Añadimos un coeficiente de seguridad del 15% : P’losa = 62 Kg.
Como la distancia entre módulos es de 2,18 metros ( apartado 1.4.3. BASES)
escogemos
d = 1 m. , de forma que siga quedando suficiente espacio entre los módulos para la
realización de reparaciones y mantenimiento.
El ancho de las losas de hormigón será el de los paneles ( ya que no se ha dejado
separación vertical entre los mismos , apartado 1.4.3. BASES ), es decir, 0,79 m.
Por tanto las dimensiones de las losas serán: 2 x 0,79 x 0,157 m
1.5.3.2. Tejado.
Para las fijaciones sobre chapa trapezoidal se ha elegido una solución
específica para este tipo de tejados.
El sistema de montaje Fix 2000 de Schletter , fabricantes de sistemas de
montaje para módulos fotovoltaicos , permiten fijar nuestro soportes a cualquier
tejado cantilever de chapa trapezoidal de la siguiente forma:
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 124 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Schletter suministra tanto piezas estandarizadas como a medida, en función de la
distancia entre nervios de nuestro tejado.
Elementos de sujeción: acero
inoxidable 1.4301
Tornillos: acero inoxidable M10
Fig 1 . Abrazadera y tornillos.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 125 Autor: Anabella Drisaldi Castro
- Puntos de anclaje por metro cuadrado.
Para la parte curva de tejado : 0,88
Para la subida final : 0,72
Fig. 2 Colocación de riostras transversales.
- La oferta será suministrada de la siguiente forma:
Fijador trapecio Fix 2000 con 4 tornillos autoroscantes y kit tornillos M10.
Perfil DN0 6 metros (unidad).
Perfil DN0 cortado a medida.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 126 Autor: Anabella Drisaldi Castro
1.6. INSTALACIÓN ELECTRICA.
Los elementos que componen la instalación son:
• Generador fotovoltaico: Transforma la energía del sol en energía eléctrica, que se
envía a la red.
• Inversor: Transforma la corriente continua producida por los paneles en corriente
alterna de las mismas características que la de la red eléctrica.
• Contadores: Un contador principal mide la energía producida (kWh) y enviada a la
red, para que pueda ser facturada a la compañía a los precios autorizados.
• Cableado: Calculo de las líneas de de C.C. y C.A. en BT.
• Protecciones.
• Puesta a tierra.
• Accesorios: Armarios, bandejas.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 127 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Un sistema fotovoltaico conectado a red es un sistema de producción de
energía eléctrica y, dadas las tensiones habituales en la parte de corriente continua y
corriente alterna, se trata de una instalación eléctrica de baja tensión.
En nuestro caso debido a la potencia total instalada es un sistema trifásico
para instalación a red de BT.
Debe disponer de las conexiones, aparamenta y protecciones adecuadas, cumpliendo
el Reglamento Electrotécnico de Baja tensión.
1.6.1. RESUMEN DE LAS INSTRUCCIONES TÉCNICAS
COMPLEMENTARIAS DEL REGLAMENTO ELECTROTÉCNICO DE
BAJA TENSIÓN APLICABLES A LA INSTRALACION.
NOTA : Se mantendrá en cada la ITC la numeración propia del Reglamento para
posteriores referencias.
ITC BT 06.Redes aéreas para distribución en Baja Tensión..
1. Conductores
Los conductores utilizados en las redes aéreas serán de cobre, aluminio o de otros
materiales o aleaciones que posean características eléctricas y mecánicas adecuadas y
serán preferentemente aislados
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 128 Autor: Anabella Drisaldi Castro
1.1.1 Conductores aislados
Los conductores aislados serán de tensión asignada no inferior a 0,6/1 kV tendrán un
recubrimiento tal que garantice una buena resistencia a las acciones de la intemperie
y deberán satisfacer las exigencias especificadas en la norma UNE 21.030.
EJECUCIÓN DE LAS INSTALACIONES
3.1 Instalación de conductores aislados
Los conductores dotados de envolventes aislantes, cuya tensión nominal sea inferior
a 0,6/1 kV se considerarán, a efectos de su instalación, como conductores desnudos.
(Apartado 3.2).
Los conductores aislados de tensión nominal 0,6/1 kV. (UNE 21.030) podrán
instalarse como:
3.1.1 Cables posados
Directamente posados sobre fachadas o muros, mediante abrazaderas fijadas a
los mismos y resistentes a las acciones de la intemperie. Los conductores se
protegerán adecuadamente en aquellos lugares en que puedan sufrir deterioro
mecánico de cualquier índole.
En los espacios vacíos (cables no posados en fachada o muro) los conductores
tendrán la condición de tensados y se regirán por lo indicado en el apartado 3.1.2.
En general deberá respetarse una altura mínima al suelo de 2,5 metros. Lógicamente,
si se produce una circunstancia particular como la señalada en el párrafo anterior, la
altura mínima deberá ser la señalada en los puntos 3.1.2 y 3.9 para cada caso en
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 129 Autor: Anabella Drisaldi Castro
particular. En los recorridos por debajo de ésta altura mínima al suelo (por ejemplo,
para acometidas) deberán protegerse mediante elementos adecuados, conforme a los
indicado en el apartado 1.2.1 de la ITC -BT 11, evitándose que los conductores pasen
por delante de cualquier abertura existente en las fachadas o muros.
En las proximidades de aberturas en fachadas deben respetarse las siguientes
distancias mínimas:
- Ventanas: 0,30 metros al borde superior de la abertura y 0,50 metros al borde
inferior y bordes laterales de la abertura.
- Balcones: 0,30 metros al borde superior de la abertura y 1,00 metros a los bordes
laterales del balcón.
Se tendrán en cuenta la existencia de salientes o marquesinas que puedan facilitar el
posado de los conductores, pudiendo admitir, en éstos casos, una disminución de las
distancias antes indicadas.
Así mismo se respetará una distancia mínima de 0,05 metros a los elementos
metálicos presentes en las fachadas, tales como escaleras, a no ser que el cable
disponga de una protección conforme a lo indicado en el apartado 1.2.1 de la ITC
BT 11.
3.1.2 Cables tensados
Los cables con neutro fiador, podrán ir tensados entre piezas especiales colocadas
sobre apoyos, fachadas o muros, con una tensión mecánica adecuada, sin considerar
a éstos efectos el aislamiento como elemento resistente. Para el resto de los cables
tensados se utilizarán cables fiadores de acero galvanizado, cuya resistencia a la
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 130 Autor: Anabella Drisaldi Castro
rotura será, como mínimo, de 800 daN, y a los que se fijarán mediante abrazaderas u
otros dispositivos apropiados los conductores aislados.
Distancia al suelo: 4 m, salvo lo especificado en el apartado 3.9 para cruzamientos.
Empalmes y conexiones de conductores. Condiciones mecánicas y eléctricas de los
mismos.
Los empalmes y conexiones de conductores se realizarán utilizando piezas metálicas
apropiadas, resistentes a la corrosión, y que aseguren un contacto eléctrico eficaz, de
modo que en ellos, la elevación de temperatura no sea superior a la de los
conductores.
Los empalmes deberán soportar sin rotura ni deslizamiento del conductor, el 90 por
ciento de su carga de rotura. No es admisible realizar empalmes por soldadura o por
torsión directa de los conductores.
En los empalmes y conexiones de conductores aislados, o de éstos con conductores
desnudos, se utilizarán accesorios adecuados, resistentes a la acción de la intemperie
y se colocarán de tal forma que eviten la penetración de la humedad en los
conductores aislados.
Las derivaciones se conectarán en las proximidades de los soportes de línea, y no
originarán tracción mecánica sobre la misma.
Con conductores de distinta naturaleza, se tomarán todas las precauciones necesarias
para obviar los inconvenientes que se derivan de sus características especiales,
evitando la corrosión electrolítica mediante piezas adecuadas.
3.4 Sección mínima del conductor neutro
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 131 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Dependiendo del número de conductores con que se haga la distribución la sección
mínima del conductor neutro será:
a) Con dos o tres conductores: igual a la de los conductores de fase.
b) Con cuatro conductores: la sección de neutro será como mínimo, la de la tabla 1
de la ITC-BT-07, con un mínimo de 10 mm2 para cobre y de 16 mm2 para aluminio.
En caso de utilizar conductor neutro de aleaciones de aluminio (por ejemplo
ALMELEC), la sección a considerar será la equivalente, teniendo en cuenta las
conductividades de los diferentes materiales.
3.5 Identificación del conductor neutro
El conductor neutro deberá estar identificado por un sistema adecuado. En las líneas
de conductores desnudos se admite que no lleve identificación alguna cuando éste
conductor tenga distinta sección o cuando esté claramente diferenciado por su
posición.
3.6 Continuidad del conductor neutro
El conductor neutro no podrá ser interrumpido en las redes de distribución, salvo que
ésta interrupción sea realizada con alguno de los dispositivos siguientes:
a) Interruptores o seccionadores omnipolares que actúen sobre el neutro y las fases al
mismo tiempo (corte omnipolar simultáneo), o que conecten el neutro antes que las
fases y desconecten éstas antes que el neutro.
b) Uniones amovibles en el neutro próximas a los interruptores o seccionadores de
los conductores de fase, debidamente señalizadas, y que sólo puedan ser maniobradas
mediante herramientas adecuadas, no debiendo, en éste caso, ser seccionado el
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 132 Autor: Anabella Drisaldi Castro
neutro sin que lo estén previamente las fases, ni conectadas éstas sin haberlo sido
previamente el neutro.
INTENSIDADES MÁXIMAS ADMISIBLES POR LOS CONDUCTORES.
4.1 Generalidades.
Las intensidades máximas admisibles que figuran en los siguientes apartados de esta
Instrucción, se aplican a los cables aislados de tensión asignada de 0,6/1 kV y a los
conductores desnudos utilizados en redes aéreas.
4.2 Cables formados por conductores aislados con polietileno reticulado
(XLPE), en haz, a espiral visible.
Satisfarán las exigencias especificadas en UNE 21.030.
4.2.1 Intensidades máximas admisibles
En las tablas 3, 4 y 5 figuran las intensidades máximas admisibles en régimen
permanente, para algunos de estos tipos de cables, utilizados en condiciones
normales de instalación.
Se definen como condiciones normales de instalación las correspondientes a un solo
cable, instalado al aire libre, y a una temperatura ambiente de 40ºC.
Para condiciones de instalación diferentes u otras variables a tener en cuenta, se
aplicarán los factores de corrección definidos en el apartado 4.2.2.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 133 Autor: Anabella Drisaldi Castro
4.2.2 Factores de corrección
Instalación expuesta directamente al sol.
En zonas en las que la radiación solar es muy fuerte, se deberá tener en cuenta el
calentamiento de la superficie de los cables con relación a la temperatura ambiente,
por lo que en estos casos se aplica un factor de corrección 0,9 o inferior, tal como
recomiendan las normas de la serie UNE 20.435.
Factores de corrección por agrupación de varios cables.
En la tabla 6 figuran los factores de corrección de la intensidad máxima admisible, en
caso de agrupación de varios cables en haz al aire. Estos factores se aplican a cables
separados entre sí, una distancia comprendida entre un diámetro y un cuarto de
diámetro en tendidos horizontales con cables en el mismo plano vertical.
Para otras separaciones o agrupaciones consultar la norma UNE 21.144 -2-2
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 134 Autor: Anabella Drisaldi Castro
A efectos de cálculo se considera como diámetro de un cable en haz, 2,5 veces el
diámetro del conductor de fase.
Factores de corrección en función de la temperatura ambiente.
En la tabla 7 figuran los factores de corrección para temperaturas diferentes a 40ºC.
4.2.3 Intensidades máximas de cortocircuito admisible en los conductores de los
cables.
En la tabla 8 y 9 se indican las intensidades de cortocircuito admisibles, en función
de los diferentes tiempos de duración del cortocircuito.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 135 Autor: Anabella Drisaldi Castro
4.3 Conductores desnudos de cobre y aluminio.
Las intensidades máximas admisibles en régimen permanente serán las obtenidas por
aplicación de la tabla siguiente:
ITC BT 07 Redes subterráneas para distribución en Baja Tensión.
1. Cables
Los conductores de los cables utilizados en las líneas subterráneas serán de cobre o
de aluminio y estarán aislados con mezclas apropiadas de compuestos poliméricos.
Estarán además debidamente protegidos contra la corrosión que pueda provocar el
terreno donde se instalen y tendrán la resistencia mecánica suficiente para soportar
los esfuerzos a que puedan estar sometidos.
Los cables podrán ser de uno o más conductores y de tensión asignada no inferior a
0,6/1 kV, y deberán cumplir los requisitos especificados en la parte correspondiente
de la Norma UNE-HD 603. La sección de estos conductores será la adecuada a las
intensidades y caídas de tensión previstas.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 136 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Dependiendo del número de conductores con que se haga la distribución, la sección
mínima del conductor neutro será:
a) Con dos o tres conductores: Igual a la de los conductores de fase.
b) Con cuatro conductores, la sección del neutro será como mínimo la de la tabla 1
2. Ejecución de las instalaciones.
2.1 Instalación de cables aislados
Las canalizaciones se dispondrán, en general, por terrenos de dominio público, y en
zonas perfectamente delimitadas, preferentemente bajo las aceras. El trazado será lo
más rectilíneo posible y a poder ser paralelo a referencias fijas como líneas en
fachada y bordillos. Asimismo, deberán tenerse en cuenta los radios de curvatura
mínimos, fijados por los fabricantes (o en su defecto los indicados en las normas de
la serie UNE 20.435), a respetar en los cambios de dirección.
En la etapa de proyecto se deberá consultar con las empresas de servicio público y
con los posibles propietarios de servicios para conocer la posición de sus
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 137 Autor: Anabella Drisaldi Castro
instalaciones en la zona afectada. Una vez conocida, antes de proceder a la apertura
de las zanjas se abrirán calas de reconocimiento para confirmar o rectificar el trazado
previsto en el proyecto.
3. INTENSIDADES MÁXIMAS ADMISIBLES
3.1 Intensidades máximas permanentes en los conductores de los cables:
En las tablas que siguen se dan los valores indicados en la Norma UNE 20.435.
En la tabla 2 se dan las temperaturas máximas admisibles en el conductor según los
tipos de aislamiento.
En las tablas 3, 4 y 5 se indican las intensidades máximas permanentes admisibles en
los diferentes tipos de cables, en las condiciones tipo de instalación enterrada
indicadas en el apartado 3.1.2.1. En las condiciones especiales de instalación
indicadas en el apartado 3.1.2.2 se aplicarán los factores de corrección que
correspondan según las tablas 6 a 9. Dichos factores de corrección se indican para
cada condición que pueda diferenciar la instalación considerada de la instalación
tipo.
En las tablas 10, 11 y 12 se indican las intensidades máximas permanentes
admisibles en los diferentes tipos de cables, en las condiciones tipo de instalación al
aire indicadas en el apartado 3.1.4.1. En las condiciones especiales de instalación
indicadas en el apartado 3.1.4.2 se aplicarán los factores de corrección que
corresponda, tablas 13 a 15. Dichos factores de corrección se indican para cada
condición que pueda diferenciar la instalación considerada de la instalación tipo.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 138 Autor: Anabella Drisaldi Castro
3.1.1 Temperatura máxima admisible
Las intensidades máximas admisibles en servicio permanente dependen en cada caso
de la temperatura máxima que el aislamiento pueda soportar sin alteraciones de sus
propiedades eléctricas, mecánicas o químicas. Esta temperatura es función del tipo de
aislamiento y del régimen de carga.
En la tabla 2 se especifican, con carácter informativo, las temperaturas máximas
admisibles, en servicio permanente y en cortocircuito, para algunos tipos de cables
aislados con aislamiento seco.
3.1.2 Condiciones de instalación enterrada
3.1.2.1 Condiciones tipo de instalación enterrada
A los efectos de determinar la intensidad máxima admisible, se considera la siguiente
instalación tipo:
Un solo cable tripolar o tetrapolar o una terna de cables unipolares en contacto
mutuo, o un cable bipolar o dos cables unipolares en contacto mutuo, directamente
enterrados en toda su longitud en una zanja de 0,70 m de profundidad, en un terreno
de resistividad térmica media de 1 K.m/W y temperatura ambiente del terreno a
dicha profundidad, de 25ºC.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 139 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Para el caso de un cable bipolar, la intensidad máxima admisible será la
correspondiente a la columna del cable tripolar o tetrapolar de la misma sección y
tipo de aislamiento, multiplicada por 1,225.
Condiciones especiales de instalación enterrada y factores de corrección de
intensidad admisible.
La intensidad admisible de un cable, determinada por las condiciones de instalación
enterrada cuyas características se han especificado en los apartados 2.1.1 y 3.1.2.1,
deberán corregirse teniendo en cuenta cada una de las magnitudes de la instalación
real que difieran de aquellas, de forma que el aumento de temperatura provocado por
la circulación de la intensidad calculada, no dé lugar a una temperatura en el
conductor superior a la prescrita en la tabla
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 140 Autor: Anabella Drisaldi Castro
A continuación se exponen algunos casos particulares de instalación, cuyas
características afectan al valor máximo de la intensidad admisible, indicando los
factores de corrección a aplicar.
3.1.2.2.1 Cables enterrados en terrenos cuya temperatura sea distinta de 25ºC.
En la tabla 6 se indican los factores de corrección, F, de la intensidad admisible para
temperaturas del terreno, distintas de 25ºC, en función de la temperatura máxima de
servicio, de la tabla 2.
3.1.2.2.2 Cables enterrados, directamente o en conducciones, en terreno de
resistividad térmica distinta de 1 K. m/W.
En la tabla 7 se indican, para distintas resistividades térmicas del terreno, los
correspondientes factores de corrección de la intensidad admisible.
3.1.2.2.3 Cables tripolares o tetrapolares o ternas de cables unipolares agrupados
bajo tierra.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 141 Autor: Anabella Drisaldi Castro
En la tabla 8 se indican los factores de corrección que se deben aplicar, según el
número de cables tripolares o ternas de unipolares y la distancia entre ellos.
3.1.2.2.4 Cables enterrados en zanja a diferentes profundidades.
En la tabla 9 se indican los factores de corrección que deben aplicarse para
profundidades de instalación distintas de 0,70 m.
3.1.3 Cables enterrados en zanja en el interior de tubos o similares.
En este tipo de instalaciones es de aplicación todo lo establecido en el apartado
3.1.2., además de lo indicado a continuación.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 142 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Se instalará un circuito por tubo. La relación entre el diámetro interior del tubo y el
diámetro aparente del circuito será superior a 2, pudiéndose aceptar
excepcionalmente 1,5.
En el caso de una línea con cable tripolar o con una terna de cables unipolares en el
interior de un mismo tubo, se aplicará un factor de corrección de 0,8.
Si se trata de una línea con cuatro cables unipolares situados en sendos tubos, podrá
aplicarse un factor de corrección de 0,9.
Si se trata de una agrupación de tubos, el factor dependerá del tipo de agrupación y
variará para cada cable según esté colocado en un tubo central o periférico. Cada
caso deberá estudiarse individualmente.
En el casa de canalizaciones bajo tubos que no superen los 15 m, si el tubo se rellena
con aglomerados especiales no será necesario aplicar factor de corrección de
intensidad por este motivo.
3.1.4 Condiciones de instalación al aire (en galerías, zanjas registrables, atarjeas o
canales revisables).
3.1.4.1 Condiciones tipo de instalación al aire (en galerías, zanjas registrables, etc.).
A los efectos de determinar la intensidad máxima admisible, se considera la siguiente
instalación tipo:
Un solo cable tripolar o tetrapolar o una terna de cables unipolares en contacto
mutuo, con una colocación tal que permita una eficaz renovación del aire, siendo la
temperatura del medio ambiente de 40ºC. Por ejemplo, con el cable colocado sobre
bandejas o fijado a una pared, etc.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 143 Autor: Anabella Drisaldi Castro
3.2 Intensidades de cortocircuito admisibles en los conductores
En las tablas 16 y 17 se indican las densidades de corriente de cortocircuito
admisibles en los conductores de aluminio y de cobre de los cables aislados con
diferentes materiales en función de los tiempos de duración del cortocircuito.
ITC BT 16. Contadores.
1. GENERALIDADES
Los contadores y demás dispositivos para la medida de la energía eléctrica, podrán
estar ubicados en:
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 144 Autor: Anabella Drisaldi Castro
- módulos (cajas con tapas precintables)
- paneles
- armarios
Todos ellos, constituirán conjuntos que deberán cumplir la norma UNE-EN 60.439
partes 1,2 y 3.
El grado de protección mínimo que deben cumplir estos conjuntos, de acuerdo con la
norma UNE 20.324 y UNE-EN 50.102, respectivamente.
- para instalaciones de tipo interior: IP40; IK 09
- para instalaciones de tipo exterior: IP43; IK 09
Deberán permitir de forma directa la lectura de los contadores e interruptores
horarios, así como la del resto de dispositivos de medida, cuando así sea preciso. Las
partes transparentes que permiten la lectura directa, deberán ser resistentes a los
rayos ultravioleta.
Cuando se utilicen módulos o armarios, éstos deberán disponer de ventilación interna
para evitar condensaciones sin que disminuya su grado de protección.
Las dimensiones de los módulos, paneles y armarios, serán las adecuadas para el tipo
y número de contadores así como del resto de dispositivos necesarios para la
facturación de la energía, que según el tipo de suministro deban llevar.
Los cables serán de 6 mm2 de sección, salvo cuando se incumplan las prescripciones
reglamentarias en lo que afecta a previsión de cargas y caídas de tensión, en cuyo
caso la sección será mayor.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 145 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Los cables serán no propagadores del incendio y con emisión de humos y opacidad
reducida. Los cables con características equivalentes a la norma UNE 21.027 –9
(mezclas termoestables) o a la norma UNE 21.1002 (mezclas termoplásticas)
cumplen con esta prescripción.
Asimismo, deberá disponer del cableado necesario para los circuitos de mando y
control con el objetivo de satisfacer las disposiciones tarifarias vigentes. El cable
tendrá las mismas características que las indicadas anteriormente, su color de
identificación será el rojo y con una sección de 1,5 mm2.
Las conexiones se efectuarán directamente y los conductores no requerirán
preparación especial o terminales.
2. FORMAS DE COLOCACIÓN
2.1 Colocación en forma individual
Esta disposición se utilizará sólo cuando se trate de un suministro a un único usuario
independiente o a dos usuarios alimentados desde un mismo lugar.
Se hará uso de la Caja de Protección y Medida, de los tipos y características
indicados en el apartado 2 de ITC MIE-BT-13, que reúne bajo una misma
envolvente, los fusibles generales de protección, el contador y el dispositivo para
discriminación horaria. En este caso, los fusibles de seguridad coinciden con los
generales de protección.
El emplazamiento de la Caja de Protección y Medida se efectuará de acuerdo a lo
indicado en el apartado 2.1 de la ITC MIE-BT-13.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 146 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Para suministros industriales, comerciales o de servicios con medida indirecta, dada
la complejidad y diversidad que ofrecen, la solución a adoptar será la que se
especifique en las requisitos particulares de la empresa suministradora para cada caso
en concreto, partiendo de los siguientes principios:
- fácil lectura del equipo de medida
- acceso permanente a los fusibles generales de protección
- garantías de seguridad y mantenimiento
El usuario será responsable del quebrantamiento de los precintos que coloquen los
organismos oficiales o las empresas suministradoras, así como de la rotura de
cualquiera de los elementos que queden bajo su custodia, cuando el contador esté
instalado dentro de su local o vivienda. En el caso de que el contador se instale fuera,
será responsable el propietario del edificio.
2.2.2 En armario
Si el número de contadores a centralizar es igual o inferior a 16, además de poderse
instalar en un local, la concentración podrá ubicarse en un armario destinado única y
exclusivamente a este fin.
Este armario, reunirá los siguientes requisitos:
- estará situado en la planta baja, entresuelo o primer sótano del edificio, salvo
cuando existan concentraciones por plantas, empotrado o adosado sobre un
paramento de la zona común de la entrada lo más próximo a ella y a la canalización
de las derivaciones individuales.
- no tendrá bastidores intermedios que dificulten la instalación o lectura de los
contadores y demás dispositivos.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 147 Autor: Anabella Drisaldi Castro
- desde la parte más saliente del armario hasta la pared opuesta deberá respetarse un
pasillo de 1,5 m como mínimo.
- los armarios tendrán una característica parallamas mínima, PF 30
- las puertas de cierre, dispondrán de la cerradura que tenga normalizada la empresa
suministradora.
- dispondrá de ventilación y de iluminación suficiente y en sus inmediaciones, se
instalará un extintor móvil, de eficacia mínima 21B, cuya instalación y
mantenimiento será a cargo de la propiedad del edificio. Igualmente, se colocará una
base de enchufe (toma de corriente) con toma de tierra de 16 A para servicios de
mantenimiento.
4. ELECCIÓN DEL SISTEMA
Para homogeneizar estas instalaciones la Empresa Suministradora, de común acuerdo
con la propiedad, elegirá de entre las soluciones propuestas la que mejor se ajuste al
suministro solicitado. En caso de discrepancia resolverá el Organismo Competente
de la Administración
Se admitirán otras soluciones tales como contadores individuales en viviendas o
locales, cuando se incorporen al sistema nuevas técnicas de telegestión.
ITC BT 17. Dispositivos generales e individuales de mando y protección.
1. DISPOSITIVOS GENERALES E INDIVIDUALES DE MANDO Y PROTECCIÓN.
INTERRUPTOR DE CONTROL DE POTENCIA
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 148 Autor: Anabella Drisaldi Castro
1.1 Situación
Los dispositivos generales de mando y protección, se situarán lo más cerca posible
del punto de entrada de la derivación individual en el local o vivienda del usuario En
los locales destinados a actividades industriales o comerciales, deberán situarse lo
más próximo posible a una puerta de entrada de éstos.
Los dispositivos individuales de mando y protección de cada uno de los circuitos,
que son el origen de la instalación interior, podrán instalarse en cuadros separados y
en otros lugares.
En locales de uso común o de pública concurrencia, deberán tomarse las
precauciones necesarias para que los dispositivos de mando y protección no sean
accesibles al público en general.
La altura a la cual se situarán los dispositivos generales e individuales de mando y
protección de los circuitos, medida desde el nivel del suelo, estará comprendida entre
1,4 y 2 m, para viviendas. En locales comerciales, la altura mínima será de 1 m desde
el nivel del suelo.
1.2 Composición y características de los cuadros
Los dispositivos generales e individuales de mando y protección, cuya posición de
servicio será vertical, se ubicarán en el interior de uno o varios cuadros de
distribución de donde partirán los circuitos interiores.
Las envolventes de los cuadros se ajustarán a las normas UNE 20.451 y UNE-EN
60.439 -3, con un grado de protección mínimo IP 30 según UNE 20.324 e IK07
según UNE-EN 50.102..
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 149 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Los dispositivos generales e individuales de mando y protección serán, como
mínimo:
- Un interruptor general automático de corte omnipolar, que permita su
accionamiento manual y que esté dotado de elementos de protección contra
sobrecarga y cortocircuitos. Este interruptor será independiente del interruptor de
control de potencia.
- Un interruptor diferencial general, destinado a la protección contra contactos
indirectos de todos los circuitos; salvo que la protección contra contactos indirectos
se efectúe mediante otros dispositivos de acuerdo con la ITC-BT-24.
- Dispositivos de corte omnipolar, destinados a la protección contra sobrecargas
y cortocircuitos de cada uno de los circuitos interiores de la vivienda o local.
- Dispositivo de protección contra sobretensiones, según ITC-BT-23, si fuese
necesario.
Si por el tipo o carácter de la instalación se instalase un interruptor diferencial por
cada circuito o grupo de circuitos, se podría prescindir del interruptor diferencial
general, siempre que queden protegidos todos los circuitos. En el caso de que se
instale más de un interruptor diferencial en serie, existirá una selectividad entre ellos.
Según la tarifa a aplicar, el cuadro deberá prever la instalación de los mecanismos de
control necesarios por exigencia de la aplicación de esa tarifa.
1.3 Características principales de los dispositivos de protección
El interruptor general automático de corte omnipolar tendrá poder de corte suficiente
para la intensidad de cortocircuito que pueda producirse en el punto de su
instalación, de 4.500 A como mínimo.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 150 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Los demás interruptores automáticos y diferenciales deberán resistir las corrientes de
cortocircuito que puedan presentarse en el punto de su instalación. La sensibilidad de
los interruptores diferenciales responderá a lo señalado en la Instrucción ITC-BT-24.
Los dispositivos de protección contra sobrecargas y cortocircuitos de los circuitos
interiores serán de corte omnipolar y tendrán los polos protegidos que corresponda al
número de fases del circuito que protegen. Sus características de interrupción estarán
de acuerdo con las corrientes admisibles de los conductores del circuito que
protegen.
ITC BT 18. Instalaciones de puesta a tierra.
1. OBJETO
Las puestas a tierra se establecen principalmente con objeto de limitar la tensión que,
con respecto a tierra, puedan presentar en un momento dado las masas metálicas,
asegurar la actuación de las protecciones y eliminar o disminuir el riesgo que supone
una avería en los materiales eléctricos utilizados.
Cuando otras instrucciones técnicas prescriban como obligatoria la puesta a tierra de
algún elemento o parte de la instalación, dichas puestas a tierra se regirán por el
contenido de la presente instrucción.
2. PUESTA O CONEXION A TIERRA. DEFINICION
La puesta o conexión a tierra es la unión eléctrica directa, sin fusibles ni protección
alguna, de una parte del circuito eléctrico o de una parte conductora no perteneciente
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 151 Autor: Anabella Drisaldi Castro
al mismo mediante una toma de tierra con un electrodo o grupos de electrodos
enterrados en el suelo.
Mediante la instalación de puesta a tierra se deberá conseguir que en el conjunto de
instalaciones, edificios y superficie próxima del terreno no aparezcan diferencias de
potencial peligrosas y que, al mismo tiempo, permita el paso a tierra de las corrientes
de defecto o las de descarga de origen atmosférico.
3. UNIONES A TIERRA
Las disposiciones de puesta a tierra pueden ser utilizadas a la vez o separadamente,
por razones de protección o razones funcionales, según las prescripciones de la
instalación.
La elección e instalación de los materiales que aseguren la puesta a tierra deben ser
tales que :
- El valor de la resistencia de puesta a tierra esté conforme con las normas de
protección y de funcionamiento de la instalación y se mantenga de esta manera a lo
largo del tiempo, teniendo en cuenta los requisitos generales indicados en la
ITC-BT-24 y los requisitos particulares de las Instrucciones Técnicas aplicables a
cada instalación.
- Las corrientes de defecto a tierra y las corrientes de fuga puedan circular sinpeligro,
particularmente desde el punto de vista de solicitaciones térmicas, mecánicas y
eléctricas.
- La solidez o la protección mecánica quede asegurada con independencia de las
condiciones estimadas de influencias externas.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 152 Autor: Anabella Drisaldi Castro
- Contemplen los posibles riesgos debidos a electrólisis que pudieran afectar a otras
partes metálicas.
3.4 Conductores de protección
Los conductores de protección sirven para unir eléctricamente las masas de una
instalación a ciertos elementos con el fin de asegurar la protección contra contactos
indirectos.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 153 Autor: Anabella Drisaldi Castro
En el circuito de conexión a tierra, los conductores de protección unirán las masas al
conductor de tierra.
En otros casos reciben igualmente el nombre de conductores de protección, aquellos
conductores que unen las masas:
- al neutro de la red,
- a un relé de protección.
La sección de los conductores de protección será la indicada en la tabla 2, o se
obtendrá por cálculo conforme a lo indicado en la Norma UNE 20.460 -5-54
apartado 543.1.1.
En todos los casos los conductores de protección que no forman parte de la
canalización de alimentación serán de cobre con una sección, al menos de:
- 2,5 mm2, si los conductores de protección disponen de una protección mecánica.
- 4 mm2, si los conductores de protección no disponen de una protección mecánica.
Cuando el conductor de protección sea común a varios circuitos, la sección de ese
conductor debe dimensionarse en función de la mayor sección de los conductores de
fase.
Como conductores de protección pueden utilizarse:
- conductores en los cables multiconductores.
- conductores aislados o desnudos que posean una envolvente común con los
conductores activos.
- conductores separados desnudos o aislados.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 154 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Cuando la instalación consta de partes de envolventes de conjuntos montadas en
fábrica o de canalizaciones prefabricadas con envolvente metálica, estas envolventes
pueden ser utilizadas como conductores de protección si satisfacen, simultáneamente,
las tres condiciones siguientes:
a) Su continuidad eléctrica debe ser tal que no resulte afectada por deterioros
mecánicos, químicos o electroquímicos.
b) Su conductibilidad debe ser, como mínimo, igual a la que resulta por la aplicación
del presente apartado.
c) Deben permitir la conexión de otros conductores de protección en toda derivación
predeterminada.
La cubierta exterior de los cables con aislamiento mineral, puede utilizarse como
conductor de protección de los circuitos correspondientes, si satisfacen
simultáneamente las condiciones a) y b) anteriores. Otros conductos (agua, gas u
otros tipos) o estructuras metálicas, no pueden utilizarse como conductores de
protección (CP ó CPN).
Los conductores de protección deben estar convenientemente protegidos contra
deterioros mecánicos, químicos y electroquímicos y contra los esfuerzos
electrodinámicos.
Las conexiones deben ser accesibles para la verificación y ensayos, excepto en el
caso de las efectuadas en cajas selladas con material de relleno o en cajas no
desmontables con juntas estancas.
Ningún aparato deberá ser intercalado en el conductor de protección, aunque para los
ensayos podrán utilizarse conexiones desmontables mediante útiles adecuados.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 155 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Las masas de los equipos a unir con los conductores de protección no deben ser
conectadas en serie en un circuito de protección, con excepción de las envolventes
montadas en fábrica o canalizaciones prefabricadas mencionadas anteriormente.
4. PUESTA A TIERRA POR RAZONES DE PROTECCION
Para las medidas de protección en los esquemas TN, TT e IT, ver la ITC-BT 24.
Cuando se utilicen dispositivos de protección contra sobreintensidades para la
protección contra el choque eléctrico, será preceptiva la incorporación del conductor
de protección en la misma canalización que los conductores activos o en su
proximidad inmediata.
5. PUESTA A TIERRA POR RAZONES FUNCIONALES
Las puestas a tierra por razones funcionales deben ser realizadas de forma que
aseguren el funcionamiento correcto del equipo y permitan un funcionamiento
correcto y fiable de la instalación.
6. PUESTA A TIERRA POR RAZONES COMBINADAS DE PROTECCION Y
FUNCIONALES
Cuando la puesta a tierra sea necesaria a la vez por razones de protección y
funcionales, prevalecerán las prescripciones de las medidas de protección.
7. CONDUCTORES CPN (TAMBIÉN DENOMINADOS PEN)
En el esquema TN, cuando en las instalaciones fijas el conductor de protección tenga
una sección al menos igual a 10 mm2, en cobre o aluminio, las funciones de
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 156 Autor: Anabella Drisaldi Castro
conductor de protección y de conductor neutro pueden ser combinadas, a condición
de que la parte de la instalación común no se encuentre protegida por un dispositivo
de protección de corriente diferencial residual.
Sin embargo, la sección de mínima de un conductor CPN puede ser de 4 mm2, a
condición de que el cable sea de cobre y del tipo concéntrico y que las conexiones
que aseguran la continuidad estén duplicadas en todos los puntos de conexión sobre
el conductor externo. El conductor CPN concéntrico debe utilizarse a partir del
transformador y debe limitarse a aquellas instalaciones en las que se utilicen
accesorios concebidos para este fin.
El conductor CPN debe estar aislado para la tensión más elevada a la que puede estar
sometido, con el fin de evitar las corrientes de fuga.
El conductor CPN no tiene necesidad de estar aislado en el interior de los aparatos.
Si a partir de un punto cualquiera de la instalación, el conductor neutro y el
conductor de protección están separados, no estará permitido conectarlos entre sí en
la continuación del circuito por detrás de este punto. En el punto de separación,
deben preverse bornes o barras separadas para el conductor de protección y para el
conductor neutro. El conductor CPN debe estar unido al borne o a la barra prevista
para el conductor de protección.
8. CONDUCTORES DE EQUIPOTENCIALIDAD
El conductor principal de equipotencialidad debe tener una sección no inferior a la
mitad de la del conductor de protección de sección mayor de la instalación, con un
mínimo de 6 mm2. Sin embargo, su sección puede ser reducida a 2,5 mm2, si es de
cobre.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 157 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Si el conductor suplementario de equipotencialidad uniera una masa a un elemento
conductor, su sección no será inferior a la mitad de la del conductor de protección
unido a esta masa.
La unión de equipotencialidad suplementaria puede estar asegurada, bien por
elementos conductores no desmontables, tales como estructuras metálicas no
desmontables, bien por conductores suplementarios, o por combinación de los dos.
ITC BT 19.Instalaciones interiores. Prescripciones generales.
1. CAMPO DE APLICACIÓN
Las prescripciones contenidas en esta Instrucción se extienden a las instalaciones
interiores dentro del campo de aplicación del artículo 2 y con tensión asignada dentro
de los márgenes de tensión fijados en el artículo 4 del Reglamento Electrotécnico
para Baja Tensión.
2. PRESCRIPCIONES DE CARÁCTER GENERAL
2.1 Regla general
La determinación de las características de la instalación deberá efectuarse de acuerdo
con lo señalado en la Norma UNE 20.460 -3.
2.2 Conductores activos
2.2.1 Naturaleza de los conductores
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 158 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Los conductores y cables que se empleen en las instalaciones serán de cobre o
aluminio y serán siempre aislados, excepto cuando vayan montados sobre aisladores,
tal como se indica en la ITC-BT 20.
2.2.2 Sección de los conductores. Caídas de tensión
La sección de los conductores a utilizar se determinará de forma que la caída de
tensión entre el origen de la instalación interior y cualquier punto de utilización sea,
salvo lo prescrito en las Instrucciones particulares, menor del 3 % de la tensión
nominal para cualquier circuito interior de viviendas, y para otras instalaciones
interiores o receptoras, del 3 % para alumbrado y del 5 % para los demás usos. Esta
caída de tensión se calculará considerando alimentados todos los aparatos de
utilización susceptibles de funcionar simultáneamente. El valor de la caída de tensión
podrá compensarse entre la de la instalación interior y la de las derivaciones
individuales, de forma que la caída de tensión total sea inferior a la suma de los
valores límites especificados para ambas, según el tipo de esquema utilizado.
El número de aparatos susceptibles de funcionar simultáneamente, se determinará en
cada caso particular, de acuerdo con las indicaciones incluidas en las instrucciones
del presente reglamento y en su defecto con las indicaciones facilitadas por el usuario
considerando una utilización racional de los aparatos.
En instalaciones interiores, para tener en cuenta las corrientes armónicas debidas
cargas no lineales y posibles desequilibrios, salvo justificación por cálculo, la
sección del conductor neutro será como mínimo igual a la de las fases.
2.2.3 Intensidades máximas admisibles
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 159 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Las intensidades máximas admisibles, se regirán en su totalidad por lo indicado en la
Norma UNE 20.460 -5-523 y su anexo Nacional.
En la siguiente tabla se indican las intensidades admisibles para una temperatura
ambiente del aire de 40�C y para distintos métodos de instalación, agrupamientos y
tipos de cables. Para otras temperaturas, métodos de instalación, agrupamientos y
tipos de cable, así como para conductores enterrados, consultar la Norma UNE
20.460 -5-523.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 160 Autor: Anabella Drisaldi Castro
2.2.4 Identificación de conductores
Los conductores de la instalación deben ser fácilmente identificables, especialmente
por lo que respecta al conductor neutro y al conductor de protección. Esta
identificación se realizará por los colores que presenten sus aislamientos. Cuando
exista conductor neutro en la instalación o se prevea para un conductor de fase su
pase posterior a conductor neutro, se identificarán éstos por el color azul claro. Al
conductor de protección se le identificará por el color verde-amarillo. Todos los
conductores de fase, o en su caso, aquellos para los que no se prevea su pase
posterior a neutro, se identificarán por los colores marrón o negro.
Cuando se considere necesario identificar tres fases diferentes, se utilizará también el
color gris.
2.3 Conductores de protección
Se aplicará lo indicado en la Norma UNE 20.460 -5-54 en su apartado 543. Como
ejemplo, para los conductores de protección que estén constituidos por el mismo
metal que los conductores de fase o polares, tendrán una sección mínima igual a la
fijada en la tabla 2, en función de la sección de los conductores de fase o polares de
la instalación; en caso de que sean de distinto material, la sección se determinará de
forma que presente una conductividad equivalente a la que resulta de aplicar la tabla
2.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 161 Autor: Anabella Drisaldi Castro
2.5 Equilibrado de cargas
Para que se mantenga el mayor equilibrio posible en la carga de los conductores que
forman parte de una instalación, se procurará que aquella quede repartida entre sus
fases o conductores polares.
2.6 Posibilidad de separación de la alimentación
Se podrán desconectar de la fuente de alimentación de energía, las siguientes
instalaciones:
a) Toda instalación cuyo origen esté en una línea general de alimentación
b) Toda instalación con origen en un cuadro de mando o de distribución.
Los dispositivos admitidos para esta desconexión, que garantizarán la separación
omnipolar excepto en el neutro de las redes TN-C, son:
- Los cortacircuitos fusibles
- Los seccionadores
- Los interruptores con separación de contactos mayor de 3 mm o con nivel de
seguridad equivalente
- Los bornes de conexión, sólo en caso de derivación de un circuito
Los dispositivos de desconexión se situarán y actuarán en un mismo punto de la
instalación, y cuando esta condición resulte de difícil cumplimiento, se colocarán
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 162 Autor: Anabella Drisaldi Castro
instrucciones o avisos aclaratorios. Los dispositivos deberán ser accesibles y estarán
dispuestos de forma que permitan la fácil identificación de la parte de la instalación
que separan.
2.7 Posibilidad de conectar y desconectar en carga
Se instalarán dispositivos apropiados que permitan conectar y desconectar en carga
en una sola maniobra, en:
a) Toda instalación interior o receptora en su origen, circuitos principales y cuadros
secundarios. Podrán exceptuarse de esta prescripción los circuitos destinados a
relojes, a rectificadores para instalaciones telefónicas cuya potencia nominal no
exceda de 500 VA y los circuitos de mando o control, siempre que su desconexión
impida cumplir alguna función importante para la seguridad de la instalación. Estos
circuitos podrán desconectarse mediante dispositivos independientes del general de
la instalación.
b) Cualquier receptor
c) Todo circuito auxiliar para mando o control, excepto los destinados a la
tarificación de la energía
d) Toda instalación de aparatos de elevación o transporte, en su conjunto.
e) Todo circuito de alimentación en baja tensión destinado a una instalación de tubos
luminosos de descarga en alta tensión
f) Toda instalación de locales que presente riesgo de incendio o de explosión.
g) Las instalaciones a la intemperie
h) Los circuitos con origen en cuadros de distribución
i) Las instalaciones de acumuladores
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 163 Autor: Anabella Drisaldi Castro
j) Los circuitos de salida de generadores
Los dispositivos admitidos para la conexión y desconexión en carga son:
- Los interruptores manuales.
- Los cortacircuitos fusibles de accionamiento manual, o cualquier otro sistema
aislado que permita estas maniobras siempre que tengan poder de corte y de cierre
adecuado e independiente del operador.
- Las clavijas de las tomas de corriente de intensidad nominal no superior a 16 A.
Deberán ser de corte omnipolar los dispositivos siguientes:
- Los situados en el cuadro general y secundarios de toda instalación interior o
receptora.
- Los destinados a circuitos excepto en sistemas de distribución TN-C, en los que el
corte del conductor neutro esta prohibido y excepto en los TN-S en los que se pueda
asegurar que el conductor neutro esta al potencial de tierra.
- Los destinados a receptores cuya potencia sea superior a 1.000 W, salvo que
prescripciones particulares admitan corte no omnipolar.
- Los situados en circuitos que alimenten a lámparas de descarga o
autotransformadores.
- Los situados en circuitos que alimenten a instalaciones de tubos de descarga en alta
tensión.
En los demás casos, los dispositivos podrán no ser de corte omnipolar.
El conductor neutro o compensador no podrá ser interrumpido salvo cuando el corte
se establezca por interruptores omnipolares.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 164 Autor: Anabella Drisaldi Castro
2.8 Medidas de protección contra contactos directos o indirectos
Las instalaciones eléctricas se establecerán de forma que no supongan riesgo para las
personas y los animales domésticos tanto en servicio normal como cuando puedan
presentarse averías previsibles.
En relación con estos riesgos, las instalaciones deberán proyectarse y ejecutarse
aplicando las medidas de protección necesarias contra los contactos directos e
indirectos.
Estas medidas de protección son las señaladas en la Instrucción ITC-BT-24 y
deberán cumplir lo indicado en la UNE 20.460, parte 4-41 y parte 4-47.
2.9 Resistencia de aislamiento y rigidez dieléctrica
Las instalaciones deberán presentar una resistencia de aislamiento al menos igual a
los valores indicados en la tabla siguiente:
2.11 Conexiones
En ningún caso se permitirá la unión de conductores mediante conexiones y/o
derivaciones por simple retorcimiento o arrollamiento entre sí de los conductores,
sino que deberá realizarse siempre utilizando bornes de conexión montados
individualmente o constituyendo bloques o regletas de conexión; puede permitirse
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 165 Autor: Anabella Drisaldi Castro
asimismo, la utilización de bridas de conexión. Siempre deberán realizarse en el
interior de cajas de empalme y/o de derivación salvo en los casos indicados en el
apartado 3.1. de la ITC-BT-21. Si se trata de conductores de varios alambres
cableados, las conexiones se realizarán de forma que la corriente se reparta por todos
los alambres componentes y si el sistema adoptado es de tornillo de apriete entre una
arandela metálica bajo su cabeza y una superficie metálica, los conductores de
sección superior a 6 mm2 deberán conectarse por medio de terminales adecuados, de
forma que las conexiones no queden sometidas a esfuerzos mecánicos.
ITC BT 20. Sistemas de instalación.
1. GENERALIDADES
Los sistemas de instalación que se describen en esta Instrucción Técnica deberán
tener en consideración los principios fundamentales de la norma UNE 20.460 -5-52.
2. SISTEMAS DE INSTALACIÓN
La selección del tipo de canalización en cada instalación particular se realizara
escogiendo, en función de las influencias externas, el que se considere más adecuado
de entre los descritos para conductores y cables en la norma UNE 20.460 -5-52.
2.1 Prescripciones Generales
Circuitos de potencia
Varios circuitos pueden encontrarse en el mismo tubo o en el mismo compartimento
de canal si todos los conductores están aislados para la tensión asignada más elevada.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 166 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Separación de circuitos
No deben instalarse circuitos de potencia y circuitos de muy baja tensión de
seguridad (MBTS ó MBTP) en las mismas canalizaciones, a menos que cada cable
esté aislado para la tensión más alta presente o se aplique una de las disposiciones
siguientes:
- que cada conductor de un cable de varios conductores esté aislado para la tensión
más alta presente en el cable;
- que los conductores estén aislados para su tensión e instalados en un compartimento
separado de un conducto o de una canal, si la separación garantiza el nivel de
aislamiento requerido para la tensión más elevada.
2.1.1 Disposiciones
En caso de proximidad de canalizaciones eléctricas con otras no eléctricas, se
dispondrán de forma que entre las superficies exteriores de ambas se mantenga una
distancia mínima de 3 cm. En caso de proximidad con conductos de calefacción, de
aire caliente, vapor o humo, las canalizaciones eléctricas se establecerán de forma
que no puedan alcanzar una temperatura peligrosa y, por consiguiente, se mantendrán
separadas por una distancia conveniente o por medio de pantallas calorífugas.
Las canalizaciones eléctricas no se situarán por debajo de otras canalizaciones que
puedan dar lugar a condensaciones, tales como las destinadas a conducción de vapor,
de agua, de gas, etc., a menos que se tomen las disposiciones necesarias para
proteger las canalizaciones eléctricas contra los efectos de estas condensaciones.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 167 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Las canalizaciones eléctricas y las no eléctricas sólo podrán ir dentro de un mismo
canal o hueco en la construcción, cuando se cumplan simultáneamente las siguientes
condiciones:
a) La protección contra contactos indirectos estará asegurada por alguno de los
sistemas señalados en la Instrucción ITC-BT-24, considerando a las conducciones no
eléctricas, cuando sean metálicas, como elementos conductores.
b) Las canalizaciones eléctricas estarán convenientemente protegidas contra los
posibles peligros que pueda presentar su proximidad a canalizaciones, y
especialmente se tendrá en cuenta:
- La elevación de la temperatura, debida a la proximidad con una conducción de
fluido caliente.
- La condensación
- La inundación, por avería en una conducción de líquidos; en este caso se tomarán
todas las disposiciones convenientes para asegurar su evacuación
- La corrosión, por avería en una conducción que contenga un fluido corrosivo
- La explosión, por avería en una conducción que contenga un fluido inflamable
- La intervención por mantenimiento o avería en una de las canalizaciones puede
realizarse sin dañar al resto.
2.1.2 Accesibilidad
Las canalizaciones deberán estar dispuestas de forma que faciliten su maniobra,
inspección y acceso a sus conexiones. Estas posibilidades no deben ser limitadas por
el montaje de equipos en las envolventes o en los compartimentos.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 168 Autor: Anabella Drisaldi Castro
2.1.3 Identificación
Las canalizaciones eléctricas se establecerán de forma que mediante la conveniente
identificación de sus circuitos y elementos, se pueda proceder en todo momento a
reparaciones, transformaciones, etc. Por otra parte, el conductor neutro o
compensador, cuando exista, estará claramente diferenciado de los demás
conductores.
Las canalizaciones pueden considerarse suficientemente diferenciadas unas de otras,
bien por la naturaleza o por el tipo de los conductores que la componen, o bien por
sus dimensiones o por su trazado. Cuando la identificación pueda resultar difícil,
debe establecerse un plano de la instalación que permita, en todo momento, esta
identificación mediante etiquetas o señales de aviso indelebles y legibles.
2.2 Condiciones particulares
Los sistemas de instalación de las canalizaciones en función de los tipos de
conductores o cables deben estar de acuerdo con la tabla 1, siempre y cuando las
influencias externas estén de acuerdo con las prescripciones de las normas de
canalizaciones correspondientes. Los sistemas de instalación de las canalizaciones,
en función de la situación deben estar de acuerdo con la tabla 2.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 169 Autor: Anabella Drisaldi Castro
2.2.1 Conductores aislados bajo tubos protectores
Los cables utilizados serán de tensión asignada no inferior a 450/750 V y los tubos
cumplirán lo establecido en la ITC-BT-21.
2.2.2 Conductores aislados fijados directamente sobre las paredes
Estas instalaciones se establecerán con cables de tensiones asignadas no inferiores a
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 170 Autor: Anabella Drisaldi Castro
0,6/1 kV, provistos de aislamiento y cubierta (se incluyen cables armados o con
aislamiento mineral). Estas instalaciones se realizarán de acuerdo a la norma UNE
20.460 -5-52.
Para la ejecución de las canalizaciones se tendrán en cuenta las siguientes
prescripciones:
- Se fijarán sobre las paredes por medio de bridas, abrazaderas, o collares de forma
que no perjudiquen las cubiertas de los mismos.
- Con el fin de que los cables no sean susceptibles de doblarse por efecto de su
propio peso, los puntos de fijación de los mismos estarán suficientemente próximos.
La distancia entre dos puntos de fijación sucesivos, no excederá de 0,40 metros.
- Cuando los cables deban disponer de protección mecánica por el lugar y
condiciones de instalación en que se efectúe la misma, se utilizarán cables armados.
En caso de no utilizar estos cables, se establecerá una protección mecánica
complementaria sobre los mismos.
- Se evitará curvar los cables con un radio demasiado pequeño y salvo prescripción
en contra fijada en la Norma UNE correspondiente al cable utilizado, este radio no
será inferior a 10 veces el diámetro exterior del cable.
- Los cruces de los cables con canalizaciones no eléctricas se podrán efectuar por la
parte anterior o posterior a éstas, dejando una distancia mínima de 3 cm entre la
superficie exterior de la canalización no eléctrica y la cubierta de los cables cuando
el cruce se efectúe por la parte anterior de aquélla.
- Los puntos de fijación de los cables estarán suficientemente próximos para evitar
que esta distancia pueda quedar disminuida. Cuando el cruce de los cables requiera
su empotramiento para respetar la separación mínima de 3 cm, se seguirá lo
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 171 Autor: Anabella Drisaldi Castro
dispuesto en el apartado 2.2.1 de la presente instrucción. Cuando el cruce se realice
bajo molduras, se seguirá lo dispuesto en el apartado 2.2.8 de
la presente instrucción.
- Los extremos de los cables serán estancos cuando las características de los locales o
emplazamientos así lo exijan, utilizándose a este fin cajas u otros dispositivos
adecuados. La estanqueidad podrá quedar asegurada con la ayuda de prensaestopas.
- Los cables con aislamiento mineral, cuando lleven cubiertas metálicas, no deberán
utilizarse en locales que puedan presentar riesgo de corrosión para las cubiertas
metálicas de estos cables, salvo que esta cubierta este protegida adecuadamente
contra la corrosión.
- Los empalmes y conexiones se harán por medio de cajas o dispositivos equivalentes
provistos de tapas desmontables que aseguren a la vez la continuidad de la protección
mecánica establecida, el aislamiento y la inaccesibilidad de las conexiones y
permitiendo su verificación en caso necesario.
2.2.5 Conductores aéreos
Los conductores aéreos no cubiertos en 2.2.2, cumplirán lo establecido en la ITC BT-
06.
2.2.9 Conductores aislados en bandeja o soporte de bandejas
Sólo se utilizarán conductores aislados con cubierta (incluidos cables armados o con
aislamiento mineral), unipolares o multipolares según norma UNE 20.460 -5-52.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 172 Autor: Anabella Drisaldi Castro
3. PASO A TRAVÉS DE ELEMENTOS DE LA CONSTRUCCIÓN
El paso de las canalizaciones a través de elementos de la construcción, tales como
muros, tabiques y techos, se realizará de acuerdo con las siguientes prescripciones:
- En toda la longitud de los pasos de canalizaciones no se dispondrán empalmes o
derivaciones de cables.
- Las canalizaciones estarán suficientemente protegidas contra los deterioros
mecánicos, las acciones químicas y los efectos de la humedad. Esta protección se
exigirá de forma continua en toda la longitud del paso.
- Si se utilizan tubos no obturados para atravesar un elemento constructivo que
separe dos locales de humedades marcadamente diferentes, se dispondrán de modo
que se impida la entrada y acumulación de agua en el local menos húmedo,
curvándolos convenientemente en su extremo hacia el local más húmedo. Cuando los
pasos desemboquen al exterior se instalará en el extremo del tubo una pipa de
porcelana o vidrio, o de otro material aislante adecuado, dispuesta de modo que el
paso exterior-interior de los conductores se efectúe en sentido ascendente.
- En el caso que las canalizaciones sean de naturaleza distinta a uno y otro lado del
paso, éste se efectuará por la canalización utilizada en el local cuyas prescripciones
de instalación sean más severas.
- Para la protección mecánica de los cables en la longitud del paso, se dispondrán
éstos en el interior de tubos normales cuando aquella longitud no exceda de 20 cm y
si excede, se dispondrán tubos conforme a la tabla 3 de la Instrucción ITC-BT-21.
Los extremos de los tubos metálicos sin aislamiento interior estarán provistos de
boquillas aislantes de bordes redondeados o de dispositivo equivalente, o bien los
bordes de los tubos estarán convenientemente redondeados, siendo suficiente para los
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 173 Autor: Anabella Drisaldi Castro
tubos metálicos con aislamiento interior que éste último sobresalga ligeramente del
mismo. También podrán emplearse para proteger los conductores los tubos de vidrio
o porcelana o de otro material aislante adecuado de suficiente resistencia mecánica.
No necesitan protección suplementaria los cables provistos de una armadura metálica
ni los cables con aislamiento mineral, siempre y cuando su cubierta no sea atacada
por materiales de los elementos a atravesar.
- Si el elemento constructivo que debe atravesarse separa dos locales con las mismas
características de humedad, pueden practicarse aberturas en el mismo que permitan
el paso de los conductores respetando en cada caso las separaciones indicadas para el
tipo de canalización de que se trate.
- Los pasos con conductores aislados bajo molduras no excederán de 20 cm; en los
demás casos el paso se efectuará por medio de tubos.
- En los pasos de techos por medio de tubo, éste estará obturado mediante cierre
estanco y su extremidad superior saldrá por encima del suelo una altura al menos
igual a la de los rodapiés, si existen, o a 10 centímetros en otro caso.
Cuando el paso se efectúe por otro sistema, se obturará igualmente mediante material
incombustible, de clase y resistencia al fuego, como mínimo, igual a la de los
materiales de los elementos que atraviesa.
ITC BT 21. Instalaciones interiores. Tubos y canales receptoras.
1. TUBOS PROTECTORES
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 174 Autor: Anabella Drisaldi Castro
1.1 Generalidades
Los tubos protectores pueden ser:
- Tubo y accesorios metálicos.
- Tubo y accesorios no metálicos.
- Tubo y accesorios compuestos (constituidos por materiales metálicos y no
metálicos).
Los tubos se clasifican según lo dispuesto en las normas siguientes:
UNE-EN 50.086 -2-1: Sistemas de tubos rígidos
UNE-EN 50.086 -2-2: Sistemas de tubos curvables
UNE-EN 50.086 -2-3: Sistemas de tubos flexibles
UNE-EN 50.086 -2-4: Sistemas de tubos enterrados.
La superficie interior de los tubos no deberá presentar en ningún punto aristas,
asperezas o fisuras susceptibles de dañar los conductores o cables aislados o de
causar heridas a instaladores o usuarios.
Las dimensiones de los tubos no enterrados y con unión roscada utilizados en las
instalaciones eléctricas son las que se prescriben en la UNE-EN 60.423. Para los
tubos enterrados, las dimensiones se corresponden con las indicadas en la norma
UNE-EN 50.086 -2-4. Para el resto de los tubos, las dimensiones serán las
establecidas en la norma correspondiente de las citadas anteriormente. La
denominación se realizará en función del diámetro exterior.
El diámetro interior mínimo deberá ser declarado por el fabricante.
En lo relativo a la resistencia a los efectos del fuego considerados en la norma
particular para cada tipo de tubo, se seguirá lo establecido por la aplicación de la
Directiva de Productos de la Construcción (89/106/CEE)
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 175 Autor: Anabella Drisaldi Castro
1.2 Características mínimas de los tubos, en función del tipo de instalación
1.2.1 Tubos en canalizaciones fijas en superficie
En las canalizaciones superficiales, los tubos deberán ser preferentemente rígidos y
en casos especiales podrán usarse tubos curvables. Sus características mínimas serán
las indicadas en la tabla 1.
Los tubos deberán tener un diámetro tal que permitan un fácil alojamiento y
extracción de los cables o conductores aislados. En la tabla 2 figuran los diámetros
exteriores mínimos de los tubos en función del número y la sección de los
conductores o cables a conducir.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 176 Autor: Anabella Drisaldi Castro
2. INSTALACIÓN Y COLOCACIÓN DE LOS TUBOS
La instalación y puesta en obra de los tubos de protección deberá cumplir lo indicado
a continuación y en su defecto lo prescrito en la norma UNE 20.460-5-523 y en las
ITCBT- 19 e ITC-BT-20.
2.1 Prescripciones generales
Para la ejecución de las canalizaciones bajo tubos protectores, se tendrán en cuenta
las prescripciones generales siguientes:
- El trazado de las canalizaciones se hará siguiendo líneas verticales y horizontales o
paralelas a las aristas de las paredes que limitan el local donde se efectúa la
instalación.
- Los tubos se unirán entre sí mediante accesorios adecuados a su clase que aseguren
la continuidad de la protección que proporcionan a los conductores.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 177 Autor: Anabella Drisaldi Castro
- Los tubos aislantes rígidos curvables en caliente podrán ser ensamblados entre sí en
caliente, recubriendo el empalme con una cola especial cuando se precise una unión
estanca.
- Las curvas practicadas en los tubos serán continuas y no originarán reducciones de
sección inadmisibles. Los radios mínimos de curvatura para cada clase de tubo serán
los especificados por el fabricante conforme a UNE-EN 50.086 -2-2.
- Será posible la fácil introducción y retirada de los conductores en los tubos después
de colocarlos y fijados éstos y sus accesorios, disponiendo para ello los registros que
se consideren convenientes, que en tramos rectos no estarán separados entre sí más
de 15 metros.
- Los registros podrán estar destinadas únicamente a facilitar la introducción y
retirada de los conductores en los tubos o servir al mismo tiempo como cajas de
empalme o derivación.
- Las conexiones entre conductores se realizarán en el interior de cajas apropiadas de
material aislante y no propagador de la llama. Si son metálicas estarán protegidas
contra la corrosión. Las dimensiones de estas cajas serán tales que permitan alojar
holgadamente todos los conductores que deban contener.
- En ningún caso se permitirá la unión de conductores como empalmes o
derivaciones por simple retorcimiento o arrollamiento entre sí de los conductores,
sino que deberá realizarse siempre utilizando bornes de conexión montados
individualmente o constituyendo bloques o regletas de conexión; puede permitirse
asimismo, la utilización de bridas de conexión.
- Durante la instalación de los conductores para que su aislamiento no pueda ser
dañado por su roce con los bordes libres de los tubos, los extremos de éstos, cuando
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 178 Autor: Anabella Drisaldi Castro
sean metálicos y penetren en una caja de conexión o aparato, estarán provistos de
boquillas con bordes redondeados.
- En los tubos metálicos sin aislamiento interior, se tendrá en cuenta las posibilidades
de que se produzcan condensaciones de agua en su interior.
- Los tubos metálicos que sean accesibles deben ponerse a tierra. Su continuidad
eléctrica deberá quedar convenientemente asegurada.
- No podrán utilizarse los tubos metálicos como conductores de protección o de
neutro.
- Para la colocación de los conductores se seguirá lo señalado en la ITC-BT-20.
- A fin de evitar los efectos del calor emitido por fuentes externas (distribuciones de
agua caliente, aparatos y luminarias, procesos de fabricación, absorción del
calor del medio circundante, etc.) se protegerán las canalizaciones.
ITC BT 22. Instalaciones interiores. Protección contra sobreintensidades.
1. PROTECCIÓN DE LAS INSTALACIONES.
1.1 Protección contra sobreintensidades
Todo circuito estará protegido contra los efectos de las sobreintensidades que puedan
presentarse en el mismo, para lo cual la interrupción de este circuito se realizará en
un tiempo conveniente o estará dimensionado para las sobreintensidades previsibles.
Las sobreintensidades pueden estar motivadas por:
- Sobrecargas debidas a los aparatos de utilización o defectos de aislamiento de gran
impedancia.
- Cortocircuitos.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 179 Autor: Anabella Drisaldi Castro
- Descargas eléctricas atmosféricas
a) Protección contra sobrecargas. El límite de intensidad de corriente admisible en
un conductor ha de quedar en todo caso garantizada por el dispositivo de protección
utilizado.
El dispositivo de protección podrá estar constituido por un interruptor automático de
corte omnipolar con curva térmica de corte, o por cortacircuitos fusibles calibrados
de características de funcionamiento adecuadas.
b) Protección contra cortocircuitos. En el origen de todo circuito se establecerá un
dispositivo de protección contra cortocircuitos cuya capacidad de corte estará de
acuerdo con la intensidad de cortocircuito que pueda presentarse en el punto de su
conexión. Se admite, no obstante, que cuando se trate de circuitos derivados de uno
principal, cada uno de estos circuitos derivados disponga de protección contra
sobrecargas, mientras que un solo dispositivo general pueda asegurar la protección
contra cortocircuitos para todos los circuitos derivados.
Se admiten como dispositivos de protección contra cortocircuitos los fusibles
calibrados de características de funcionamiento adecuadas y los interruptores
automáticos con sistema de corte omnipolar.
La norma UNE 20.460 -4-43 recoge en su articulado todos los aspectos requeridos
para los dispositivos de protección en sus apartados:
432 - Naturaleza de los dispositivos de protección.
433 - Protección contra las corrientes de sobrecarga.
434 - Protección contra las corrientes de cortocircuito.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 180 Autor: Anabella Drisaldi Castro
435 - Coordinación entre la protección contra las sobrecargas y la protección
contra los cortocircuitos.
436 - Limitación de las sobreintensidades por las características de alimentación.
1.2 Aplicación de las medidas de protección
La norma UNE 20.460 -4-473 define la aplicación de las medidas de protección
expuestas en la norma UNE 20.460 -4-43 según sea por causa de sobrecargas o
cortocircuito, señalando en cada caso su emplazamiento u omisión, resumiendo los
diferentes casos en la siguiente tabla.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 181 Autor: Anabella Drisaldi Castro
ITC BT 23. Instalaciones interiores. Protección contra sobretensiones.
1. OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN
Esta instrucción trata de la protección de las instalaciones eléctricas interiores contra
las sobretensiones transitorias que se transmiten por las redes de distribución y que se
originan, fundamentalmente, como consecuencia de las descargas atmosféricas,
conmutaciones de redes y defectos en las mismas.
3. MEDIDAS PARA EL CONTROL DE LAS SOBRETENSIONES
Es preciso distinguir dos tipos de sobretensiones:
- Las producidas como consecuencia de la descarga directa del rayo. Esta instrucción
no trata este caso
- Las debidas a la influencia de la descarga lejana del rayo, conmutaciones de la red,
defectos de red, efectos inductivos, capacitivos, etc.
Se pueden presentar dos situaciones diferentes:
- Situación natural: cuando no es preciso la protección contra las sobretensiones
transitorias
- Situación controlada: cuando es preciso la protección contra las sobretensiones
transitorias
3.1 Situación natural
Cuando se prevé un bajo riesgo de sobretensiones en una instalación (debido a que
está alimentada por una red subterránea en su totalidad), se considera suficiente la
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 182 Autor: Anabella Drisaldi Castro
resistencia a las sobretensiones de los equipos que se indica en la Tabla 1 y no se
requiere ninguna protección suplementaria contra las sobretensiones transitorias.
Una línea aérea constituida por conductores aislados con pantalla metálica unida a
tierra en sus dos extremos, se considera equivalente a una línea subterránea.
3.2 Situación controlada
Cuando una instalación se alimenta por, o incluye, una línea aérea con conductores
desnudos o aislados, se considera necesaria una protección contra sobretensiones de
origen atmosférico en el origen de la instalación.
El nivel de sobretensiones puede controlarse mediante dispositivos de protección
contra las sobretensiones colocados en las líneas aéreas (siempre que estén
suficientemente próximos al origen de la instalación) o en la instalación eléctrica del
edificio
Los dispositivos de protección contra sobretensiones de origen atmosférico deben
seleccionarse de forma que su nivel de protección sea inferior a la tensión soportada
a impulso de la categoría de los equipos y materiales que se prevé que se vayan a
instalar.
En redes TT o IT, los descargadores se conectarán entre cada uno de los conductores,
incluyendo el neutro o compensador y la tierra de la instalación. En redes TN-S, los
descargadores se conectarán entre cada uno de los conductores de fase y el conductor
de protección. En redes TN-C, los descargadores se conectarán entre cada uno de los
conductores de fase y el neutro o compensador. No obstante se permiten otras formas
de conexión, siempre que se demuestre su eficacia.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 183 Autor: Anabella Drisaldi Castro
4. SELECCIÓN DE LOS MATERIALES EN LA INSTALACIÓN
Los equipos y materiales deben escogerse de manera que su tensión soportada a
impulsos no sea inferior a la tensión soportada prescrita en la tabla 1, según su
categoría.
Los equipos y materiales que tengan una tensión soportada a impulsos inferior a la
indicada en la tabla 1, se pueden utilizar, no obstante:
- en situación natural, cuando el riesgo sea aceptable.
- en situación controlada, si la protección contra las sobretensiones es adecuada.
ITC BT 24. Instalaciones interiores. Protección contra contactos directos e
indirectos.
1. INTRODUCCIÓN
La presente instrucción describe las medidas destinadas a asegurar la protección de
las personas y animales domésticos contra los choques eléctricos.
En la protección contra los choques eléctricos se aplicarán las medidas apropiadas:
- para la protección contra los contactos directos y contra los contactos indirectos.
- para la protección contra contactos directos.
- para la protección contra contactos indirectos
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 184 Autor: Anabella Drisaldi Castro
2. PROTECCIÓN CONTRA CONTACTOS DIRECTOS E INDIRECTOS
La protección contra los choques eléctricos para contactos directos e indirectos a la
vez se realiza mediante la utilización de muy baja tensión de seguridad MBTS.
3. PROTECCIÓN CONTRA CONTACTOS DIRECTOS
Esta protección consiste en tomar las medidas destinadas a proteger las personas
contra los peligros que pueden derivarse de un contacto con las partes activas de los
materiales eléctricos.
Salvo indicación contraria, los medios a utilizar vienen expuestos y definidos en la
Norma UNE 20.460 -4-41, que son habitualmente:
- Protección por aislamiento de las partes activas.
- Protección por medio de barreras o envolventes.
- Protección por medio de obstáculos.
- Protección por puesta fuera de alcance por alejamiento.
- Protección complementaria por dispositivos de corriente diferencial residual
.
3.1 Protección por aislamiento de las partes activas
Las partes activas deberán estar recubiertas de un aislamiento que no pueda ser
eliminado más que destruyéndolo.
Las pinturas, barnices, lacas y productos similares no se considera que constituyan
un aislamiento suficiente en el marco de la protección contra los contactos directos.
3.2 Protección por medio de barreras o envolventes
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 185 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Las partes activas deben estar situadas en el interior de las envolventes o detrás de
barreras que posean, como mínimo, el grado de protección IP XXB, según UNE
20.324. Si se necesitan aberturas mayores para la reparación de piezas o para el buen
funcionamiento de los equipos, se adoptarán precauciones apropiadas para impedir
que las personas o animales domésticos toquen las partes activas y se garantizará
que las personas sean conscientes del hecho de que las partes activas no deben ser
tocadas voluntariamente.
Las superficies superiores de las barreras o envolventes horizontales que son
fácilmente accesibles, deben responder como mínimo al grado de protección IP4X o
IP XXD.
Las barreras o envolventes deben fijarse de manera segura y ser de una robustez y
durabilidad suficientes para mantener los grados de protección exigidos, con una
separación suficiente de las partes activas en las condiciones normales de servicio,
teniendo en cuenta las influencias externas.
Cuando sea necesario suprimir las barreras, abrir las envolventes o quitar partes de
éstas, esto no debe ser posible más que:
- bien con la ayuda de una llave o de una herramienta;
- o bien, después de quitar la tensión de las partes activas protegidas por estas
barreras o estas envolventes, no pudiendo ser restablecida la tensión hasta después de
volver a colocar las barreras o las envolventes;
- o bien, si hay interpuesta una segunda barrera que posee como mínimo el grado de
protección IP2X o IP XXB, que no pueda ser quitada más que con la ayuda de una
llave o de una herramienta y que impida todo contacto con las partes activas.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 186 Autor: Anabella Drisaldi Castro
3.3 Protección por medio de obstáculos
Esta medida no garantiza una protección completa y su aplicación se limita, en la
práctica, a los locales de servicio eléctrico solo accesibles al personal autorizado.
Los obstáculos están destinados a impedir los contactos fortuitos con las partes
activas, pero no los contactos voluntarios por una tentativa deliberada de salvar el
obstáculo.
Los obstáculos deben impedir:
- bien, un acercamiento físico no intencionado a las partes activas;
- bien, los contactos no intencionados con las partes activas en el caso de
intervenciones en equipos bajo tensión durante el servicio.
Los obstáculos pueden ser desmontables sin la ayuda de una herramienta o de una
llave; no obstante, deben estar fijados de manera que se impida todo desmontaje
involuntario.
3.4 Protección por puesta fuera de alcance por alejamiento
Esta medida no garantiza una protección completa y su aplicación se limita, en la
práctica a los locales de servicio eléctrico solo accesibles al personal autorizado.
La puesta fuera de alcance por alejamiento está destinada solamente a impedir los
contactos fortuitos con las partes activas.
Las partes accesibles simultáneamente, que se encuentran a tensiones diferentes no
deben encontrarse dentro del volumen de accesibilidad.
El volumen de accesibilidad de las personas se define como el situado alrededor de
los emplazamientos en los que pueden permanecer o circular personas, y cuyos
límites no pueden ser alcanzados por una mano sin medios auxiliares.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 187 Autor: Anabella Drisaldi Castro
3.5 Protección complementaria por dispositivos de corriente diferencial-residual
Esta medida de protección está destinada solamente a complementar otras medidas
El empleo de dispositivos de corriente diferencial-residual, cuyo valor de corriente
diferencial asignada de funcionamiento sea inferior o igual a 30 mA, se reconoce
como medida de protección complementaria en caso de fallo de otra medida de
protección contra los contactos directos o en caso de imprudencia de los usuarios.
Cuando se prevea que las corrientes diferenciales puedan ser no senoidales (como
por ejemplo en salas de radiología intervencionista), los dispositivos de corriente
diferencial-residual utilizados serán de clase A que aseguran la desconexión para
corrientes alternas senoidales así como para corrientes continuas pulsantes.
La utilización de tales dispositivos no constituye por sí mismo una medida de
protección completa y requiere el empleo de una de las medidas de protección
enunciadas en los apartados 3.1 a 3.4 de la presente instrucción.
4. PROTECCIÓN CONTRA LOS CONTACTOS INDIRECTOS
Esta protección se consigue mediante la aplicación de algunas de las medidas
siguientes:
4.1 Protección por corte automático de la alimentación
El corte automático de la alimentación después de la aparición de un fallo está
destinado a impedir que una tensión de contacto de valor suficiente, se mantenga
durante un tiempo tal que puede dar como resultado un riesgo.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 188 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Debe existir una adecuada coordinación entre el esquema de conexiones a tierra de la
instalación utilizado de entre los descritos en la ITC-BT-08 y las características de
los dispositivos de protección.
El corte automático de la alimentación está prescrito cuando puede producirse un
efecto peligroso en las personas o animales domésticos en caso de defecto, debido al
valor y duración de la tensión de contacto. Se utilizará como referencia lo indicado
en la norma UNE 20.572 -1.
La tensión límite convencional es igual a 50 V, valor eficaz en corriente alterna, en
condiciones normales. En ciertas condiciones pueden especificarse valores menos
elevados, como por ejemplo, 24 V para las instalaciones de alumbrado público
contempladas en la ITC-BT-09, apartado 10.
Se describen a continuación aquellos aspectos más significativos que deben reunir
los sistemas de protección en función de los distintos esquemas de conexión de la
instalación.
4.2 Protección por empleo de equipos de la clase II o por aislamiento equivalente.
Se asegura esta protección por:
- Utilización de equipos con un aislamiento doble o reforzado (clase II).
- Conjuntos de aparamenta construidos en fábrica y que posean aislamiento
equivalente (doble o reforzado).
- Aislamientos suplementarios montados en el curso de la instalación eléctrica y que
aíslen equipos eléctricos que posean únicamente un aislamiento principal.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 189 Autor: Anabella Drisaldi Castro
- Aislamientos reforzados montados en el curso de la instalación eléctrica y que
aíslen las partes activas descubiertas, cuando por construcción no sea posible la
utilización de un doble aislamiento.
4.3 Protección en los locales o emplazamientos no conductores
Esta medida de protección está destinada a impedir en caso de fallo del aislamiento
principal de las partes activas, el contacto simultáneo con partes que pueden ser
puestas a tensiones diferentes. Se admite la utilización de materiales de la clase 0
condición que se respete el conjunto de las condiciones siguientes:
Las masas deben estar dispuestas de manera que, en condiciones normales, las
personas no hagan contacto simultáneo: bien con dos masas, bien con una masa y
cualquier elemento conductor, si estos elementos pueden encontrarse a tensiones
diferentes en caso de un fallo del aislamiento principal de las partes activas
En estos locales (o emplazamientos), no debe estar previsto ningún conductor de
protección.
Las prescripciones del apartado anterior se consideran satisfechas si el
emplazamiento posee paredes aislantes y si se cumplen una o varias de las
condiciones siguientes:
a) Alejamiento respectivo de las masas y de los elementos conductores, así como de
las masas entre sí.
b) Interposición de obstáculos eficaces entre las masas o entre las masas y los
elementos conductores. Estos obstáculos son considerados como suficientemente
eficaces si dejan la distancia a franquear en los valores indicados en el punto a). No
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 190 Autor: Anabella Drisaldi Castro
deben conectarse ni a tierra ni a las masas y, en la medida de lo posible, deben ser de
material aislante.
c) Aislamiento o disposición aislada de los elementos conductores. El aislamiento
debe tener una rigidez mecánica suficiente y poder soportar una tensión de ensayo de
un mínimo de 2.000 V. La corriente de fuga no debe sersuperior a 1 mA en las
condiciones normales de empleo
Las figuras siguientes contienen ejemplos explicativos de las disposiciones
anteriores.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 191 Autor: Anabella Drisaldi Castro
4.4 Protección mediante conexiones equipotenciales locales no conectadas a
tierra
Los conductores de equipotencialidad deben conectar todas las masas y todos los
elementos conductores que sean simultáneamente accesibles.
La conexión equipotencial local así realizada no debe estar conectada a tierra, ni
directamente ni a través de masas o de elementos conductores.
Deben adoptarse disposiciones para asegurar el acceso de personas al emplazamiento
considerado sin que éstas puedan ser sometidas a una diferencia de potencial
peligrosa. Esto se aplica concretamente en el caso en que un suelo conductor, aunque
aislado del terreno, está conectado a la conexión equipotencial local.
4.5 Protección por separación eléctrica
El circuito debe alimentarse a través de una fuente de separación, es decir:
- un transformador de aislamiento,
- una fuente que asegure un grado de seguridad equivalente al transformador de
aislamiento anterior.
En el caso de que el circuito separado no alimente más que un solo aparato, las masas
del circuito no deben ser conectadas a un conductor de protección.
En el caso de un circuito separado que alimente muchos aparatos, se satisfarán las
siguientes prescripciones:
a) Las masas del circuito separado deben conectarse entre sí mediante conductores de
equipotencialidad aislados, no conectados a tierra. Tales conductores, no deben
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 192 Autor: Anabella Drisaldi Castro
conectarse ni a conductores de protección, ni a masas de otros circuitos ni a
elementos conductores.
b) Todas las bases de tomas de corriente deben estar previstas de un contacto de
tierra que debe estar conectado al conductor de equipotencialidad descrito en el
apartado anterior.
c) Todos los cables flexibles de equipos que no sean de clase II, deben tener un
conductor de protección utilizado como conductor de equipotencialidad.
d) En el caso de dos fallos francos que afecten a dos masas y alimentados por dos
conductores de polaridad diferente, debe existir un dispositivo de protección que
garantice el corte en un tiempo como máximo igual al indicado en la tabla 1 incluida
en el apartado 4.1.1, para esquemas TN.
ITC BT 40. Instalaciones generadoras de BT.
Dicha instrucción se aplica a las instalaciones generadoras, entendiendo como tales,
las destinadas a transformar cualquier tipo de energía no eléctrica en energía
eléctrica.
Se entiende por “Autogenerador” a la empresa que, subsidiariamente a sus
actividades principales, produce, individualmente o en común, la energía eléctrica
destinada en su totalidad o en parte, a sus necesidades propias.
4. CONDICIONES PARA LA CONEXION
4.3 Instalaciones generadoras interconectadas
La potencia máxima de las centrales interconectadas a una Red de Distribución
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 193 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Pública, estará condicionada por las características de ésta: tensión de servicio,
potencia de cortocircuito, capacidad de transporte de línea, potencia consumida en la
red de baja tensión, etc.
4.3.1 Potencias máximas de las centrales interconectadas en baja tensión.
Con carácter general la interconexión de centrales generadoras a las redes de baja
tensión de 3x400/230 V será admisible cuando la suma de las potencias nominales de
los generadores no exceda de 100 kVA, ni de la mitad de la capacidad de la salida
del centro de transformación correspondiente a la línea de la Red de Distribución
Pública a la que se conecte la central.
4.3.3 Equipos de maniobra y medida a disponer en el punto de interconexión.
En el origen de la instalación interior y en un punto único y accesible de forma
permanente a la empresa distribuidora de energía eléctrica, se instalará un
interruptor automático sobre el que actuarán un conjunto de protecciones. Éstas
deben garantizar que las faltas internas de la instalación no perturben el correcto
funcionamiento de las redes a las que estén conectadas y en caso de defecto de éstas,
debe desconectar el interruptor de la interconexión que no podrá reponerse hasta que
exista tensión estable en la Red de Distribución Pública.
Cuando se prevea la entrega de energía de la instalación generadora a la Red de
Distribución Pública, se dispondrá, al final de la instalación de enlace, un equipo de
medida que registre la energía suministrada por el Autogenerador. Este equipo de
medida podrá tener elementos comunes con el equipo que registre la energía
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 194 Autor: Anabella Drisaldi Castro
aportada por la Red de Distribución Pública, siempre que los registros de la energía
en ambos sentidos se contabilicen de forma independiente.
Los elementos a disponer en el equipo de medida serán los que correspondan al tipo
de discriminación horaria que se establezca.
7. PROTECCIONES
La máquina motriz y los generadores dispondrán de las protecciones específicas que
el fabricante aconseje para reducir los daños como consecuencia de defectos internos
o externos a ellos.
Los circuitos de salida de los generadores se dotarán de las protecciones establecidas
en las correspondientes ITC que les sean aplicables.
En las instalaciones de generación que puedan estar interconectadas con la Red de
Distribución Pública, se dispondrá un conjunto de protecciones que actúen sobre el
interruptor de interconexión, situadas en el origen de la instalación interior. Éstas
corresponderán a un modelo homologado y deberán estar debidamente verificadas y
precintadas por un Laboratorio reconocido.
Las protecciones mínimas a disponer serán las siguientes:
- De sobreintensidad, mediante relés directos magnetotérmicos o solución
equivalente.
- De mínima tensión instantáneos, conectados entre las tres fases y neutro y que
actuarán, en un tiempo inferior a 0,5 segundos, a partir de que la tensión llegue
al 85% de su valor asignado.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 195 Autor: Anabella Drisaldi Castro
- De sobretensión, conectado entre una fase y neutro, y cuya actuación debe
producirse en un tiempo inferior a 0,5 segundos, a partir de que la tensión llegue al
110% de su valor asignado.
- De máxima y mínima frecuencia, conectado entre fases, y cuya actuación debe
producirse cuando la frecuencia sea inferior a 49 Hz o superior a 51 Hz durante más
de 5 períodos.
8. INSTALACIONES DE PUESTA A TIERRA
8.1 Generalidades
Las centrales de instalaciones generadoras deberán estar provistas de sistemas de
puesta a tierra que, en todo momento, aseguren que las tensiones que se puedan
presentar en las masas metálicas de la instalación no superen los valores establecidos
en la MIE-RAT 13 del Reglamento sobre Condiciones Técnicas y Garantías de
Seguridad en Centrales Eléctricas, Subestaciones y Centros de Transformación.
9. PUESTA EN MARCHA.
Para la puesta en marcha de las instalaciones generadoras asistidas o interconectadas,
además de los trámites y gestiones que corresponda realizar, de acuerdo con la
legislación vigente ante los Organismos Competentes se deberá presentar el oportuno
proyecto a la empresa distribuidora de energía eléctrica de aquellas partes que
afecten a las condiciones de acoplamiento y seguridad del suministro eléctrico. Esta
podrá verificar, antes de realizar la puesta en servicio, que las instalaciones de
interconexión y demás elementos que afecten a la regularidad del suministro están
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 196 Autor: Anabella Drisaldi Castro
realizadas de acuerdo con los reglamentos en vigor. En caso de desacuerdo se
comunicará a los órganos competentes de la Administración, para su resolución.
10. OTRAS DISPOSICIONES
Todas las actuaciones relacionadas con la fijación del punto de conexión, el
proyecto, la puesta en marcha y explotación de las instalaciones generadoras
seguirán los criterios que establece la legislación en vigor.
La empresa distribuidora de energía eléctrica podrá, cuando detecte riesgo inmediato
para las personas, animales y bienes, desconectar las instalaciones generadoras
interconectadas, comunicándolo posteriormente, al Organo competente de la
Administración.
1.6.2. ELEMENTOS DE LA INSTALACIÓN.
1.6.2.1. Campo fotovoltaico
.
El campo fotovoltaico está compuesto por un total de 523 módulos de 160 W en una
superficie de 1009,8 m2.
La potencia instalada total sería de 83,68 kWp.
Este dimensionado se hizo a partir de la superficie disponible, en función de las
características del inversor elegido se realizará un nuevo dimensionado para
garantizar el equilibrio de las tres fases.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 197 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Para realizar la asociación serie-paralelo de nuestros módulos consultaremos su placa
de características:
• Potencia máxima (Pmax) 160W
• Tensión de Pmax (Vmp) 35,1V
• Corriente en Pmax (Imp) 4,55A
• Corriente de cortocircuito (Isc) 4,8A
• Tensión de circuito abierto (Voc) 44,2V
• Coeficiente de temperatura de Isc (0,065±0,015)%/K
• Coeficiente de temperatura de Voc -(160±20)mV/K
• Coeficiente de temperatura de la Pmax -(0,5±0,05)%/K
• NOCT (Temperatura ambiente 20ºC; Irradiación solar 800W/m2; Velocidad del
viento 1m/s) 47±2ºC
1.6.2.2. Inversor.
Un inversor es un circuito utilizado para convertir corriente continua en corriente
alterna. En este caso para convertir la corriente continua generada por los paneles
solares fotovoltaicos, en corriente alterna y de esta manera poder ser inyectada en la
red eléctrica.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 198 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Un inversor simple consta de un oscilador que controla a un transistor, el cual es
utilizado para interrumpir la corriente entrante y generar una onda cuadrada.
Esta onda cuadrada alimenta a un transformador que suaviza su forma, haciéndola
parecer un poco más una onda senoidal y produciendo el voltaje de salida necesario.
A los inversores empleados en instalaciones conectadas a la red eléctrica se les exige
una baja producción de armónicos, su adaptación a cualquier red eléctrica y una
generación con alto factor de potencia.
Requisitos técnicos.
En concreto el PCT del IDAE establece los siguientes requisitos técnicos:
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 199 Autor: Anabella Drisaldi Castro
o Características básicas de los inversores:
– Principio de funcionamiento: fuente de corriente.
– Autoconmutados.
– Seguimiento automático del punto de máxima potencia del generador.
– No funcionarán en isla o modo aislado.
o Los inversores cumplirán con las directivas comunitarias de Seguridad
Eléctrica y Compatibilidad Electromagnética (ambas serán certificadas por el
fabricante), incorporando protecciones frente a:
– Cortocircuitos en alterna.
– Tensión de red fuera de rango.
– Frecuencia de red fuera de rango.
– Sobretensiones, mediante varistores o similares.
– Perturbaciones presentes en la red como microcortes, pulsos, defectos de ciclos,
ausencia y retorno de la red, etc.
o Cada inversor dispondrá de las señalizaciones necesarias para su correcta
operación, e incorporará los controles automáticos imprescindibles que
aseguren su adecuada supervisión y manejo.
o Cada inversor incorporará, al menos, los controles manuales siguientes:
– Encendido y apagado general del inversor.
– Conexión y desconexión del inversor a la interfaz CA. Podrá ser externo al
inversor.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 200 Autor: Anabella Drisaldi Castro
o Las características eléctricas de los inversores serán las siguientes:
- El inversor seguirá entregando potencia a la red de forma continuada en
condiciones de irradiancia solar un 10 % superiores a las CEM. Además soportará
picos de magnitud un 30 % superior a las CEM durante períodos de hasta 10
segundos.
- Los valores de eficiencia al 25 % y 100 % de la potencia de salida nominal deberán
ser superiores al 85 % y 88 % respectivamente (valores medidos incluyendo el
transformador de salida, si lo hubiere) para inversores de potencia inferior a 5 kW, y
del 90 % al 92 % para inversores mayores de 5 kW.
- El autoconsumo del inversor en modo nocturno ha de ser inferior al 0,5 % de su
potencia nominal.
- El factor de potencia de la potencia generada deberá ser superior a 0,95, entre el
25% y el 100 % de la potencia nominal.
- A partir de potencias mayores del 10 % de su potencia nominal, el inversor deberá
inyectar en red.
- Los inversores tendrán un grado de protección mínima IP 20 para inversores en el
interior de edificios y lugares inaccesibles, IP 30 para inversores en el interior de
edificios y lugares accesibles, y de IP 65 para inversores instalados a la intemperie.
En cualquier caso, se cumplirá la legislación vigente.
- Los inversores estarán garantizados para operación en las siguientes condiciones
ambientales: entre 0 °C y 40 °C de temperatura y entre 0 % y 85 % de humedad
relativa.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 201 Autor: Anabella Drisaldi Castro
El RD 1663/2000 establece a su vez los siguientes requisitos técnicos que afectan al
inversor:
o Si la línea de distribución se queda desconectada de la red la instalación
fotovoltaica no deberá mantener la tensión ( lo que en el PCT de IDAE
denominaban funcionamiento en modo isla )
o No puede intercalarse ningún dispositivo de generación, acumulación o
consumo entre el campo fotovoltaico y el equipo de medida.
o La suma de las potencias de las instalaciones de régimen especial no pueden
superar la mitad de la capacidad de transporte de la línea en el punto de
conexión.
o Si la potencia nominal es mayor de 5 kWp la conexión de la instalación
fotovoltaica a la red será trifásica.
o La energía suministrada debe tener un f.d.p. lo más próximo a uno.
o Separación galvánica entre la rede de distribución de BT y la instalación FV.
o Puesta a tierra independiente de la del neutro de la compañía.
Los inversores de los sistemas fotovoltaicos deberán satisfacer los siguientes
objetivos:
o Aprovechamiento óptimo de la energía generada. Para lo cual debe tener
un sistema de seguimiento del punto de máxima potencia, un rendimiento
adecuado y un autoconsumo bajo.
o Suministro de una señal alterna de salida de calidad ( magnitud ,
frecuencia, f.d.p., distorsión armónica, etc.)
o Seguridad eléctrica.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 202 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Características técnicas del inversor elegido.
Para el diseño de la instalación se ha optado por inversores de baja potencia ( del
rango de los 3000 a 6000 W ) por su mayor facilidad de recambio frente a
averías.
El inversor elegido es el Tauro Atersa
PRM4000/8, solución modular en el que
destaca su facilidad de utilización,
mantenimiento y bajo nivel sonoro.
El nivel sonoro del equipo en
funcionamiento permite su utilización en
lugares próximos a las zonas frecuentadas e
una vivienda
n
o Funcionamiento.
Funcionamiento completamente automatizado.
Durante los periodos nocturnos permanece parado vigilando los valores de
tensión de la red y del generador fotovoltaico. Al amanecer la tensión del
generador aumenta , lo que pone en funcionamiento el inversor.
A continuación se describe el funcionamiento frete a situaciones particulares.
- Panel de control.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 203 Autor: Anabella Drisaldi Castro
La carátula frontal consta de un pulsador Marcha/Paro y cuatro indicadores
luminosos de estado.
- Puesta en marcha.
Cuando se conecta el equipo con el magnetotérmico de red o cuando se
restablece la red tras un corte siempre empieza en modo Marcha.
- Parada.
Si por alguna razón es necesario pararlo se deberá pulsar ON/OFF y cambiar de
Modo.
o Circuitos de protección.
El inversor restablece automáticamente su funcionamiento después de las
siguientes condiciones de protección:
- Fallo en la red.
Si se interrumpe el suministro en la red el inversor se encuentra en situación de
cortocircuito, se desconecta y espera a que se restablezca la tensión en la red.
- Tensión fuera de rango.
Si la tensión de la red se encuentra fuera del rango admisible interrrumpe su
funcionamiento.
- Frecuencia fuera de límites.
El inversor se para, pues esto indica que la red es inestable o está en modo isla.
- Tensión del generador baja.
El inversor no puede funcionar. Es lo que ocurre por la noche o si se desconecta
el generador.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 204 Autor: Anabella Drisaldi Castro
- Intensidad del generador insuficiente.
Los generadores alcanzan el nivel de tensión de trabajo a partir de un valor de
radiación solar muy bajo ( 2-8 mW/cm2) .
Cuando el inversor detecta que se dispone de tensión suficiente para iniciar el
funcionamiento el sistema se pone en marcha.
Si el generador no dispone de potencia suficiente no se verifica la intensidad
mínima de funcionamiento, lo que genera la orden de parada del equipo.
El intervalo entre intentos de conexión es de 3 minutos.
o Placa de características.
CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS
Modelo TAURO PR 4000/8
Conexión a red
Potencia nominal de la instalación 3.2 kW
Conexión Monofásica
Generador fotovoltaico
Potencia nominal de paneles. Pmáx. 4000 W
Rango de potencia pico instalada recomendable 1800 ... 4000 Wp
Máxima tensión de entrada de continua en vacío 176 Vcc
Corriente de máxima potencia. Imáx (A) 29
Tensión de máxima potencia Vmáx 136
Instensidad de corto máxima. 33
Inversor AC
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 205 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Tensión nominal AC , (V) 230
Potencia nominal , kW 2,3
Vcc máxima 185
Vcc mínima 105
Potencia mínima de conexión aprox. 150 W
Consumo aprox. en vacío 8 W a 230 Vac
Rizado tensión paneles a potencia nominal aprox. 8 Vrms
Rango de temperatura de trabajo -5 / +40 ºC
Rango de tensión de red admisible 205 / 253 Vac
Frecuencia de trabajo 49.5 Hz... 50.5 Hz
Factor de potencia 0.98 ... 1.00
Distorsión de la intensidad a 0.6 Pn con THD de red < 2%
< 3.5%
Relé de potencia de estado sólido Conexión en paso por 0
Sistema de aislamiento Red/Panel Transf. Toroidal norma UNE 60742
Humedad relativa máxima 90% sin condensación
Rendimiento máximo aprox. 93%
Rendimiento a 0.8 Pn Wcc en paneles aprox 89%
Sistema de refrigeración Convección natural +Ventilación forzada
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 206 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Ancho 330 mm
Alto 670 mm
Fondo 230 mm 230 mm
Peso aprox 25 Kg. 41 Kg
Grado de protección IP-21
Chapa de aluminio con recubrimiento de resina Epoxi en caliente
Tornillería en acero inoxidable
Configuración.
La configuración de un sistema fotovoltaico conectado a red puede realizarse de
distintas maneras que vienen condicionadas por las características técnicas de los
módulos y de los inversores. Los módulos fotovoltaicos se pueden asociar en serie o
en paralelo. El número de módulos en serie viene dado por la tensión de entrada del
inversor. El número de módulos en paralelo viene dado por la potencia del inversor.
A la hora de realizar la configuración serie- paralelo de los módulos en función
del inversor deberemos tener en cuenta:
- Al tratarse de una instalación de potencia nominal mayor de 5 kW el sistema será
trifásico (RD 1663).
- Debemos por tanto asegurar el equilibrado de las cargas.( ITC BT 19 ).
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 207 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Equilibrio de fases:
- Mismo número de inversores por fase.
- Mismo número de paneles por inversor.
- No se podrán conectar a un mismo inversor aquellos paneles que tengan distinta
producción como por ejemplo es el caso de los que se han colocado con distinta
orientación.
Para cumplir estas consideraciones deberemos prescindir de algunos de los
módulos que habíamos considerado en función del dimensionado en base a la
superficie disponible. De entre los inversores considerados el elegido es el que nos
permite la mayor potencia total instalada.
La máxima potencia nominal pico de los paneles conectados a cada inversor deberá
ser de 4000 Wp.
El cableado se hará con series de tres paneles para no superar la tensión máxima del
inversor que es de 185 V y estar cerca de la de máxima potencia, 136 V.
Modulo:
• Tensión de Pmax (Vmp) 35,1V
• Tensión de circuito abierto (Voc) 44,2V
.1856,1322,443.1363,1051,353
VV
<=⋅<=⋅
3 módulos en serie
8 módulos en paralelo kWKwpWx 4.84,3.16083 <=•
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 208 Autor: Anabella Drisaldi Castro
TOTALES:
o 24 módulos / inversor ( 3x8 )
o 7 inversores / fase
o 4 inversores en azotea ( α = 0º ) 21 inversores
o 17 inversores en tejado (α = 27º )
o 96 módulos en azotea = 15,36 kWp
o 408 módulos en tejado = 65,28 kWp
80,64 kWp
1.6.2.3. Cableado.
Los conductores empleados para toda la instalación eléctrica serán de cobre ( PCT
IDAE e ITC BT 06 ) y tendrán la sección adecuada para evitar caídas y
calentamientos.
En concreto los conductores de la parte de CC deberán tener la sección suficiente
para que la caída de tensión sea inferior al 1,5% y los de la parte de CA para que la
caída de tensión sea menor del 2%( PCT IDAE, ITC BT 19)
Aislamiento 0,6/1kV ( ITC BT 06 ) .
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 209 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Características del cable:
Prysmian AFUMEX 1000V RZ1-K (AS)
• Norma constructiva: UNE 21123-4.
• Temperatura de servicio (instalación fija): -40 ºC,+90 ºC.
• Tensión nominal de servicio: 0,6/1 kV.
• Ensayo de tensión en c.a. durante 5 minutos: 3500 V.
o Descripción del conductor:
Metal: Cobre electrolítico recocido.
Flexibilidad: Clase 5, según UNE 21022.
Temperatura máxima en el conductor: 90 ºC en servicio permanente, 250 ºC en
cortocircuito.
o Aislamiento:
Material: Mezcla de polietileno reticulado (XLPE), tipo DIX3.
Colores: Amarillo/verde, azul, gris, marrón y negro; según UNE 21089-1 .
o Cubierta:
Material: Mezcla especial termoplástica, cero halógenos, tipo AFUMEX Z1.
Color: Verde, con franja de color identificativa de la sección y que permite escribir
sobre la misma para identificar circuitos.
o Ensayos de fuego:
No propagación de la llama: UNE EN 50265-2-1 ; IEC 60332-1 ; NFC 32070-C2.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 210 Autor: Anabella Drisaldi Castro
No propagación del incendio: UNE 50266-2-4 ; UNE 20427 ; IEC 60332-3 ; IEEE
383 ; NFC 32070-C1.
Libre de halógenos: UNE EN 50267-2-1 ; IEC 60754-1 ; BS 6425-1.
Reducida emisión de gases tóxicos: NES 713 ; NFC 20454 ; It<=1,5.
Baja emisión de humos opacos: UNE EN 50268 ; IEC 61034 - 1,2.
Nula emisión de gases corrosivos: UNE EN 50267-2-3 ; IEC 60754-2 ; NFC 20453 ;
BS 6425-2 ; pH>=4,3 ; C<=10 μS/mm.
- Cable flexible
- Libre de halógenos
- Reducida emisión de gases tóxicos
- Baja emisión de humos opacos
- Nula emisión de gases corrosivos
- No propagación de la llama
- No propagación del incendio
- Resistencia a la absorción de agua
- Resistencia a los rayos ultravioletas
- Resistencia al frío
Consideraciones técnicas para el cálculo de las líneas:
o Caída de tensión y pérdida de potencia.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 211 Autor: Anabella Drisaldi Castro
o Calentamiento ( Imáx admisible )
o Aislamiento( 0,6 / 1 kV )
Corriente Continua.
Las líneas de CC de la instalación conectan los módulos con el inversor.
- De módulos a la caja de conexión:
o Cálculo por caída de tensión.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 212 Autor: Anabella Drisaldi Castro
22 4.25,3562
.053,1%1.3,1053
.8,4
mmaNormalizadSmmvLIS
VVvVVmpmóduloV
AIccmódulosI
=→==
=Δ==•=Δ
==
Se ha considerado una longitud media de 20m.
o Comprobación por capacidad térmica.
Comprobamos la Imáx admisible en la MI BT 004.:
Las intensidades máximas admisibles que figuran en los apartados de dicha
Instrucción que se muestran a continuación se aplican a los conductores desnudos o a
los cables aislados de tensión nominal de aislamiento de 1.000 V, instalados según
sistemas de instalación normalmente utilizados en redes aéreas o sistemas de
instalación, que por las condiciones existentes de disipación de calor puedan
considerarse como equivalentes.
TABLA I - Imáx admisible para cables aislados y servicio permanente:
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 213 Autor: Anabella Drisaldi Castro
TABLA IV—Factores de corrección de la intensidad máxima admisible para
temperatura ambiente mayor de 40Cº
Al estar expuestos al sol consideramos la opción más desfavorable f = 0,89.
Luego Imáx admisible = 41 x 0,89 = 36,49 > 4,8 A.
- De caja de conexión al inversor .
o Cálculo por caída de tensión.
222 3525.26562
.053,1%1.3,1053
.4,38.8,488
mmmmaNormalizadSmmvLIS
VVvVVmpmóduloV
AAIccmódulosI
↔=→==
=Δ==•=Δ
=•=•=
Como la longitud media considerada de 20 m. está sobredimensionada tomaremos la
sección normalizada de 25 mm2
o Comprobación por capacidad térmica.
Consultamos la ITC BT 19.
Imáx admisible para cable multiconductor ( 2x , XLPE ) de sección 25 mm2 en
bandeja perforada : 125 A.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 214 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Factor de corrección por temperatura ( 50ºC ) : 0,86
Factor de corrección por exposición al sol: 0,9
Imáx = 123 A.> 38,4 A.
Corriente Alterna.
- De inversor a armario de conexión.
o Cálculo por caída de tensión.
Líneas monofásicas de reactancia despreciable.
o Comprobació
n por capacidad térmica
ITC BT 19. Tabla1. Intensidades admisibles para una temperatura ambiente 40ºC.
por temperatura ( 50ºC ) : 0,86
22 5,2.13,256cos2
)(98,0.6,4%2
.230).(14
mmaNormalizadSmmvLIS
inversorCosVVv
VVinversorAI AC
=→==
==Δ=
=Δ=
ϕ
ϕ
Cables multiconductores 2x ( F+N ) al aire libre. Imáx admisible = 33A.
Aislamiento XLPE
Factor de corrección Imáx = 25,5A.>14 A.
Factor de corrección por exposición al sol: 0,9
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 215 Autor: Anabella Drisaldi Castro
- De armario de conexión a red BT.
ITC T ara una temperatura ambiente 40ºC.
n instalaciones interiores, para tener en cuenta las corrientes armónicas debidas
ión
uando exista conductor neutro en la instalación o se prevea para un conductor de
ro
pase posterior a neutro, se identificarán por los colores marrón o negro ( ITC BT 19)
o Cálculo por caída de tensión.
o Comprobación por capacidad térmica
B 19. Tabla1. Intensidades admisibles p
Cables multiconductores 2x ( F+N ) al aire libre.
Aislamiento XLPE
E
cargas no lineales y posibles desequilibrios, salvo justificación por cálculo, la secc
del conductor neutro será como mínimo igual a la de las fases (ITC BT 19)
C
fase su pase posterior a conductor neutro, se identificarán éstos por el color azul cla
Todos los conductores de fase, o en su caso, aquellos para los que no se prevea su
22 16.9,1456cos2
)(98,0.6,4%2
.230
mmaNormalizadSmmvLIS
inversorCosVVv
VVI
=→==
==Δ=
=Δ.98).(714 AinversoresAAC =•=
ϕ
ϕ
Imáx admisible = 105 > 98A.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 216 Autor: Anabella Drisaldi Castro
1.6.3. PROTECCIONES
1.6.3.1. Tipos de dispositivos.
a) Dispositivos de protección frente a sobreintensidades y cortocircuitos
- P en un
con edar en todo caso garantizada por el dispositivo de protección
de corte omnipolar con curva térmica de corte, o por cortacircuitos
fusible
n
rte estará de
o
ra cortocircuitos los fusibles
alibrados de características de funcionamiento adecuadas y los interruptores
automá
rma
( ITC BT 22 )
rotección contra sobrecargas. El límite de intensidad de corriente admisible
ductor ha de qu
utilizado.
El dispositivo de protección podrá estar constituido por un interruptor
automático
s calibrados de características de funcionamiento adecuadas.
- Protección contra cortocircuitos. En el origen de todo circuito se establecerá u
dispositivo de protección contra cortocircuitos cuya capacidad de co
acuerdo con la intensidad de cortocircuito que pueda presentarse en el punto de su
conexión. Se admite, no obstante, que cuando se trate de circuitos derivados de un
principal, cada uno de estos circuitos derivados disponga de protección contra
sobrecargas, mientras que un solo dispositivo general pueda asegurar la protección
contra cortocircuitos para todos los circuitos derivados.
Se admiten como dispositivos de protección cont
c
ticos con sistema de corte omnipolar.
La intensidad nominal de los interruptores automáticos y fusibles se elige de fo
que cumpla:
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 217 Autor: Anabella Drisaldi Castro
IB ≤ IN ≤ IZ
Donde:
IB : Intensidad nominal de la carga
sidad nominal del dispositivo de protección.
l cable
el dispositivo no pase una
la segunda se asegura la protección del
a
te continua los generadores fotovoltaicos se comportan
omo fuentes de corriente, intrínsicamente limitadas en su corriente de corto a un
valor in
o
egún el RD 1663 ; el uso de un interruptor automático para la protección contra
sob sa
IN : Inten
IZ : Intensidad máxima admisible de
Cumpliendo la primera desigualdad se asegura que por
intensidad superior a su valor nominal. Con
cable frente a sobreintensidades, ya que el dispositivo cuenta con una curva térmic
apropiada que protege el cable si el calibre del interruptor automatico es inferior a la
Imáx. admisible del cable.
En el lado de corrien
c
ferior a 1,2 veces el correspondiente al nominal de la operación.
Por tanto no es necesaria la protección frente a sobreintensidades. En ocasiones se
coloca un fusible de tipo modular en cada una de las líneas serie del camp
fotovoltaico con fines de maniobra, es decir , para poder abrir los circuitos de
continua y operar sin circulación de corriente.
En la línea de CA que conecta los inversores con la red de BT es preceptivo ,
s
reintensidades. Se denomina interruptor frontera, debe ser accesible a la empre
distribuidora, para poder realizar la desconexión manual.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 218 Autor: Anabella Drisaldi Castro
b) Dispositivos de protección frente a sobretensiones ( ITC BT 23 )
La primera cuestión a tener en cuenta es la forma de instalación de los cables: se
deb cción de
sobretensiones. Para ello en la parte de continua , el positivo y el negativo se llevarán
lo m
s o resistencias que varían su
alor en función de la tensión aplicada. La protección frente a sobretensiones y
tam ersor.
La protección contra contactos directos viene garantizada por unos índices de
pro de los
mis so el grado de protección de el inversor es IP 21 y el de los
arm
licos de la instalación que no está
n tensión en servicio normal, pero que corren riesgo de estarlo ante situaciones de
anomal rgas atmosféricas,
etc.)
e evitar la realización de espiras o bucles que puedan favorecer la indu
ás juntos posible durante todo el conexionado.
Para la protección frente a sobretensiones se emplean descargadores de
sobretensiones , dispositivos que contienen elemento
v
bién frente a variaciones de la frecuencia de red estará integrada en el inv
c) Dispositivos de protección frente a contactos directos e indirectos
( ITC BT 24 )
tección adecuados de los equipos y por la correcta instalación y montaje
mos. En este ca
arios de conexionado y protecciones es IP 65.
La protección frente a contactos indirectos se realizará:
- Mediante la puesta a tierra de los elementos metá
e
ías en el servicio de la instalación. (sobretensiones, desca
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 219 Autor: Anabella Drisaldi Castro
- En la parte de alterna se debe garantizar la protección frente a contactos indirectos
con un interruptor diferencial de sensibilidad adecuada ( RD 1663.)
1.6.3.2 .Cálculo de las protecciones.
Corriente Continua.
Se colocará un fusible en el positivo de cada grupo serie del campo fotovoltaico.
ódulo: Icc = 7,7A.
isto anteriormente la intensidad admisible del conductor de
l fusible que más se ajusta a esta característica es el de 10 A.
ón 11
p.d.c. = 20 kA.
Base portafusibles seccionable unipolar para fusibles cilíndricos.
00-35
Corriente Alterna.
Como la Icc de cada grupo serie será igual a la del m
Además como se ha v
sección 4 mm2 es de 36 A.
E
IB ≤ IN ≤ IZ
7,7 ≤ 10 ≤ 36
Se colocarán fusibles cilíndricos gL:
- Modelo Sim
- In = 10 A
-
- Tamaño 8,5 x 31,5
- Modelo 111
- In = 25
- Tamaño 10 x 38
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 220 Autor: Anabella Drisaldi Castro
a) Interruptores automáticos magnetotérmicos.
.1) Se colocará un interruptor automático para la protección frente a sobrecargas y
alida de cada inversor.
B ≤ IN ≤ IZ
Ilínea
admisible del cable = 33 A.
interruptores automáticos marca ABB:
1NAB20, unipolar con neutro.
Curva B.
1663 )
n interruptor frontera en la línea de conexión de los inversores con la
línea = 98 A.
a
cortocircuitos a la s
I
= 14 A.
I
In del interruptor = 20.
Se colocarán
- Modelo S94
- In = 20 A.
- p.d.c. = 6 kA.
-
a.2) Interruptor general magneteotérmico.( RD
Se colocará u
red de BT.
IB ≤ IN ≤ IZ
I
I admisible del cable = 105 A.
In del interruptor = 100.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 221 Autor: Anabella Drisaldi Castro
- Modelo S293C100, tripolar.
les.
ión contra contactos indirectos se colocarán a la salida de cada
a continuación del interruptor automático.
a¿?
= 14 A.
In i
delo FH202AC-25 / 0,03
alta ( 30 mA.)
ado y protecciones.
rivación de Corriente Continua.
ara unificar las diferentes líneas del campo fotovoltaico en una sola línea de
conecte con el inversor se emplea una o varias cajas o
rmarios donde se instalan los siguientes dispositivos:
- In = 100 A.
- p.d.c. = 10 kA.
- Curva C.
b) Interruptores diferencia
Para la protecc
inversor, siempre
De esta form
Ilínea
nterruptor = 25 A.
Interruptor diferencial bipolar:
-Marca ABB, mo
- Sensibilidad
- In = 25 A.
1.6.4. ACCESORIOS
1.6.4.1.Armarios de conexion
a) Caja de de
P
corriente continua que
a
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 222 Autor: Anabella Drisaldi Castro
- Elementos de protección y maniobra que permita rin ab r los circuitos serie del
dricos.
conecta con el inversor.
en el exterior, en el campo fotovoltaico , por este motivo ,
, por ejemplo un IP 65.
Modelo MN 652 PC
Tamaño 600x500x230 mm.
nidades )
69 módulos, modelo CHMN69M6
con
frontales ciegas.
al, así como las
protecciones contra sobreintensidades y defectos de aislamiento.
campo fotovoltaico, en este caso fusibles cilín
Tendremos 8 grupos serie x 7 inversores x 3 fases = 168 fusibles.
- Bornes de conexión:
Borne de tierra del campo fotovoltaico
Bornes de entrada para cada circuito serie
Borne de salida para la línea de corriente continua que
Esta caja estará situada
debe tener un grado de estanqueidad alto
Armarios de poliéster IP 65, ABB Unipol 150 ( 3 unidades )
-
- Envolventes de poliéster de fijación mural, fabricados en un solo cuerpo.
- Puerta opaca , cierre estándar.
-
Conjunto de chasis para montaje de aparamenta modular ( 3 u
- Conjunto chasis para
- Se suministran completos; chasis con sus fijaciones a la caja , perfiles DIN
escuadras de soporte y carátulas
b) Caja de Corriente Alterna.
En este armario se colocará el interruptor automático gener
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 223 Autor: Anabella Drisaldi Castro
22 interruptores automáticos y 21 interruptores diferenciales.
El armario de conexión y protecciones en CA estará situado en la sala ce contadores
Envolventes de poliéster de fijación mural, fabricados en un solo cuerpo.
x600x300 mm.
onjunto de chasis para montaje de aparamenta modular ( 1 unidad )
is con sus fijaciones a la caja , perfiles DIN con
lizarán las
n eléctrica del edificio
.6.5. PUESTA A TIERRA.
tección contra contactos directos se establece una puesta a tierra de
protección que refiera a tierra aquellos elementos metálicos que no estén en tensión
en servicio normal, pero que pudieran estarlo en situaciones anómalas.
del edificio.
Armarios de poliéster IP 65, ABB Unipol 150 ( 1 unidad )
- Modelo MN 863 PC
-
- Puerta opaca , cierre estándar.
- Tamaño 800
C
- Conjunto chasis para116 módulos, modelo CHMN116M8.
- Se suministran completos; chas
escuadras de soporte y carátulas frontales ciegas.
1.6.4.2.Bandejas.
Como soporte de las líneas de conexión de la instalación se uti
mismas bandejas perforadas que forman parte de la instalació
puesto que su ocupación está por debajo de su capacidad.
1
Para la pro
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 224 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Se real
e 10 mm2 de sección.
características del conductor en apartado 7.2.3. )
Se con
idad de electricidad vendida a la
ompañía eléctrica como el autoconsumo del inversor en los periodos sin radiación
recisión 2 ( regulada por el RD 875 / 1984 , por el
ue se aprueba el reglamento para la aprobación del modelo y verificación primitiva
n directa, nueva, a tarifa simple o
rifas múltiples destinadas a la medida de energía en corriente monofásica o
polifás
troducidos por la Ley 54/1997 del
izará una red equipotencial que una los elementos metálicos del generador,
soportes y carcasa de los módulos ( ITC BT 18 , apartado 8 , conductores de
equipotencialidad ) mediante conductor aislado de cobre d
(
ectará esta red equipotencial a la PAT de edificio mediante un conductor de
protección de la misma sección.
1.6.6. MEDIDA DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA
Según indica el RD 1663 deberán instalarse dos contadores o un contador
bidireccional. De forma que se registre tanto la cant
c
solar.
Suelen ser al menos de clase de p
q
de contadores de uso corriente, clase 2 , en conexió
ta
ica de frecuencia 50 Hz.).
1.6.6.1 Entorno Legal
Los mecanismos de competencia in
Sector Eléctrico, exigen la implantación de un sistema de medidas homogéneo y
efectivo de los tránsitos de energía entre las diversas actividades eléctricas.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 225 Autor: Anabella Drisaldi Castro
A tales efectos, mediante el Real Decreto 2018/1997, por el que se aprueba, y el Real
Decreto 385/2002, por el que se modifica, el Reglamento de Puntos de Medid
Consumos y Tránsitos de Energía
a de los
Eléctrica por el que se establece la instalación de
uevos equipos de medida en las fronteras entra las diferentes actividades de
y distribución, en los límites de las zonas de distribución, en
de los
e definen las características funcionales de los
lmente, en las Instrucciones
.
l a 4 hilos de
Modelo ZMD410CTSBT32S1 230/400V /5A
n
generación, transporte
las interconexiones internacionales y en los puntos de conexión a la red
consumidores cualificados.
En resumen, la legislación aplicable será la siguiente:
__ Ley 54/1997 del Sector Eléctrico.
__ R.D. 2018/1997 y 385/2002 Reglamento de Puntos de Medida.
__ R.D. 2366/1994 sobre regulación de la Autoproducción para régimen transitorio.
__ R.D. 2818/1998 sobre regulación de la Autoproducción.
__ R.D. 1164/2001 Tarifas de Acceso.
__ R.D. 2821/1998 Tarifas Generales.
El conjunto de normas técnicas qu
citados equipos de medida está contenido, fundamenta
Técnicas Complementarias del REBT
1.6.6.2. Contador.
Instalaremos un contador bidirecciona
la marca Landysgir:
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 226 Autor: Anabella Drisaldi Castro
a) Características técnicas:
- Contador electrónico combinado para conexión a 230/400V y transformadores /5A
en redes trifásicas de 3 ó 4 hilos.
Medida de la energía activa (A+, A-) en clase de precis
en clase 2.
Puerto óptico según norma UNE-EN-61107 y protocolo de comunicación
e medidas según el RPM, ITCs y RD1433/2002. Registra 2
e 5 a 60 min.
Procesamiento local de tarifas, de activa y reactiva, con tres contratos simultáneos
terceros a redes), generales y autoproducción en
2 (DB9 externo) para enlace, remoto o local, con el
ativa de Empresas Distribuidoras basadas en norma UNE-EN-
r con tapa transparente
- ión 1.0 y la energía reactiva
(Ri+, Rc-,Ri-,Rc+)
-
IEC870.5.102.
- Equipo registrador d
curvas de carga, en períodos parametrizables d
-
para tarifas ATR (Acceso de
régimen especial, según normativa vigente.
- Puerto de comunicaciones RS23
Concentrador Secundario o Primario mediante protocolo IEC 870-5-102 definido por
REE.
- Display, retroiluminado (opcional) y activo sin alimentación del contador,
conforme a norm
62056-61 (OBIS).
- Ejecución en montaje saliente sobre pared o fondo de armario.
Accesorios a incorporar:
- Modulo de medida de 936 x 720 de poliéste
Para ubicar los siguientes elementos:
· Contador ZMD410CTS
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 227 Autor: Anabella Drisaldi Castro
· Regleta de verificación 10 E
) Descripción.
ada en plástico reforzado antiestático de fibra
de la envolvente está dotada de dos ventanas de plástico
alizar la carátula principal del Contador (ventana
(ventana inferior).
superior derecho con un precinto de
, mientras que la parte superior del envolvente se cierra en su lateral
uperior izquierdo con un sello de fábrica (garantía) o un segundo precinto de
iene forma de puerta frontal abisagrada y está dotada de un
compañía. La carátula del Registrador/Tarificador con el esquema de
Z.D400 y
gún
· Interruptor de corte con enclavamiento manual
· Transformadores de intensidad 200/5 A
· Fusibles
b
b.1) Generalidades.
- Envolvente
La envolvente del contador está realiz
de vidrio. La parte superior
transparentes que permiten visu
superior) y la carátula del Registrador/Tarificador
La ventana superior se cierra en su lateral
calibración
s
calibración.
La ventana inferior t
precinto de la
conexión del aparato en el reverso, el alojamiento de la pila, el pulsador de cierre de
facturación y la unidad de comunicación (opcional) están situadas detrás de esta
puerta frontal.
El cubrebornes se suministra en dos longitudes (conexión a trafo para
conexión directa para Z.D310) para asegurar el espacio libre necesario (40 mm. y 60
mm. respectivamente) para realizar todas las conexiones, pudiendo presentar, se
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 228 Autor: Anabella Drisaldi Castro
modelo, la correspondiente conexión RS232 para lectura local ó conexión a móde
externo.
m
ras
s dos pulsadores de pantalla del equipo y aseguran la
el
os consumos de energía activa y reactiva en redes trifásicas a cuatro (M) o
es (F) hilos (baja tensión) y, a partir de los valores adquiridos, determina las
ntadores se conectan al
ipo: relé de estado sólido
0 Vca/Vcc
Frecuencia de conmutación: máx. 20 Hz
- Entrada alimentación auxiliar externa CC
- Carátulas del Contador y del Registrador/Tarificador
Todos los datos relevantes del contador están reflejados en las dos carátulas en el
formato específico de la compañía de suministro de energía. Las diferentes apertu
permiten la manipulación de lo
visualización ininterrumpida del Display de cristal líquido, los diodos de prueba y
interfaz óptico para la lectura automática de datos de medida
b.2) Finalidad de uso
Registra l
tr
medidas eléctricas requeridas. Para esta finalidad, los co
punto de medida a través de transformadores de corriente.
b.3) Entradas y salidas
- 6 contactos de salida (retransmisión de impulsos)
T
Tensión: desde 12 a 24
Intensidad: máx. 100 mA
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 229 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Tensión: rango extendido desde 40 a 140 Vcc sin polaridad
Consumo: 1,5 VA
b.4) Interfaces de comunicación
Interfaz óptica para comunicación local
reccional
7
ones de servicio según IEC 870.5.102 (REE)
ación remota
S232 (DB9 hembra)
de datos, funciones de servicio según IEC 870.5.102 (REE).
onexión de interfaces de comunicación remota.
: tras 1.2 seg. del corte
-
Tipo: interfaz serie bidi
Velocidad máx: 9600 Baud
Normas: COSEM, IEC 6110
Aplicación: Lectura de datos, funci
Interfaz serie para comunic
Tipo: interfaz serie bidireccional aislado R
Velocidad máx: 38.400 Baud
Normas: V.24
Aplicación: Lectura
C
b.5) Comportamiento de la tensión
- Corte de tensión
Bloqueo de entradas y salidas
Tiempo de filtrado: 20 mseg.
Desconexión: tras aprox. 0.3 seg.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 230 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Fig. 19 Comportamiento en caso de corte de tensión
- Restauración de tensión
ón de corte): tras 1 a 5 s*
Reconocimiento de sentido energía y tensión de fase: tras 1 a 3 s*
Operación con tres fases
Listo para operación (según duraci
Fig. 20 Comportamiento al restaurar tensión
b.6) Influencias externas
- Rango de temperaturas
Operación: de -20°C a +55°C
Almacenamiento: de -25°C a +70°C
- Coeficiente de temperatura
Rango: de -25°C a +70°C
Valor medio típico: 0.012 % por K
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 231 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Con cos φ = 1 (de 0,05 Ib a Imáx): 0.02 % por K
Con cos φ = 0,5 (de 0,1 Ib a Imáx): 0.03 % por K
Fig. 21 Comportamiento según temperatura
- Medidas externas (cumple DIN 43857)
Alto (con cubrebornes corto): 244 mm
- Triángulo de fijación
n abierta): 206 mm
Alto (pieza de suspensión cubierta): 190 mm
Ancho: 150 mm
- Cubrebornes
spacio libre
b.7) Peso y dimensiones
Peso: aprox. 1,5 kg
Ancho: 177 mm
Alto (con cubrebornes estándar): 281,5 mm
Fondo: 75 mm
Alto (pieza de suspensió
Estándar
ZxD410CTS: 40 mm de e
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 232 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Fig. 23 Medidas del contador Z. 400 (cubrebornes estándar)
b.8) Conexiones
- Conexiones de fase
Tipo: bornes tipo rosca
Diámetro: 5,2 mm
Sección recomendado de conductor: de 4 a 6 mm2
- Tornillos
Dimensiones M4 x 8
Diámetro cabeza máx. 5,8 mm
anura estrellada tipo H o Z, medida 2, según ISO-4757-1983 R
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 233 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Tamaño ranura 0,8 +0,2/+0,06 mm
- Par de apriete:
montadas sobre muelle
alidas de tensión: 1 A
hasta 1,7 Nm
- Otras conexiones
Tipo: bornes sin tornillo
Intensidad máxima de s
Tensión máxima de entradas de control: 250 V
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 234 Autor: Anabella Drisaldi Castro
1.7. CALCULO DE LA PRODUCCIÓN ANUAL ESPERADA.
Se calcularán las producciones (kWh) mensuales máximas teóricas en función de
la irradiancia, la potencia instalada y el rendimiento de la instalación, en base a poder calcular posteriormente los ingresos percibidos por inyectar esta energía a la red.
Se define Irradiancia como la densidad de potencia incidente en una superficie o la
energía incidente en una superficie por unidad de tiempo y unidad de superficie. Se mide
en kW/m2.
Se define Irradiación como la energía incidente en una superficie por unidad de
superficie y a lo largo de un cierto período de tiempo. Se mide en kWh /m2.
Otro concepto importante es el de Insolación, corresponde a la integración de la
irradiancia en un período determinado. En otras palabras es la energía radiante que
incide en una superficie de área conocida en un intervalo de tiempo dado. Este término
tiene unidades de energía por área, comúnmente Watios• hora por metro cuadrado
(Wh/m2). Generalmente se toma este valor como una acumulación de energía horaria,
diaria, estacional o anual. La insolación también se expresa en términos de horas solares
pico. Una hora de energía la energía recibida durante una hora, a una irradiancia
promedio de 1,000 W/m2 . La energía útil que produce el generador fotovoltaico es
directamente proporcional a la insolación que recibe.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 235 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Irradiancia y horas solares pico
(insolación) durante un día soleado
Los datos de entrada que deberemos conocer son los siguientes:
H (0).
Valor medio mensual y anual de la irradiación diaria sobre superficie horizontal, en
kWh/(m2 día).
H(α , β)
Valor medio mensual y anual de la irradiación diaria sobre el plano del generador en
kWh/(m2·día), obtenido a partir del anterior.
α representa el azimut y β la inclinación del generador.
Rendimiento energético de la instalación o “performance ratio”, PR.
Eficiencia de la instalación en condiciones reales de trabajo, que tiene en cuenta:
– La dependencia de la eficiencia con la temperatura
– La eficiencia del cableado
– Las pérdidas por dispersión de parámetros y suciedad
– Las pérdidas por errores en el seguimiento del punto de máxima potencia
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 236 Autor: Anabella Drisaldi Castro
– La eficiencia energética del inversor
– Otros
1.7.1. DATOS DE PARTIDA.
Latitud del emplazamiento.
La latitud media de Madrid es de Φ= 41,4º
Datos de Radiación.
Se trata de datos de radiación total media mensual recogidos en la provincia.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 237 Autor: Anabella Drisaldi Castro
1.7.2. ANGULOS Y PARÁMETROS DE TRAYECTORIA SOLAR.
La Latitud Φ.
Es el arco de meridiano que se extiende desde el ecuador hasta el paralelo local, aumenta
por tanto de 0º a 90º.
Es fácil conocerlo directamente por la situación geográfica del lugar.
Se toman valores positivos para el hemisferio Norte.
Para Madrid la latitud es de 41º
Ángulo horario.
Es el ángulo girado por la tierra sobre su eje de rotación hasta una hora determinada en
un día cualquiera del año.
Se calcula en función de las horas transcurridas desde el mediodía solar
Variación: hora / grados 15=dtdω
La Declinación Diaria.
Angulo que forma el Sol respecto al plano ecuatorial al medio día solar.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 238 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Donde n es el día del año considerado.
Polo norte celeste Equinoccio de otoño
23º27’
23º27’
Equinoccio vernal
Camino aparente del sol en el plano de la eclíptica
Polo sur celeste
Solsticio de invierno
Plano ecuador celeste
Ángulo de declinación
δ
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 239 Autor: Anabella Drisaldi Castro
La Declinación Media Mensual.
Es la media mensual del ángulo de declinación diario a lo largo de un mes.
Donde nd,m es el numero de días del mes considerado.
El Angulo Diario de Salida del sol:
Donde:
Φ ver latitud
δd ver declinación diaria
El Angulo Medio mensual de Salida del Sol.
Donde:
ωs,d ver ángulo diario de salida del Sol.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 240 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Ángulo cenital.
Ángulo que forma la dirección de los rayos solares con la vertical del lugar (cenit).
Donde:
Φ ver latitud
ωh ver ángulo horario
δd ver declinación diaria
El Azimut Horario de la Trayectoria Solar Diurna.
Es el ángulo proyectado sobre un eje este-oeste de la trayectoria solar diaria y medido
respecto del sur en sentido positivo hacia el oeste.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 241 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Donde:
ωh ver ángulo horario
δd ver declinación diaria
θz,h ángulo cenital
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 242 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Número de Horas de Sol Teóricas Diarias.
Donde:
ωs,d ver ángulo diario de salida del Sol.
Polo Norte celeste
Estación de primavera / verano
Φ
Observador en Hemisferio Norte
Φ
Cenit
S N
E
W
Ψ
δ
α
θz
θz ángulo cenital
α elevación solar
ϕ acimut
δ declinación Φ latitud
ω
ω ángulo horario
15º/hor
COORDENADAS medidasrespecto a centro disco solar
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 243 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Polo Norte celeste
Estación de primavera / veranoΦ
Observador en Hemisferio Norte
Φ
Cenit
S N
E
W
δ
α = 0
θz ángulo cenital
α elevación solar
ϕ acimut
δ declinación Φ latitud
ωs
θz = 90º
Ψ
ωs ángulo horario a la salida del Sol
α elevación solar
θz ángulo cenital
ϕ acimut
ω
ωs ángulo horario a la salida del Sol
ángulo horario
Varía de 0º (horizonte) a 90º (cénit)
Varía de 0º (cénit) a 90º (horizonte)
Varía de 0º (sur) a 180º (norte). Signo: positivo hacia E, negativo hacia W
Varía de 0º (Sol culminando el meridiano) a un valor dependiente del día del año y la latitud. Signo: positivo antes del mediodía solar, negativo después del mediodía solar
Valor dependiente del día del año y la latitud
CRITERIO DE SIGNOS
.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 244 Autor: Anabella Drisaldi Castro
1.7.3. EVALUACIÓN DE LA RADIACIÓN EXTRATERRESTRE.
La radiación solar recibida en el límite de la atmósfera varía ligeramente a lo largo del
año debido a la pequeña excentricidad de la órbita terrestre
La Constante Solar de Radiación.
Se define la constante solar Gsc como la energía recibida en la unidad de tiempo y por
unidad de área sobre una superficie normal a los rayos solares , situada a la distancia
media de la tierra al sol y fuera de la atmósfera.
La Radiación Extraterrestre.
Es la radiación media extraterrestre recibida por la tierra en un día cualquiera del año.
Donde:
n es el número del día del año en el cual se quiere evaluar la radiación.
Gs,c ver constante solar de radiación.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 245 Autor: Anabella Drisaldi Castro
La Radiación Extraterrestre Horaria sobre Superficie Horizontal.
Donde:
Go,n ver radiación extraterrestre.
La Radiación Diaria Extraterreste sobre Superficie Horizontal.
La radiación acumulada en un día será la suma de toda la potencia recibida durante todas
las horas de luz.
en díamMJ
⋅2
Donde:
Gs,c ver constante solar de radiación.
Go,n ver radiación extraterrestre.
tωs es la hora solar a la cual amanece y anochece.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 246 Autor: Anabella Drisaldi Castro
La Radiación Media Mensual Extraterrestre sobre Superficie Horizontal.
Es la media de las radiaciones acumuladas diarias a lo largo de todo un mes.
Donde:
Ho,d ver radiación diaria extraterrestre sobre superficie horizontal.
Evaluación de la radiación difusa.
La radiación solar cuando atraviesa la atmósfera es en parte absorbida y en parte
desviada por fenómenos de reflexión o difracción por las nubes, partículas de polvo,
vapor de agua ó por las moléculas de CO2 , oxígeno , Ozono, etc. A lo que se denomina
difusión.
La radiación que incide sobre la superficie directamente del Sol sin sufrir
cambios de dirección se conoce como radiación directa, mientras que aquella que llega
después de ser reflejada o emitida por las moléculas de la atmósfera se llama radiación
difusa.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 247 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Para diferenciar la radiación difusa de la directa sobre superficie horizontal se
hace a través del índice de claridad medio mensual definido como:
Donde:
Hm es la radiación total media mensual real sobre superficie horizontal expresada en MJ
/ recibida en la localización correspondiente del mes correspondiente díam ⋅2
Ho,m ver radiación media mensual sobre superficie horizontal
La relación entre la radiación difusa y la radiación directa en medias mensuales
viene dada por las siguientes correlaciones.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 248 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Donde:
Hdif ,m es la radiación dispersa media mensual real sobre superficie horizontal
expresada en díamMJ
⋅2
1.7.4. EVALUACIÓN DE LA RADIACIÓN TOTAL SOBRE SUPERFICIE
INCLINADA.
Para evaluar la radiación total que incide sobre un panel fotovoltaico con
ángulo de elevación β y azimut variable, se tomarán las componentes de radiación difusa
y reflejada del suelo como isotrópicas. Así la radiación total sobre superficie inclinada:
Donde:
Rm es la relación media mensual entre radiación total incidente sobre
una superficie inclinada y la radiación total incidente sobre una superficie horizontal.
La relación entre radiación total sobre superficie inclinada y sobre superficie
horizontal viene dada por la expresión:
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 249 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Donde:
Rb,m es la relación media mensual entre radiación directa sobre superficie inclinada y
sobre superficie horizontal.
ρsuelo es la reflectividad del suelo.
β es el ángulo de elevación de la placa fotovoltaica sobre la superficie terrestre.
Es la parte correspondiente a la radiación directa.
Es la parte de radiación correspondiente al entorno considerada como isotrópica.
Es la parte de la radiación correspondiente a la reflexión con el suelo considerada
también como isotrópica.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 250 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Donde:
tgδ m es la tangente media mensual del ángulo declinación.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 251 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Resultados de Medias Mensuales.
Parámetros Generales.
Indices de claridad
1 31 14,64 1526,14 432,46 0,458 0,5322 28 19,71 1874,38 529,21 0,538 0,5803 31 26,97 2320,37 652,43 0,504 0,6044 30 34,37 2702,41 757,63 0,547 0,6815 31 39,60 2900,93 811,62 0,528 0,7076 30 41,75 2971,50 830,76 0,563 0,7767 31 40,59 2942,16 822,79 0,641 0,8688 31 36,23 2791,43 781,96 0,638 0,8139 30 29,44 2473,21 694,56 0,574 0,707
10 31 21,82 2030,31 572,38 0,522 0,57711 30 15,75 1607,98 455,17 0,476 0,53812 31 13,12 1418,89 402,83 0,450 0,511
27,872 2298,553 645,843 0,536 0,658
Mes Dias
Media
KT ktPotencial Radiativo
Hom(0) [MJ/(m^2·
Iom [J/(m^2·di
Gom [W/m^2]
1 31 -20,847 68,00 70,643 70,64 9,422 28 -13,325 70,16 78,079 78,08 10,413 31 -2,389 60,83 87,910 87,91 11,724 30 9,493 54,91 98,395 89,50 13,125 31 18,806 55,60 107,258 88,98 14,306 30 23,077 51,13 111,741 88,72 14,907 31 21,101 53,54 109,624 88,84 14,628 31 13,296 54,15 101,902 89,29 13,599 30 1,994 59,92 91,743 89,90 12,23
10 31 -9,849 66,99 81,280 81,28 10,8411 30 -19,051 67,78 72,497 72,50 9,6712 31 -23,096 72,30 68,239 68,24 9,10
0,000 61,233 90,000 82,836 12,000
Mes Dias
Media
ω s' NhSParámetros Trayectoria Solar
δm Θz ω s
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 252 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Radiación Absorbida
1 31 2,071 1,590 365,653 2,9592 28 1,707 1,445 443,586 4,2543 31 1,360 1,192 469,658 4,5034 30 1,104 1,052 542,582 5,4915 31 0,953 0,959 550,213 5,5656 30 0,893 0,921 594,159 6,0137 31 0,920 0,938 669,429 6,7718 31 1,039 1,020 648,620 6,5449 30 1,254 1,152 565,492 5,407
10 31 1,580 1,354 446,844 4,28811 30 1,969 1,553 380,385 3,23512 31 2,216 1,661 342,201 2,722
1,421 1,235 501,836 4,815
Mes DiasRb R
HT(β) [kWh/(m^2·dia)]
G(β) [W/m^2]
Media
1.7.5. ESTIMACIÓN DE LA ENERGÍA GENERADA.
La energía solar que llega hasta nuestro planeta alcanza el extraordinario valor de
kWh , muy por encima de la energía consumida por el hombre. 71015 ⋅
El inconveniente para su aprovechamiento es que la densidad de 1 kW /m2 , como
máximo , resulta baja para su captación , por lo que el reto de la tecnología actual es
encontrar medios eficientes para su captación y almacenamiento.
Con las radiaciones conocidas en cada uno de los casos estimaremos la energía
producida por el sistema fotovoltaico conectado a red.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 253 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Modelo de Evaluación de la Generación de Energía.
Estimación de la Energía Anual.
La estimación de la energía generada se hará mediante la siguiente ecuación.
Donde:
EAC es la energía en kWh inyectada a la red por el sistema fotovoltaico.
GSTC es la irradiancia en condiciones estándar de medida: 1000W/m2.
PSTC es la potencia pico del generador en condiciones de radiación estándar media.
PR es la eficiencia de la instalación en condiciones reales de trabajo
FS es el factor de perdidas por sombreado.
Hef (φ,β) es la irradiación media efectiva sobre el plano del generador en kW / m2 h
teniendo en cuenta los efectos angulares y de suciedad.
Evaluación de la Irradiación Media Efectiva.
La irradiación efectiva es la radiación total útil. En ella están consideradas las
pérdidas angulares y espectrales y por suciedad del generador fotovoltaico.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 254 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Las perdidas por polvo y suciedad provocan la disminución de la potencia de un
generador FV por la deposición de polvo y suciedad en la superficie de los módulos.
Las pérdidas por polvo en un día determinado pueden ser del 0 % al día siguiente de un
día de lluvia y llegar al 8 % cuando los módulos se "ven muy sucios". Estas pérdidas
dependen de la inclinación de los módulos, cercanías a carreteras, etc. Una causa
importante de pérdidas ocurre cuando los módulos FV que tienen marco tienen células
solares muy próximas al marco situado en la parte inferior del módulo. Otras veces son
las estructuras soporte que sobresalen de los módulos y actúan como retenes del polvo.
Las pérdidas angulares y espectrales tienen su origen en la divergencia que
se dan entre las condiciones estándar de medida de la potencia pico del panel.
Las pérdidas por reflectancia angular y espectral pueden despreciarse cuando se mide el
campo FV al mediodía solar (± 2 h) y también cuando se mide la radiación solar con una
célula calibrada de tecnología equivalente (CTE) al módulo FV. Las pérdidas anuales
son mayores en células con capas antirreflexivas que en células texturizadas. Son
mayores en invierno que en verano. También son mayores en localidades de mayor
latitud. Pueden oscilar a lo largo de un día entre 2 % y 6 %.
Las pérdidas angulares de manera aproximada una ley senoidal en la cual a
mayor ángulo de incidencia implica un aumento de estas pérdidas. Las pérdidas
espectrales vienen dadas por la variación del espectro solar en cada momento respecto
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 255 Autor: Anabella Drisaldi Castro
del espectro normalizado que afecta a la célula dando lugar a ganancias o pérdidas
energéticas.
La suma de ambas las pérdidas por suciedad y espectrales se pueden evaluar con la
siguiente relación:
Donde:
LPA y LPS son las perdidas angulares y espectrales.
LPS son las pérdidas por suciedad.
gj son los coeficientes a través de los cuales se evalúan las pérdidas angulares y de
suciedad con un grado de suciedad medio. Se considerarán unas perdidas por suciedad
del 3%. Se evalúan según gi
β-βopt es la desviación del ángulo real de la instalación respecto del óptimo. En nuestro
caso será cero.
Donde:
φ es el ángulo de azimut del generador solar.
Como hemos indicado en el capítulo 1.4, bases; el azimut será distinto para cada una de
las superficies disponibles.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 256 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Siendo φ = 0º en el tejado y φ = 27º en la azotea.
Los gi,j toman los siguientes valores para una perdida del 3% de transparencia en la
dirección normal a la superficie.
gij 1 21 8,000E-09 3,800E-07 -1,218E-042 -4,270E-07 8,200E-06 2,892E-043 -2,500E-05 -1,034E-04 9,314E-01
COEFICIENTES gij3
Los coeficientes gj considerando ángulo de azimut nulo son:
g1 -1,057E-04g2 1,993E-04g3 9,104E-01
COEFICIENTES gj
Para azimut de 27º:
g1 -1,218E-04g2 2,892E-04g3 9,314E-01
COEFICIENTES gj
Para calcular la radiación efectiva:
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 257 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Donde:
HT(φ,β) es la radiación total absorbida.
LPA y LPS son pérdidas por suciedad, angulares y espectrales.
Factor de Sombreado.
Es un factor que ha de ser un cálculo realizado de manera específica para cada
instalación. Afecta sobre todo a instalaciones fotovoltaicas en integración arquitectónica.
Para calcularlos se han de seguir mapas de trayectorias solares junto con unas tablas de
referencia que evalúan la pérdida porcentual por cada intervalo acotado en el mapa de
trayectoria solar.
En nuestro caso no encontramos alrededor edificios de mayor altura que pudieran
arrojar sombras sobre nuestros paneles.
Por tanto considerando que no existen sombras circundantes FS =1
Pérdidas por Conexionado o de Mismatch.
Las perdidas por conexionado son pérdidas originadas en la conexión de los módulos
fotovoltaicos que trabajan a potencias ligeramente diferentes. Estas pérdidas tienen su
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 258 Autor: Anabella Drisaldi Castro
origen en que el sistema estará trabajando en las condiciones del módulo que peor esté
trabajando, así en una conexión serie la intensidad de cortocircuito máxima estará
limitada por el módulo que peor parámetro tenga.
Estas pérdidas por norma general no suelen exceder el 3%.(LM=3%)
Pérdidas por Temperatura.
Las perdidas por temperatura dependen de la localidad y su valor oscila típicamente
entre el 4% y el 6.
Con los datos de radiación media mensual se calcularán las perdidas de energía
considerando el factor de variación del punto de potencia máxima del módulo
seleccionado aplicado a la diferencia entre la temperatura de célula media mensual y la
temperatura de célula en condiciones estándar de medida.
La temperatura de la célula se calcula como:
Donde:
Ta es la temperatura ambiente media mensual
TONC es la temperatura de la célula en condiciones estándar de operación.
G es la radiación media mensual.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 259 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Las pérdidas se calculan como:
Donde:
Es la variación relativa de la potencia máxima por ºC o K que es un parámetro
característico del panel.
En la placa de características de los paneles Bp 3160 encontramos el coeficiente de
temperatura de la potencia que es de º/%05,05,0 C±
Pérdidas en el Inversor.
Las perdidas en el inversor se pueden considerar en dos sumandos
independientes, las pérdidas por rendimiento en la conversión DC/AC y pérdidas por
seguimiento del punto de máxima potencia del generador FV.
Las pérdidas por conversión DC/AC se producen fundamentalmente en los elementos de
conmutación. En general se puede caracterizar por dos curvas, en función de la potencia
de operación y la tensión de entrada.
Las pérdidas por rendimiento de seguimiento del punto de máxima potencia se
deben a los fallos del sistema de seguimiento de dicho punto.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 260 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Consideraremos el rendimiento máximo que se indica en la placa de características del
inversor: ηinv = 93%
Las pérdidas en el inversor serán:
LINV = 1- ηinv
Pérdidas en el Cableado.
Normalmente las pérdidas en interruptores, fusibles y diodos son muy pequeñas
y no es necesario considerarlas. Las caídas en el cableado pueden ser muy importantes
cuando son largos y se opera a baja tensión en CC. Las pérdidas por cableado en %
suelen ser inferiores en plantas de gran potencia que en plantas de pequeña potencia. En
nuestro caso, de acuerdo con las especificaciones, el valor máximo admisible para la
parte CC es 1,5 %.
Los cables están dimensionados de tal manera que se minimicen las pérdidas
teniendo en cuenta la rentabilidad de la inversión.
Tomaremos los valores típicos indicados en el PCT de IDAE:
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 261 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Luego consideraremos como pérdidas en el cableado:
Lcab = 2%
Rendimiento Global del Sistema.
En este término se incluyen todas las perdidas energéticas que están asociadas al
funcionamiento de la instalación. En general puede definirse el rendimiento global
como:
Donde:
FS es el factor de sombra.
Li son las diversas pérdidas descritas.
Resultados.
Distinguiremos entre la energía generada en la superficie del tejado (con azimut
nulo) y en la azotea. La diferencia de orientación provoca que la energía por m2 no
coincida en ambos casos.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 262 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Tejado.
La instalación consta de:
408 paneles Bp 3160 de 160 W y área 1,25 m2 cada uno.
17 inversores Atersa de 4 kWp.
En total 65,28 kWp
Pérdidas por temperatura .
Mes Día Tamb [ºC] Tc [ºC] ΔPmax(%)1 31 5,7 18,04 3,480%2 28 7,7 22,67 1,164%3 31 10,4 26,25 -0,625%4 30 12,3 30,61 -2,806%5 31 16,4 34,97 -4,985%6 30 21,6 41,65 -8,326%7 31 25,4 47,99 -11,497%8 31 25 46,89 -10,945%9 30 20,8 39,89 -7,443%
10 31 14,9 29,98 -2,490%11 30 9,5 22,34 1,331%12 31 6,7 18,25 3,375%
-3,34%Media
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 263 Autor: Anabella Drisaldi Castro
0
10
20
30
40
50
60
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Mes
Tc [º
C]
Balance energético anual.
1 31 2,959 83,82% 100,00% 97,00%2 28 4,254 83,82% 100,00% 97,00%3 31 4,503 83,82% 100,00% 97,00%4 30 5,491 83,82% 100,00% 97,00%5 31 5,565 83,82% 100,00% 97,00%6 30 6,013 83,82% 100,00% 97,00%7 31 6,771 83,82% 100,00% 97,00%8 31 6,544 83,82% 100,00% 97,00%9 30 5,407 83,82% 100,00% 97,00%
10 31 4,288 83,82% 100,00% 97,00%11 30 3,235 83,82% 100,00% 97,00%12 31 2,722 83,82% 100,00% 97,00%
4,815
Mes Día HT(β) [kWh/(m^2·dia)]
(1-LPS-LAS) FS 1-LM
Media
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 264 Autor: Anabella Drisaldi Castro
1 31 103,48% 93,00% 98,00% 76,682% 54060,6312 28 101,16% 93,00% 98,00% 74,967% 75994,7893 31 99,37% 93,00% 98,00% 73,640% 79015,0234 30 97,19% 93,00% 98,00% 72,024% 94237,2235 31 95,02% 93,00% 98,00% 70,410% 93361,6326 30 91,67% 93,00% 98,00% 67,933% 97334,0577 31 88,50% 93,00% 98,00% 65,584% 105815,5118 31 89,05% 93,00% 98,00% 65,993% 102899,0629 30 92,56% 93,00% 98,00% 68,588% 88359,371
10 31 97,51% 93,00% 98,00% 72,258% 73824,99811 30 101,33% 93,00% 98,00% 75,090% 57872,33412 31 103,38% 93,00% 98,00% 76,605% 49692,737
96,66% 71,63% 81043,016Media
Mes Día Eac [kWh/año]PR1-LTEMP 1-LINV 1-LDC
60%
62%
64%
66%
68%
70%
72%
74%
76%
78%
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Mes
Ren
dim
ient
o
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 265 Autor: Anabella Drisaldi Castro
0
20000
40000
60000
80000
100000
120000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Mes
Eac
[kW
h/A
ño]
Azotea.
La instalación consta de:
96 módulos Bp 3160 de 160 Wp y área de 1,25 m2 cada uno.
4 inversores Atersa de 4 kWp.
En total 15,36 kWp.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 266 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Pérdidas por temperatura.
Mes Días Tamb [ºC] Tc [ºC] ΔPmax(%)1 31 5,7 18,04 3,480%2 28 7,7 22,67 1,164%3 31 10,4 26,25 -0,625%4 30 12,3 30,61 -2,806%5 31 16,4 34,97 -4,985%6 30 21,6 41,65 -8,326%7 31 25,4 47,99 -11,497%8 31 25 46,89 -10,945%9 30 20,8 39,89 -7,443%
10 31 14,9 29,98 -2,490%11 30 9,5 22,34 1,331%12 31 6,7 18,25 3,375%
-3,34%Media
0
10
20
30
40
50
60
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Mes
Tc [º
C]
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 267 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Balance energético anual.
1 31 2,959 93,14% 100,00% 97,00%2 28 4,254 93,14% 100,00% 97,00%3 31 4,503 93,14% 100,00% 97,00%4 30 5,491 93,14% 100,00% 97,00%5 31 5,565 93,14% 100,00% 97,00%6 30 6,013 93,14% 100,00% 97,00%7 31 6,771 93,14% 100,00% 97,00%8 31 6,544 93,14% 100,00% 97,00%9 30 5,407 93,14% 100,00% 97,00%
10 31 4,288 93,14% 100,00% 97,00%11 30 3,235 93,14% 100,00% 97,00%12 31 2,722 93,14% 100,00% 97,00%
4,815Media
HT(β) [kWh/(m^2·dia)]
(1-LPS-LAS) FS 1-LMMes Día
1 31 103,48% 93,00% 98,00% 85,206% 14134,1502 28 101,16% 93,00% 98,00% 83,300% 19868,8353 31 99,37% 93,00% 98,00% 81,826% 20658,4754 30 97,19% 93,00% 98,00% 80,031% 24638,3185 31 95,02% 93,00% 98,00% 78,237% 24409,3956 30 91,67% 93,00% 98,00% 75,485% 25447,9867 31 88,50% 93,00% 98,00% 72,875% 27665,4618 31 89,05% 93,00% 98,00% 73,329% 26902,9569 30 92,56% 93,00% 98,00% 76,213% 23101,554
10 31 97,51% 93,00% 98,00% 80,290% 19301,54311 30 101,33% 93,00% 98,00% 83,437% 15130,72012 31 103,38% 93,00% 98,00% 85,120% 12992,164
96,66% 79,59% 21188,694
Mes Día Eac [kWh/año]PR1-LTEMP 1-LINV 1-LDC
Media
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 268 Autor: Anabella Drisaldi Castro
70%
72%
74%
76%
78%
80%
82%
84%
86%
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Mes
Ren
dim
ient
o
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Mes
Eac
[kW
h/A
ño]
ENERGÍA GENERADA TOTAL
Tejado: 81043,016 añohkW ⋅
añohkW ⋅ 102.231,71
Azotea: 21188,694 añohkW ⋅
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 269 Autor: Anabella Drisaldi Castro
2. ESTUDIO ECONOMICO
2.1 INTERÉS PÚBLICO Y EMPRESARIAL DE LOS PROYECTOS DE
ENERGÍAS RENOVABLES
El interés surgido en la construcción de instalaciones generadoras de energía
eléctrica de tecnología basada en energías renovables se debe al apoyo que desde el
Estado se está realizando para fomentar su implantación mediante primas, ayudas y
acuerdos de financiación.
Este fomento de las Energías Renovables por parte del Estado se integra en el
Plan de Energías Renovables 2005-2010.
Dicho plan responde a motivos de estrategia social, económica y
medioambiental.
En el se presentan los objetivos energéticos para cada área renovable, las
medidas necesarias para su cumplimiento, incluida la financiación, así como las
líneas de innovación tecnológica y los beneficios derivados de su aplicación.
El Plan de Fomento estableció unos objetivos que suponían un consumo de
energías renovables de 16,6 millones de tep en el año 2010.
Estos objetivos suponen una contribución de las fuentes renovables del 12,1%
del consumo de energía primaria en España en el año 2010 y una producción
eléctrica con estas fuentes del 30,3% del consumo bruto de electricidad.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 270 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Por lo que se refiere al objetivo de generación de electricidad con renovables,
en la siguiente tabla podemos ver la generación esperada para 2010 y el consumo
bruto de electricidad previsto.
El desarrollo de la energía Solar Fotovoltaica encuentra como principales
barreras aquellas de carácter económico; el interés en salvar estas barreras y
propiciar su desarrollo se fundamenta en la existencia de recursos solares muy
favorables en España y la existencia de tecnología y capacidad de fabricación a nivel
nacional.
En este Plan se identifica un nuevo objetivo de incremento de potencia
fotovoltaica de 363 MWp en el periodo 2005-2010.
Estas medidas que se plantean en el área de solar fotovoltaica están dirigidas a
fomentar un desarrollo que supere tanto las mencionadas barreras de carácter
económico, como las de orden tecnológico, normativo y social.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 271 Autor: Anabella Drisaldi Castro
BARRERAS MEDIDAS
Primas establecidas en el RD 436 Rentabilidad insuficiente.
Limitación al desarrollo de
proyectos al depender de líneas de ayuda.
Línea de ayudas del IDEA
Línea de financiación ICO-IDEA
Alejamiento de la energía solar
fotovoltaica del sector de la edificación
Aprobación del CTE.
Los incentivos a la producción de electricidad con energías renovables a través
del sistema de primas y precios fijos regulados, constituyen el principal mecanismo
de apoyo al desarrollo de estas fuentes.
La vida útil de este tipo de instalaciones es muy larga, lo que permite su
análisis de rentabilidad a un plazo mayor que otro tipo de inversiones . Los estudios
iniciales garantizaban 25 años, pero del análisis histórico de las existentes resulta una
vida útil por encima de los 40 años.
Como ejemplo puede citarse que las instalaciones más antiguas de los años 60-
70, aún están operativas.
Una de las más antiguas de es la de Els Metges, Cassà de la Selva, en Girona.
Se implantó en el año 1974 y aún continua operativa en la producción
energética.
Por otra parte afianzando los fundamentos técnicos de este tipo de inversiones,
los fabricantes de paneles solares garantizan que se obtendrá un rendimiento mayor
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 272 Autor: Anabella Drisaldi Castro
del 90% durante los primeros 15 años de operaciones y mayor del 80% hasta los 25
años.
Además las garantías se extienden a los principales componentes de la
instalación que tienen los siguientes períodos de garantía ; Módulos fotovoltaicos: 25
años y Sistemas electrónicos: 3 años
Por ello aunque los estudios de rentabilidad tipo suelen hacerse generalmente
como máximo a 10/15 años, las particularidades de este tipo de instalación permiten
que su rentabilidad se evalúe a lo largo de 25 años de funcionamiento.
Para el pago de la inversión se ha considerado la financiación del proyecto a
través del Convenio ICO-IDAE, basado en la financiación con unas condiciones
particulares y una ayuda a fondo perdido del IDAE que se aplicará a la amortización
anticipada parcial del préstamo.
El IDAE ( Instituto para la Diversificación y el Ahorro Energético ) es el
órgano través del cual se llevan a cabo los planes económicos para fomentar las
energías renovables.
Para desarrollar este cometido el IDAE firma anualmente un convenio de
colaboración con el ICO (Instituto de Crédito Oficial) y con otras entidades
financieras privadas
Se ha tomado como referencia la línea de Energías Renovables y Eficiencia
Energética del año 2005 puesto que el periodo de solicitud para optar a la
financiación abarca habitualmente de junio a septiembre.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 273 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Esta línea tiene como objetivo financiar las inversiones destinadas a la mejora
de la eficiencia energética y al fomento de las energías renovables.
Las Comunidades Autónomas además ofrecen subvenciones compatibles con
la financiación mencionada, para fomentar la construcción de nuevas centrales de
solar fotovoltaica conectada a red. Son siempre subvenciones de tantos €uros/Wp.
En consecuencia para realizar el estudio hemos partido de la hipótesis de que
la financiación y las ayudas basadas en el Convenio ICO-IDEA ,así como en el
apoyo de las subvenciones de la CAM , son compatibles, posibles de obtener y
ciertamente las más favorables .
En resumen el atractivo principal de estas fuentes de financiación para el
inversor está en la tasa real del interés pagado descontadas las subvenciones y
ayudas; y no totalmente en las propias condiciones de financiación que se mueven en
la banda normal de los créditos al capital fijo .
De cualquier forma uno de los puntos que más pueden interesar a un inversor
para asumir un proyecto de este tipo, es que queda por anticipado regulada la
obligación de la compañía eléctrica de comprar la energía de origen renovable,
fijándose la tarifa del kWh en el 575% sobre la tarifa eléctrica media los primeros
25 años y al 460% a partir de entonces( RD 436 ).
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 274 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Los titulares de la inversión deberán darse de alta en el censo de actividades
económicas del municipio donde esté ubicada la instalación, aunque estarán exentos
del pago del impuesto de actividades económicas (IAE).
Si la participación es de una sociedad mercantil, anualmente también habrá que
presentar la declaración de operaciones con terceras personas,
En este Estudio Económico analizaremos la rentabilidad de la inversión
considerando el “negocio” que supone la instalación de una central de generación
eléctrica de baja potencia con unas características de coste y del particular régimen
económico de retribución de la energía generada .
Para considerar si el proyecto puede resultar interesante en términos
económicos recurriremos a criterios usuales de análisis de inversiones , como son el
Plazo de Recuperación, el VAN (Valor Actual Neto de la Inversión) y el TIR (Tasa
Interna de Rentabilidad).
2.2 CONDICIONES DEL ESTUDIO ECONÓMICO
2.2.1. Tarifa.
El R.D. 436/2004, que desarrolla la Ley 66/1997, establece el régimen jurídico
y económico de la actividad de producción eléctrica en régimen especial.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 275 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Este R.D. garantiza pagar durante 25 años toda la energía producida por la
central al 575% de la tarifa media de referencia (TMR) actualizada y, por el resto
de la vida de la Central, al 460% de dicha tarifa.
El R.D. 1556/2005 ha fijado la TMR para el año 2006 en 0,076588 €/kWh, por
lo que hoy, el precio de la energía producida sería de 0,440381 €/kWh.
Los ingresos a 5,75 veces la TMR están garantizados durante 25 años (Art.
33.1 del
R.D. 436/2004) y, a partir de entonces, a 4,6 veces la mencionada TMR. La
venta de toda la energía eléctrica que produzca la instalación está asegurada durante
toda su vida útil.
La facturación y cierre se realizan mensualmente. Los pagos se liquidan
trimestralmente.
2.2.2 Financiación. Convenio ICO-IDAE para el fomento de las inversiones en
energías renovables.
El objeto de este Convenio es definir las condiciones en que se lleva a cabo la
colaboración entre el IDAE y el ICO, mediante la compatibilización de las líneas de
financiación del ICO con las ayudas financieras del IDAE, para fomentar las
inversiones en proyectos de Energías Renovables y de Eficiencia Energética a través
de la mediación de las Entidades de Crédito.
- Definición del Tipo de Proyecto financiable
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 276 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Debe ser un Sistema de generación eléctrica de potencia instalada superior a
10 kWp que transforma la energía de la radiación solar mediante paneles
fotovoltaicos en energía eléctrica para su vertido a la red de distribución.
Nuestra instalación se incluiría dentro de la línea solar en el apartado S.4, “
Solar fotovoltaica conectada a red de más de 10 kWp”
- Descripción de las partidas elegibles:
Formarán parte de las partidas elegibles el coste de los equipos e instalaciones,
captadores fotovoltaicos, acumuladores, reguladores, convertidores, tendidos y
conexiones, así como obra civil asociada, puesta en marcha, dirección e ingeniería de
proyecto.
Los principales subsistemas de que consta son los siguientes:
• Generador: compuesto por módulos fotovoltaicos, elementos de soporte y
fijación de los módulos, elementos de interconexión entre módulos, etc.
• Adaptador de energía: compuesto de inversores, cuadros de corriente
continua, cableados, etc.
• Conexión a red: compuesto por transformadores, cuadros de medida e
interruptores, cableado de interconexión, etc.
• Monitorización (opcional): compuesto por sensores, sistemas de adquisición
de datos, etc.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 277 Autor: Anabella Drisaldi Castro
• Obra civil: compuesta por movimiento de tierras, urbanización,
cimentaciones, zanjas, arquetas, etc.
Se cumplirá en todos sus aspectos el Pliego de condiciones técnicas del IDAE
para instalaciones conectadas a la red (PCT-C –Rev.-octubre 2002).
- Potenciales peticionarios:
Los titulares, principalmente empresas, Administraciones Públicas y
comunidades de vecinos, se corresponden con dos tipologías de proyecto: sistemas
asociados a edificios tales como centros institucionales, deportivos, turísticos, de
enseñanza o viviendas, en cuyo caso los titulares podrían ser, entre otros,
Administraciones Públicas, empresas o comunidades de vecinos; y, centrales
fotovoltaicas independientes de otras actividades, en cuyo caso los titulares, en
general serán empresas o grupos de empresas.
Venta de energía:
De acuerdo con el grupo b.1. del R.D. 436/2004.
Características generales de las líneas.
Be Beneficiarios finales Personas físicas o jurídicas, de naturaleza
pública o privada.
Modalidad del Préstamo o leasing.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 278 Autor: Anabella Drisaldi Castro
contrato
Máximo financiable El máximo financiable será de hasta el 80 %
del coste de referencia en todas las tipologías.
Préstamo/leasing máximo
por beneficiario/año:
Para las tipologías S.1 a S.7:
600.000 euros. Sólo se admitirá una solicitud
por beneficiario y año. A efectos de éste cómputo,
se tendrá en cuenta la participación de una misma
persona física o jurídica en otras entidades
beneficiarias con personalidad jurídica, de modo que
una misma persona física o jurídica no podrá
participar en dos o más solicitudes, con
independencia del porcentaje de participación que
tenga en las entidades beneficiarias.
Plazo de amortización y
carencia:
A elección del beneficiario final:
- 8 años, incluido uno de carencia.
- 10 años, incluido uno de carencia.
Tipo de cesión a las
Entidades de Crédito:
Variable: Euribor a 6 meses.
A los efectos del presente documento, Euribor
es el tipo de interés de referencia, obtenido de la
pantalla Reuter Euribor 6 meses, Act/360, de las 11
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 279 Autor: Anabella Drisaldi Castro
horas del día en que el ICO publica los tipos
aplicables para la quincena o, en su defecto, el que
refleje la oferta real de mercado, más una tarifa de
corretaje del 0,025 %. El tipo resultante vendrá
expresado en tres decimales.
Margen de las Entidades
Financieras:
Hasta 1 %.
Comisión de gestión: El ICO comunicará los martes fin de quincena
al IDAE el importe correspondiente a la comisión
flat de gestión de 5 puntos básicos sobre las
cantidades efectivamente dispuestas. Este importe
de comisión de gestión será ingresado por el IDAE
en la cuenta del ICO en el Banco de España
(Entidad 1.000) dentro del plazo máximo de los dos
días hábiles siguientes a la comunicación,
informando al ICO la fecha en que ha realizado el
abono.
Ayuda financiera de
IDAE para la amortización del
préstamo/leasing:
La ayuda se aplicará a la amortización
anticipada parcial del préstamo/leasing en forma de
abono de una sola vez, disminuyendo el principal
pendiente, una vez la Entidad de Crédito Mediadora
haya justificado al ICO la correcta aplicación de los
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 280 Autor: Anabella Drisaldi Castro
fondos.
La intensidad de la ayuda depende del
apartado en el que se incluya la instalación.
Para el apartado S.4 las ayudas son de 125€
por cada 1000€ de financiación.
125 €/1.000 €
Tipo al Beneficiario final:
Variable: Euribor a 6 mes más hasta 1%,
revisable semestralmente.
Riesgo con los
Beneficiarios finales:
Es asumido por las Entidades de Crédito
Mediadoras.
Plazo de formalización de
operaciones:
El beneficiario tendrá un plazo máximo de dos
meses desde la fecha de envío del ICO a la Entidad
de Crédito Mediadora de la autorización para
proceder a la formalización del préstamo/leasing.
Transcurrido dicho plazo sin que se hubiera
formalizado, los fondos quedarán liberados para
poder ser aplicados en otras solicitudes, quedando
sin validez dicha autorización.
Cancelación anticipada
Voluntaria:
Permitida, coincidiendo con las fechas de
revisión.
En el supuesto de amortización anticipada del
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 281 Autor: Anabella Drisaldi Castro
préstamo/leasing, el prestatario no procederá a la
devolución de la ayuda de IDAE si la inversión ha
sido realizada y comprobada por el IDAE. En caso
de que la inversión no se haya realizado, el
prestatario devolverá la ayuda de IDAE a este
organismo a través del ICO.
Reintegrar, el ICO tramitará la cancelación
anticipada sin solicitar el reintegro de ayuda,
correspondiendo al IDAE solicitar el mismo al
beneficiario final.
2.2.3 Ayudas de la CAM.
La Comunidad de Madrid, dentro del Estado español, representa un caso muy
especial en relación con la situación del sector energético, al ser una región con un
elevado consumo de energía que contrasta enormemente con una producción
autóctona muy reducida (apenas produce el 3 % de toda la energía que consume).
Entre las energías renovables, la solar es una de las más atractivas, teniendo en
cuenta tanto la orografía como la realidad climática del ámbito territorial de la
Comunidad de Madrid. Por ello, en la última década se ha venido potenciando desde
el Gobierno regional la utilización de la energía solar, en sus dos vertientes, térmica
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 282 Autor: Anabella Drisaldi Castro
y fotovoltaica. Ello se ha traducido en un continuo aumento de los fondos destinados
a subvencionar la utilización de dicha energía.
Por todo lo anterior, se ha iniciado una campaña denominada "Madridsolar", que se
articulará durante 2005 y años posteriores en un gran número de actuaciones.
- Beneficiarios
Corporaciones locales, así como sus agrupaciones o Mancomunidades.
Otras entidades públicas o con participación pública.
Instituciones sin ánimo de lucro.
Comunidades de propietarios o agrupaciones de la misma.
Empresas y otras personas jurídicas no incluidas en los apartados anteriores.
Personas físicas.
- Conceptos
Promover actuaciones de uso racional de la energía y utilización de fuentes de
energía renovables en el ámbito de la Comunidad de Madrid incentivando el
autoabastecimiento y protección del medio ambiente.
- Cuantía
Energías renovables:
• Solar fotovoltaica (sistemas aislados o sistemas conectados a red de más de 5 kWp,
o de potencia inferior que tengan carácter demostrativo):
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 283 Autor: Anabella Drisaldi Castro
2 euros/Wp para sistemas conectados a red.
- Cuantía máxima de las ayudas
70% de la inversión en todos los casos.
- Requisitos
Realizar la inversión en el ámbito territorial de la Comunidad de Madrid.
No tener deudas contraídas con la Comunidad de Madrid en período ejecutivo de
pago, salvo que estuvieran debidamente garantizadas.
- Información complementaria
El procedimiento de concesión de las ayudas será el de concurrencia no competitiva.
- Organismo responsable
Servicio de Programas Industriales y de Energía de la Dirección General de
Industria, Energía y Minas de la Consejería de Economía e Innovación Tecnológica.
- Recogida de la solicitud:
Dirección General de Industria, Energía y Minas. C/ Cardenal Marcelo Spínola
14, Edificio F-4.
- Presentación de solicitud y documentación:
Registro de la Dirección General de Industria, Energía y Minas. C/ Cardenal
Marcelo Spínola 14, Edificio F-4.
En cualquier Registro Oficial de la Comunidad de Madrid.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 284 Autor: Anabella Drisaldi Castro
2.2.4. Costes de operación.
Se estiman los costes de operación y mantenimiento anuales en 2c€/kWh.
El seguro de la instalación será de 1c€/kWh anual.
Los totales ascienden a 2050 €/año y 1020 €/año respectivamente.
2.3 ANÁLISIS DE RENTABILIDAD
2.3.1 Margen Operativo Bruto
La Rentabilidad del Proyecto se calcula a partir de la proyección a 25 años del
Margen operativo Bruto de la actividad que es el resultado de la ecuación del Margen
menos los Gastos de la actividad .
Los Ingresos se obtienen considerando un volumen fijo anual del volumen de
electricidad que se vende a la red por el precio actualizado anual de la Tarifa
eléctrica de venta (Euros/kWh) . Esta tarifa se actualiza anualmente pero se considera
un coeficiente fijo de actualización.
Los gastos comprenden los afectos al mantenimiento de la instalación, los
servicios, seguros e impuestos ; es decir el total de gastos operativos.
La larga vida útil de la instalación objeto del estudio unida a su bajo coste de
mantenimiento permite anticipar en consecuencia unos ingresos permanentes y
sostenibles en el largo plazo . Partiendo de una tarifa de 0,44 Eur/KWh actualizada
año a año y suponiendo que la tasa actual de inflación se mantiene constante ; para
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 285 Autor: Anabella Drisaldi Castro
un volumen anual también constante de la electricidad que se vende a la red de de
102.231 KWh anuales durante todo el período de evaluación de la inversión .
En el cuadro siguiente se pueden apreciar los Ingresos y Gastos actualizados
anualmente obtenidos en el horizonte temporal fijado para el estudio.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 286 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 287 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 288 Autor: Anabella Drisaldi Castro
2.3.2 Cálculo de la Amortización del Inmovilizado
Dada la inversión inicial en el año cero antes del comienzo de las operaciones
se consideran dos grandes apartados: la inversión fija propiamente dicha que se
amortiza en 25 años y los gastos de instalación amortizables en más de un período
anual que se cargan al proyecto en 5 años.
Dichas amortizaciones son un coste lineal no desembolsable a lo largo de la
vida del proyecto y deben descontarse para el cálculo del beneficio debido a la
depreciación que sufren con el tiempo las inversiones en inmovilizado
La larga vida útil de las instalaciones del proyecto es también una garantía de
que puede fijarse una amortización lineal del mismo a 25 años y permite anticipar
también que resulta correcto evaluar la rentabilidad de la inversión en tal plazo.
En el siguiente cuadro se visualiza el comportamiento de la amortización total
en el proyecto.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 289 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 290 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 291 Autor: Anabella Drisaldi Castro
2.3.3 Subvenciones , Ayudas y Financiación Externa ( Crédito )
Teniendo en cuenta la inversión en capital fijo y gastos amortizables así como
las subvenciones y ayudas iniciales se obtiene el importe del crédito sujeto a
financiación bancaria.. En este estudio se ha seleccionado la variante de crédito a 10
años con uno de carencia y pagos semestrales, como puede verse en los siguientes
cuadros :
DATOS CREDITO (PAGOS SEMESTRALES)Capital Total del Proyecto 415.143,00Importe de la subvención CAM 161.280,00Importe de la subvención I.D.A.E. 31.732,88Monto del Prestamo 222.130,13 222.130,13Numero de Reembolsos 18
Interes Anual en tanto por uno ICO (euribos+1) 0,03632Interés anual en pagos semestrales 0,0183 0,03665Cuota de la Carencia Semestral 4.070,51Cuota semestral Constante período reembolso 14.599,22
Para el cálculo de las cuotas en período de carencia como en período de
reembolso se toma como referencia el método de calculo del servicio de la deuda
por el método francés a cuota constante. Sus resultados se ponen en el siguiente
cuadro.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 292 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Nro cuota Amortización Amort Acu Interés Cuotas1 0,00 0,00 4.070,51 4.070,512 0,00 0,00 4.070,51 4.070,513 10.528,71 10.528,71 4.070,51 14.599,224 10.721,65 21.250,36 3.877,57 14.599,225 10.918,12 32.168,49 3.681,10 14.599,226 11.118,20 43.286,68 3.481,03 14.599,227 11.321,94 54.608,62 3.277,29 14.599,228 11.529,41 66.138,03 3.069,81 14.599,229 11.740,68 77.878,71 2.858,54 14.599,2210 11.955,83 89.834,54 2.643,39 14.599,2211 12.174,92 102.009,46 2.424,30 14.599,2212 12.398,02 114.407,49 2.201,20 14.599,2213 12.625,22 127.032,71 1.974,01 14.599,2214 12.856,57 139.889,28 1.742,65 14.599,2215 13.092,17 152.981,45 1.507,05 14.599,2216 13.332,08 166.313,53 1.267,14 14.599,2217 13.576,39 179.889,92 1.022,83 14.599,2218 13.825,18 193.715,10 774,05 14.599,2219 14.078,52 207.793,62 520,70 14.599,2220 14.336,51 222.130,13 262,71 14.599,22
TOTALES 222.130,13 48.796,91 270.927,04
La posibilidad del pago de las cuotas del crédito que aparecen en el cuadro
depende de que el proyecto genere un disponible suficiente según sean las
necesidades operativas de circulante .
2.3.4 Cálculo del Capital Circulante y del disponible para el Servicio
de la Deuda.
Se considera una hipótesis de las necesidades operativas de fondos para pagos
corrientes de la actividad así como que los clientes realizan sus pagos cada 60 días.
Estas dos partidas componen el total de las necesidades de circulante que se deducen
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 293 Autor: Anabella Drisaldi Castro
sumados a los impuestos al beneficio del margen operativo bruto , para determinar la
existencia de un flujo de caja positivo y suficiente para la cobertura del servicio de
la deuda .
En el cuadro puede verse la aptitud del proyecto para solventar tanto las
necesidades operativas de fondos como para cubrir los pagos generados por las
cuotas del préstamo.
Todo préstamo representa una carga que puede resultar ciertamente onerosa
para una empresa , por tanto además de que el flujo de caja sea positivo y disponible
para el pago de la deuda; es necesario saber el ratio de cobertura sobre la deuda. En
otras palabras el índice denominado Ratio de Cobertura de la Deuda resulta de
dividir el flujo disponible por el total de la deuda ; si este cociente es mayor que uno
entonces el proyecto tiene capacidad para asumir su compromiso financiero. Y tanto
mayor sea el indicador más líquida será la situación ante cualquier emergencia de
pagos
En síntesis en el cuadro siguiente se ve que en todos los años el ratio de
cobertura de la deuda el margen operativo bruto al que se deducen las necesidades
de circulante para operaciones corrientes y los impuestos, es suficientemente
líquido
para afrontar el pago de la deuda financiera y el resto de compromisos.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 294 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 295 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 296 Autor: Anabella Drisaldi Castro
2.3.5 Cuenta de Resultados. Calculo del Período de Recuperación ,
VAN y TIR
Realizado el cálculo anual del Margen Operativo Bruto en el apartado 2.3.1
y deduciendo la Amortización obtenida en el punto 2.3.2 más los intereses del
préstamo calculados en el punto 2.3.3 , obtenemos el cash flow operativo que
menos los impuestos permite analizar la existencia del beneficio de la actividad y
su capacidad financiera para la aceptación económica del proyecto.
- Período de Recuperación o Retorno de la Inversión
Se define como tal a la suma de períodos, en general años, en que se recupera
la inversión inicial a trabes de los flujos de caja generados por el proyecto.
La inversión se recupera en el año en el cual los flujos de caja acumulados
superan la inversión inicial.
Tratándose en este caso de una inversión sujeta a subvenciones y ayudas a
fondo perdido resulta correcto calcular este plazo neto de tales incentivos.
No es un método que pueda ser utilizado como criterio único, pero se lo utiliza
como complementario de los dos que se exponen a continuación.
En resumen este proyecto cuya evaluación se somete a un horizonte
temporal de análisis de 25 años y cuya vida económica útil podría extenderse hasta
40 años tiene un período de recuperación entre los 19 y 20 años; sin embargo si se
deducen las ayudas que son a fondo perdido del total evaluable, entonces la
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 297 Autor: Anabella Drisaldi Castro
recuparación real para los inversores está entre los 14 a 15 años. Un plazo normal
que por si mismo aconseja la inversión en el proyecto.
- Valor Actual Neto (VAN)
Consiste en actualizar el valor presente de los flujos de caja futuros que genera
el proyecto, descontados a un cierto tipo de interés, o tasa de descuento, y
compararlos con el importe inicial de la inversión.
Si el sumatorio de los flujos de caja actualizados en el horizonte temporal
elegido para evaluar el proyecto, resulta mayor que el valor de la inversión inicial
resulta positivo ; entonces el proyecto está en situación de ser elegido. Ya sea por la
atractividad e interés que el mismo disponga o por la comparación con otros
proyectos alternativos.
A la tasa de actualización elegida del 3,665% compatible con la tasa
financiera los flujos actualizados del proyecto generan un cash-flow suficiente
durante toda la vida del proyecto . A dicha tasa los flujos generados actualizados
menos la inversión inicial del año cero de proyecto resultan positivos en la suma de
144.494 euros.
- Tasa Interna de Retorno (TIR)
Se define a ésta como la tasa de descuento o tipo de interés que iguala el VAN
a cero.
Si la TIR es mayor que la tasa de descuento , el proyecto se considera aceptable
en caso contrario mediarán o no otras consideraciones para su rechazo u aceptación..
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 298 Autor: Anabella Drisaldi Castro
La tasa de actualización que iguala el VAN a cero; es decir la tasa máxima
asumible por un proyecto por encima de la cual sería deficitario, es en este caso del
del 5,9238% . Tasa que además se encuentra muy por encima de la tasa financiera
del crédito.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 299 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 300 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 301 Autor: Anabella Drisaldi Castro
2.4 .SÍNTESIS DE LA RENTABILIDAD DEL PROYECTO
a) En primer lugar se analizó el período de retorno de la inversión siendo
éste de 19 a 20 años sin considerar las ayudas y de 13 a 14 años considerando las
ayudas a fondo perdido, siendo esta última la más realista para considerar la
evaluación como positiva.
b) Seguidamente se evaluó el Valor Actual Neto del proyecto llegándose a
la conclusión de que los fondos netos generados de 144.494 euros son suficientes
para seleccionar el proyecto y calificarlo de rentable según este criterio.
Teniendo en cuenta las ayudas a fondo perdido los beneficios obtenidos a 25
años alcanzarían los 305.777 € para una inversión inicial de 222.130 €.
c) El último criterio elegido de selección ha sido el de la Tasa Interna de
Retorno que iguala él VAN a cero y resulta de un 5,9238%; tasa muy superior a
la de la financiación externa asumida, que aconseja también la selección del
proyecto.
Sin embargo y pese a todas las razones económicas y financieras destacadas
del proyecto cabría preguntarse cuál es su ventaja comparativa frente a otras
posibilidades de inversión.
d) Es muy importante comentar en el aspecto de los ingresos que se garantiza
la venta de toda la energía generada a un precio estipulado como un porcentaje
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 302 Autor: Anabella Drisaldi Castro
dependiente de la tarifa media de referencia, es decir, existe un precio público
garantizado y la energía generada tiene su compra comprometida.
Lo que coloca a este proyecto entre los de menor riesgo sobre cualquier
proyecto tecnológico elegible. En otras palabras en lo más importante de una
actividad económica empresarial, tal es el mantenimiento de una venta constante,
podría decirse que este proyecto goza de una incertidumbre igual a cero.
e) El proyecto no necesita de inversiones adicionales a través del tiempo,
ya sea por razones de obsolescencia técnica o por incremento de la capacidad por
competencia del mercado; y no necesita sobre todo nuevas inversiones por
mantenimientos onerosos generados por el desgaste de los elementos originales;
como ocurre con otras inversiones de mayor rentabilidad inicial pero de corto
horizonte temporal. La larga vida útil destacada al principio es por sí misma un factor
de selección a priori.
f) No solamente la posibilidad de obtención de subvenciones sino su ratio
sobre la inversión total del 46,50% del total insumido por el proyecto lo coloca
seguramente entre los que gozan de ayudas del mayor importe.
g) Las facilidades de obtención de créditos dadas por la solvencia inicial
que otorgan las subvenciones es finalmente otro de los criterios cualitativos que
no debe ignorarse a la hora de decidir sobre un proyecto de este tipo.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 303 Autor: Anabella Drisaldi Castro
Por todas estas razones económicas, ya sea las que dan los clásicos criterios
numéricos del análisis de inversiones como las que dan las del contexto cualitativo
en que se desenvuelve esta actividad determinan que el proyecto resulta asumible,
es factible en todos sus aspectos técnicos, económicos y financieros; teniendo
también una importante ventaja comparativa frente a otras decisiones de proyectos
aparentemente más rentables en el corto plazo pero más riesgosos en el largo plazo.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 301 Autor: Anabella Drisaldi Castro.
3. IMPACTO MEDIOAMBIENTAL.
Las instalaciones de conexión a red tienen un impacto
medioambiental que podemos considerar práctimente nulo. Si
analizamos diferentes factores, como son el ruido, emisiones gaseosas
a ala atmósfera, destrucción de flora y fauna, residuos tóxicos y
peligrosos vertidos al sistema de saneamiento, veremos que su
impacto, solo se limitará a la fabricación pero no al funcionamiento.
3.1. IMPACTO MEDIOAMBIENTAL RELACIONADO CON EL
FUNCIONAMIENTO DE LA INSTALACIÓN.
Ruidos:
-Módulos fotovoltaicos: La generación de energía de los módulos
fotovoltaicos, es un proceso totalmente silencioso.
-Inversor: trabaja a alta frecuencia no audible por el oído humano.
Emisiones gaseosas a la atmósfera:
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 302 Autor: Anabella Drisaldi Castro.
La forma de generar de un sistema fotovoltaico, no requiere
ninguna combustión para proporcionar energía, solo de una fuente
limpia como es el sol.
Destrucción de flora y fauna:
Ninguno de los equipos de la instalación tiene efecto de
destrucción sobre la flora o la fauna.
Residuos tóxicos y peligrosos vertidos al sistema de
saneamiento:
Para funcionar los equipos de la instalación no necesitan verter
nada al sistema de saneamiento, la refrigeración se realiza por
convección natural.
3.2. IMPACTO AMBIENTAL EN LA FABRICACIÓN.
En todo proceso de fabricación de módulos fotovoltaicos,
componentes electrónicos para los inversores, estructuras, cables etc.
Es donde las emisiones gaseosas a la atmósfera y vertidos al sistema
de saneamiento, pueden tener mayor impacto sobre el medio.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 303 Autor: Anabella Drisaldi Castro.
Los residuos tóxicos y peligrosos están regulados por el Real
Decreto 833/1988 de 20 de julio. En este documento se encuentra
reglamentadas las actuaciones en materia de eliminación de este tipo
de residuos, que se resume en un correcto etiquetado y en su
almacenamiento hasta la retirada por empresas gestoras de residuos,
ua que no se pueden verter al sistema de saneamiento.
Esto se traduce en costes asociados a los procesos de
fabricación de manera que en el diseño de procesos hay que tener en
cuenta los posibles residuos. Los principales residuos de esta clase son
: disoluciones de metales, aceites, disolventes orgánicos, restos de los
dopantes y los envases de las materias primas que han contenido estos
productos.
Los ácidos y los álcalis empleados en los procesos de limpieza
pertenecen a la clase de residuos que se eliminan a través del sistema
integral de saneamiento. Estos están regulados por al a Ley 10/1993 de
26 de octubre. Esta ley limita las concentraciones máximas de
contaminantes que es posible verter, así com la temperatura y el pH.
Las desviaciones con respecto a los valores marcados por la ley se
reflejan en el incremento de la tasa de depuración.
En cuanto a al energía consumida en el proceso de fabricación ,
tenemos el dato que en un tiempo entre 4 y 7 años los módulos
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 304 Autor: Anabella Drisaldi Castro.
fotovoltaicos devuelven la energía consumida en la fabricación, muy
inferior a la vida prevista para estos que es superior a los 20 años.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 305
Autor: Anabella Drisaldi Castro.
4. ANEXOS
4.1. TECNOLOGÍA FOTOVOLTAICA
4.1.1. Efecto fotoeléctrico
El efecto fotoeléctrico fue descubierto por Heinrich Hertz en 1887, al observar
que el arco que salta entre dos electrodos conectados a alta tensión alcanza distancias
mayores cuando se ilumina con luz ultravioleta que cuando se deja en la oscuridad.
Un Año después, Hallwachs hizo una importante observación de que la luz
ultravioleta al incidir sobre un cuerpo cargado negativamente causaba la perdida su
carga, mientras que no afectaba a un cuerpo con carga positiva.
Diez años mas tarde, J. Thomson y P. Lenard demostraron
independientemente, que la acción de al luz era la causa de la emisión de cargas
negativas libres por la superficie del metal. Aunque no hay diferencia con los demás
electrones, se acostumbra al denominar fotoelectrones a estas cargas negativas.
Heinrich Hertz establece que electrones de una superficie metálica pueden
escapar de ella si adquieren la energía suficiente suministrada por luz de
longitud de onda lo suficientemente corta.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 306
Autor: Anabella Drisaldi Castro.
Posteriormente Einstein le dio el significado correcto en 1905, en el que dice
que un haz de luz se compone de paquetes de energía llamados cuantos de luz o
fotones. Cuando el fotón choca contra un electrón en la superficie de un metal, el
fotón le puede transmitir energía al electrón, con la cual podría este escapar de la
superficie del metal.
4.1.1.1 Efecto fotoeléctrico externo
Es la formación y liberación de partículas eléctricamente cargadas que se
produce en la materia cuando es irradiada con luz u otra radiación electromagnética.
En el efecto fotoeléctrico externo se liberan electrones en la superficie de un
conductor metálico al absorber energía de la luz que incide sobre dicha superficie.
Este efecto se emplea en la célula fotoeléctrica, donde los electrones liberados por un
polo de la célula, el fotocátodo, se mueven hacia el otro polo, el ánodo, bajo la
influencia de un campo eléctrico. El estudio del efecto fotoeléctrico externo
desempeñó un papel importante en el desarrollo de la física moderna.
Los experimentos mostraron que la máxima energía posible de los electrones
emitidos sólo depende de la frecuencia de la luz incidente, y no de su intensidad. En
1905, para tratar de explicar el mecanismo del efecto fotoeléctrico externo, Albert
Einstein sugirió que podría considerarse que la luz se comporta en determinados
casos como una partícula, y que la energía de cada partícula luminosa, o fotón, sólo
depende de la frecuencia de la luz.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 307
Autor: Anabella Drisaldi Castro.
Para explicar el efecto fotoeléctrico externo, Einstein consideró la luz como un
conjunto de "proyectiles" que chocan contra el metal. Cuando un electrón libre del
metal es golpeado por un fotón, absorbe la energía del mismo. Si el fotón tiene la
suficiente energía, el electrón es expulsado del metal.
Según la teoría de Einstein, esta energía máxima sólo depende de la energía del
fotón que lo expulsa, que a su vez sólo depende de la frecuencia de la luz. La teoría
de Einstein se verificó por experimentos posteriores. El término efecto fotoeléctrico
también puede referirse a otros procesos como por ejemplo el efecto fotovoltáico.
Efecto fotovoltaico
En el efecto fotovoltaico, los fotones crean pares electrón-hueco en materiales
semiconductores. En un transistor, este efecto provoca la creación de un potencial
eléctrico en la unión entre dos semiconductores diferentes.
4.1.1.2. Efecto fotoeléctrico interno
En el fotoefecto interno los electrones excitados permanecen dentro de la
sustancia, contrario al fotoefecto externo.
Cuando el material es irradiado, electrones de la banda de valencia son
llevados a la banda de conducción y aumenta la conductividad eléctrica del material
irradiado. Este aumento de conductividad se llama fotoconducción. En el caso en de
los metales, debido a su alta conductividad eléctrica base, el aumento de
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 308
Autor: Anabella Drisaldi Castro.
conductividad por radiación es insignificante, por eso el fotoefecto interno se emplea
tanto en los semiconductores dopados como en los intrínsecos.
La conductividad intrínseca es ocasionada por electrones y huecos
térmicamente generados, que están presentes en iguales concentraciones. Cuando la
sustancia es irradiada, portadores de carga libres adicionales son producidos por la
energía del fotón con lo que se mejora la conductividad. Mediante el dopado
deliberado de un semiconductor con donantes o aceptores, se obtiene un
semiconductor tipo P o N.
4.1.2. Célula fotoeléctrica / Celdas Solares
Componente electrónico basado en el efecto fotoeléctrico. En su forma más
simple, se compone de un ánodo y un cátodo recubierto de un material fotosensible.
La luz que incide sobre el cátodo libera electrones que son atraídos hacia el
ánodo, de carga positiva, originando un flujo de corriente proporcional a la
intensidad de la radiación. De esta forma las células o celdas solares convierten
energía solar en electricidad
La forma más común de las celdas solares se basa en el efecto fotovoltaico, en
el cual la luz que incide sobre un
dispositivo semiconductor de dos capas
produce una diferencia del potencial
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 309
Autor: Anabella Drisaldi Castro.
entre las capas. Este voltaje es capaz de conducir una corriente a través de un circuito
externo. Fig. 1. Efecto fotovoltaico en una célula solar
4.1.2.1. Orígenes de las celdas solares
El efecto fue observado primero en un material sólido (el metal selenio) en
1877. Este material fue utilizado durante muchos años para los fotómetros, que
requerían de cantidades muy pequeñas de energía.
Una célula solar de silicio que convertía el 6% de la luz solar que incidía sobre
ella en electricidad fue desarrollada por Chapin, Pearson y Fuller en 1954.
Las celdas solares de silicio disponibles comercialmente en la actualidad tienen
una eficiencia de conversión en electricidad de la luz solar que cae sobre ellas de
cerca del 18%.
En la actualidad existen una gran variedad de métodos para la producción
práctica de celdas solares de silicio (amorfas, monocristalinas o policristalinas), del
mismo modo que para las celdas solares hechas de otros materiales (seleniuro de
cobre e indio, teluro de cadmio, arseniuro de galio, etc).
4.1.2.2. Elaboración
Las celdas solares de silicio se elaboran utilizando planchas (wafers)
monocristalinas, planchas policristalinas o láminas delgadas
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 310
Autor: Anabella Drisaldi Castro.
- Las planchas monocristalinas (de aproximadamente 1/3 a 1/2 de milímetro
espesor) se cortan de un gran lingote monocristalino que se ha desarrollado a
aproximadamente 1400°C, siendo un proceso muy costoso.
El silicio debe ser de una pureza muy elevada y tener una estructura cristalina
casi perfecta.
- Las planchas policristalinas son realizadas por un proceso de moldeo en el
cual el silicio fundido es vertido en un molde y se lo deja asentar. Entonces se rebana
en planchas.
Como las planchas policristalinas son hechas por moldeo son apreciablemente
más baratas de producir, pero no tan eficiente como las celdas monocristalinas.
El rendimiento más bajo es debido a las imperfecciones en la estructura
cristalina resultando del proceso de moldeo.
- El silicio amorfo, una de las tecnologías de lámina delgada, es creado
depositando silicio sobre un substrato de vidrio de un gas reactivo tal como silano
(SiH4).
El
silicio
amorfo es una
de grupo de
tecnologías de
Región P
Malla colectorade corriente
Región N
Material base
Malla colectora de corriente posterior
Luz solar
30 micras
300 micras
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 311
Autor: Anabella Drisaldi Castro.
lámina delgada. Este tipo de célula solar se puede aplicar como película a substratos
del bajo costo tales como cristal o plástico.
Fig. 2. Esquema de una célula
Dopado
En la producción de celdas solares al silicio se le introducen átomos de
impurezas (dopado) para crear una región tipo p y una región tipo n de modo de
producir una unión p-n.
Un átomo del silicio tiene 4 electrones de valencia (aquellos más débilmente
unidos), que enlazan a los átomos adyacentes. Substituyendo un átomo del silicio por
un átomo que tenga 3 o 5 electrones de la valencia producirá un espacio sin un
electrón (un agujero) o un electrón extra que pueda moverse más libremente que los
otros, ésta es la base del doping.
En el doping tipo p, la creación de agujeros, es alcanzada mediante la
incorporación en el silicio de átomos con 3 electrones de valencia, generalmente se
utiliza boro.
En el dopaje de tipo n, la creación de electrones adicionales es alcanzada
incorporando un átomo con 5 electrones de valencia, generalmente fósforo.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 312
Autor: Anabella Drisaldi Castro.
Una vez que se crea una unión p-n, se hacen los contactos eléctricos al frente y
en la parte posterior de la célula evaporando o pintando con metal la plancha.
La parte posterior de la plancha se puede cubrir totalmente por el metal, pero el
frente de la misma tiene que tener solamente un patrón en forma de rejilla o de líneas
finas de metal, de otra manera el metal bloquearía al sol del silicio y no habría
ninguna respuesta a los fotones de la luz incidente.
4.1.2.3 Funcionamiento
Las celdas solares están formadas por dos tipos de material, generalmente
Malla
Silicio tipo N
Silicio tipo P
Conexiones
Fig. 3. Célula solar
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 313
Autor: Anabella Drisaldi Castro.
silicio tipo p y silicio tipo n.
La luz de ciertas longitudes de onda puede ionizar los átomos en el silicio y el
campo interno producido por la unión que separa algunas de las cargas positivas
("agujeros") de las cargas negativas (electrones) dentro del dispositivo fotovoltaico.
Los agujeros se mueven hacia la capa positiva o capa de tipo p y los electrones
hacia la negativa o capa tipo n.
Aunque estas cargas opuestas se atraen mutuamente, la mayoría de ellas
solamente se pueden recombinar pasando a través de un circuito externo fuera del
material debido a la barrera de energía potencial interno. Por lo tanto si se hace un
circuito se puede producir una corriente a partir de las celdas iluminadas, puesto que
los electrones libres tienen que pasar a través del circuito para recombinarse con los
agujeros positivos.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 314
Autor: Anabella Drisaldi Castro.
4.1.2.4. Energía y eficiencia
La cantidad de energía que entrega un dispositivo fotovoltaico esta
determinado por:
- El tipo y el área del material
- La intensidad de la luz del sol
- La longitud de onda de la luz del sol.
Por ejemplo, las celdas solares de silicio monocristalino actualmente no pueden
convertir más el de 25% de la energía solar en electricidad, porque la radiación en la
región infrarroja del espectro electromagnético no tiene suficiente energía como para
separar las cargas positivas y negativas en el material.
Las celdas solares de silicio policristalino en la actualidad tienen una eficiencia
de menos del 20% y las celdas amorfas de silicio tienen actualmente una eficiencia
algo menor del 10%, debido a pérdidas de energía internas más altas que las del
silicio monocristalino.
Eficiencias típicas de células
• Silicio amorfo (Single Layer) 2 - 5%
• Módulo Apolo (Cd Te) 8 - 10%
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 315
Autor: Anabella Drisaldi Castro.
• Silicio Monocristalino 11 - 15%
• Silicio Policristalino 10 - 14%
• Silicio Monocristalino Saturno 16 - 18%
(datos proporcionados por BP Solar)
Una característica importante de las celdas fotovoltaicas es que el voltaje de la célula
no depende de su tamaño, y sigue siendo bastante constante con el cambio de la
intensidad de luz. La corriente en un dispositivo, sin embargo, es casi directamente
proporcional a la intensidad de la luz y al tamaño. Para comparar diversas celdas se
las clasifica por densidad de corriente, o amperios por centímetro cuadrado del área
de la célula.
La potencia entregada por una célula solar se puede aumentar con bastante
eficacia empleando un mecanismo de seguimiento para mantener el dispositivo
fotovoltaico directamente frente al sol, o concentrando la luz del sol usando lentes o
espejos. Sin embargo, hay límites a este proceso, debido a la complejidad de los
mecanismos, y de la necesidad de refrescar las celdas. La corriente es relativamente
estable a altas temperaturas, pero el voltaje se reduce, conduciendo a una caída de
potencia a causa del aumento de la temperatura de la célula.
4.1.3. Paneles fotovoltaicos
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 316
Autor: Anabella Drisaldi Castro.
Puesto que una sola célula fotovoltaica tiene un voltaje de trabajo cercano a 0.5
V, estas generalmente se conectan juntas en serie (positivo con negativo) para
proporcionar voltajes más grandes.
Material de conexión
Unión soldada
Célula
Fig. 4. Conexión en serie para aumentar la diferencia de potencial:
Al conjunto formado por células conectadas en serie y en paralelo,
convenientemente ensamblado y protegido contra los agentes externos, se le
denomina panel o módulo fotovoltaico.
Las células solares son elementos frágiles y se deben proteger por ambos lados.
Esto se consigue colocándolas entre una capa de protección superior y otra inferior.
El coeficiente de expansión térmica de los materiales protectores, tanto el superior
como el inferior, debe ser similar y compatible además con el de las células.
En la actualidad los plásticos y el vidrio son los materiales más empleados. El
vidrio tiene la ventaja de mantener intactas sus propiedades ópticas y eléctricas
durante largos periodos.
Los polímeros no impiden la penetración de la humedad en las uniones y la
metalización, por lo que son apropiados si el silicio subyacente y los otros materiales
son resistentes a la corrosión. Los plásticos son más ligeros que el vidrio, pero se
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 317
Autor: Anabella Drisaldi Castro.
deben escoger cuidadosamente puesto que algunos tipos pueden perder su
transparencia a la luz y su solidez después de una larga exposición a la luz solar y a
la atmósfera.
Sellante Superficie frontal
Cristal con bajo
Encapsulado EVA
Célula
Fibra de vidrio
Encapsulado
Tricapa TEDLAR Marco de aluminio Extruido
Protección y alta
Transmisión luz
Sellado y fijación
Generación fotovoltaica
Eliminar aire del laminado
Sellado y fijación
Protección de humedad y cubierta posterior
Los paneles adoptan casi siempre una forma cuadrada o rectangular, con áreas
que van desde unos 0,1 m² hasta 0,5 m².
El grueso total, sin incluir el marco protector, no suele superar los 3 cm. Son
relativamente ligeros y, aunque rígidos en apariencia, son capaces de sufrir ligeras
deformaciones para adaptarse a los esfuerzos mecánicos a que pudiesen verse
sometidos.
4.1.3.1. Conexiones de los módulos
FFiigg.. 55.. CCoommppoossiicciióónn ddee uunn llaammiinnaaddoo
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 318
Autor: Anabella Drisaldi Castro.
Corrientemente sólo se usan ciertos voltajes estándar, como 1,5 V, 6 V, 12
V, 24 V y 48 V, que son múltiplos unos de otros. Cualquier pedido específico de
potencia se puede satisfacer conectando el número adecuado de módulos en serie y
en paralelo. La asociación en serie de paneles permite alcanzar la tensión pedida
mientras que la asociación en paralelo permite obtener la potencia deseada.
Al combinar ramas en serie y en paralelo se puede conseguir la tensión y la
corriente que se desee.
- Al conectar los módulos en paralelo se mantiene la tensión de un solo módulo pero se suman las corrientes de todos:
BP SOLAR BP SOLAR BP SOLAR BP SOLAR
12 V
18 A +
-
BP SOLAR BP SOLAR BP SOLAR BP SOLAR
12 V
18 A
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 319
Autor: Anabella Drisaldi Castro.
Características eléctricas de los módulos
La respuesta del panel frente a la radiación solar viene determinada por las
células que lo forman, por lo que se caracterizará por los mismos parámetros que
describen a una célula:
• Corriente de cortocircuito
• Tensión de circuito abierto
• Potencia máxima
• Factor de forma
• Eficiencia total del panel
24 V BP SOLAR ESPAÑA
BP SOLAR ESPAÑA
BP SOLAR ESPAÑA
BP SOLAR ESPAÑA
9 A+
-
- Al conectar los módulos en serie se suma la tensión pero se mde uno solo.
antiene la corriente
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 320
Autor: Anabella Drisaldi Castro.
La curva característica del panel o curva de intensidad-voltaje presenta la
misma forma que en el caso de las células y varía poco de unos paneles a otros.
El estándar internacionalmente aceptado para medir respuestas de los
paneles fotovoltaicos es una intensidad radiante de 1000 W/m², que se conoce
como una intensidad de un Sol y una temperatura de la célula de 25 grados
Celsius. Así, la potencia nominal pico de un panel es la proporcionada por el
mismo al recibir una irradiación de 1000 W/m² cuando la temperatura es de 25
grados Celsius. No obstante, las condiciones de trabajo respecto a las de referencia
vendrán dadas por las variaciones de las células componentes.
El voltaje (medida del potencial eléctrico entre dos puntos de un circuito , cuya
unidad es el Voltio) y la corriente (cantidad de electrones por segundo que fluye por
un circuito, medida en Amperios) que proporciona un módulo están relacionados por
la curva de rendimiento o curva I-V:Pero la curva I-V del módulo varía con la
CCuurrvvaa ddee ppootteenncciiaa ddeell mmóódduulloo
0
1
2
3
4
5
6
0 2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0 17.5 20
TENSION MODULO (V)
(Amps)
0
15
30
45
60
75
90 POTENCIA MODULO
(W)
25 ºC Temp célula Potencia
I-V MODULO BP275
100 mW/cm2
CORRIENTE MODULO
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 321
Autor: Anabella Drisaldi Castro.
temperatura. En general los módulos trabajan mejor a menores temperaturas:
CCuurrvvaa ddeell mmóódduulloo eenn ffuunncciióónn ddee llaa tteemmppeerraattuurraa
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25
TENSION MODULO (V) 25 ºC Temp. célula 40 ºC Temp. célula60 ºC Temp. célula 80 ºC Temp. célula
CURVA I-V MODULO BP275
100 mW/cm2
CORRIENTE MODULO
( A )
Los paneles que se interconexionen deberán tener la misma curva I-V a fin de evitar
descompensaciones.
Los contactos eléctricos exteriores deben asegurar una perfecta estanqueidad
cuando se efectúe la unión con el conductor exterior o con los paneles. Algunos
paneles llevan preparada una toma de tierra, que será precisa usar cuando, por
acoplarse un cierto número de paneles, la potencia total vaya a ser considerable.
Tipos de módulos
Los paneles se fabrican en una de tres categorías básicas:
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 322
Autor: Anabella Drisaldi Castro.
• Paneles de bajo voltaje / baja potencia.
Son confeccionados conectando entre 3 y 12 segmentos pequeños de
silicio amorfo fotovoltaico con un área total de algunos centímetros cuadrados
para obtener voltajes entre 1.5 y 6 V y potencias de algunos milivatios.
Aunque cada uno de estos paneles es muy pequeño, la producción total es
grande. Se utilizan principalmente en relojes, calculadoras, cámaras fotográficas
y dispositivos para detectar la intensidad de luz.
• Paneles pequeños de 1 - 10 vatios y 3 - 12 V.
Con áreas de 100cm2 a 1000cm2.
Son hechos ya sea cortando en pedazos celdas mono o policristalinas de
100cm2 y ensamblándolas en serie, o usando paneles amorfos de silicio.
Los usos principales son en radios, juguetes, bombeadores pequeños,
cercas eléctricas y cargadores de baterías.
• Paneles grandes, de 10 a 60 vatios, y habitualmente 6 o 12
voltios.
Áreas de 1000cm2 a 5000cm2.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 323
Autor: Anabella Drisaldi Castro.
Son generalmente construidos conectando de 10 a 36 celdas del mismo
tamaño en serie. Se utilizan individualmente para bombeadores pequeños y
energía de casas rodantes (luces y refrigeración) o en conjuntos para
proporcionar energía a casas, comunicaciones, bombeadores grandes y fuentes
de energía en área remotas.
Existen tres "calidades" de paneles dependiendo del método de
fabricación.
A continuación se describen los paneles fotovoltaicos de mayor a menor
calidad:
• Silicio Monocristalino:
Estas células se obtienen a partir de barras cilíndricas de
silicio Monocristalino producidas en hornos especiales. Las celdas
se obtienen por cortado de las barras en forma de obleas cuadradas
delgadas (0,4-0,5 mm de espesor). Su eficiencia en conversión de
luz solar en electricidad es superior al 12%. Son por lo tanto, los más
los más efectivos.
caros pero
• Silicio Policristalino:
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 324
Autor: Anabella Drisaldi Castro.
Estas células se obtienen a partir de bloques de silicio
resultado de la fusión de trozos de silicio puro en moldes especiales.
En los moldes, el silicio se enfría lentamente, solidificándose. En
este proceso, los átomos no se organizan en un único cristal. Se
forma una estructura policristalina con superficies de separación
entre los cristales. Su eficiencia en conversión de luz solar en electricidad es algo
menor a las de silicio Monocristalino.
• Silicio Amorfo:
Estas celdas se obtienen mediante la deposición de capas muy
delgadas de silicio sobre superficies de vidrio o metal. Su eficiencia
en conversión de luz solar en electricidad varía entre un 5 y un 7%.
Son por consiguiente, los más baratos.
4.1.4. Sistemas fotovoltaicos conectados a la red
Los principales componentes que forman un sistema fotovoltaico conectado a
red son:
- Módulos fotovoltaicos
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 325
Autor: Anabella Drisaldi Castro.
- Inversor para la conexión a red
- Dispositivo de intercambio con la red eléctrica
- Contador de energía bidireccional
El inversor es uno de los componentes más importantes en los sistemas
conectados a red, ya que maximiza la producción de corriente del dispositivo
fotovoltaico y optimiza el paso de energía entre el módulo y la carga.
Es un dispositivo que transforma la energía continua producida por los
módulos (12V, 24V, 48V, ..) en energía alterna (generalmente 220V), para alimentar
el sistema y/o introducirla en la red, con la que trabaja en régimen de intercambio.
Los inversores para la conexión a la red eléctrica están equipados generalmente
con un dispositivo electrónico que permite extraer la máxima potencia, paso por
paso, del generador fotovoltaico. Este dispositivo sigue el punto de máxima potencia
(MPPT) y tiene justamente la función de adaptar las características de producción del
campo fotovoltaico a las exigencias de la carga.
El dispositivo de intercambio con la red sirve para que la energía eléctrica
introducida en la red tenga todas las características requeridas por la misma.
Finalmente, el contador de energía mide la energía producida por el sistema
fotovoltaico durante su periodo de funcionamiento.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 326
Autor: Anabella Drisaldi Castro.
Fig. 6. Aquí se presenta el esquema tipo de un sistema fotovoltaico conectado a
red:
Fig. 7. Esquema eléctrico indicativo de un sistema fotovoltaico conectado a
red:
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 327 Autor: Anabella Drisaldi Castro.
4.2. MANTENIMIENTO.
4 .2 .1. MÓDULOS FOTOVOLTAICOS
Los módulos fotovol ta icos requieren muy poco
mantenimiento, por su propia configuración carente de par tes
móviles y con el ci rcui to inter ior de las células y las soldaduras de
conexión muy protegidas del ambiente exter ior por capas de
mater ia l protector . El mantenimiento abarca los s iguientes procesos:
-Limpieza per iódica del panel , la per iodicidad del proceso
depende, lógicamente de la intens idad e ensuciamiento. En el caos
de depósi tos procedentes de las aves conviene evi tar los instalando
pequeñas antenas e lás t icas en la par te a l ta del panel , impidiendo a
aquél las que se posen. La operación de l impieza consis te
s implemente en el lavado de los módulos con agua y algún
detergente no abrasivo. Esta operación se t iene que real izar a
pr imeras horas de la mañana, cuando el módulo esta f r ío . No es
recomendable en ningún caso ut i l izar mangueras a presión.
- Inspección visual de posibles degradaciones internas y
de la es tanqueidad del panel .
-Control de las conexiones eléctr icas y el cableado.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 328 Autor: Anabella Drisaldi Castro.
-Revis ión de los prensaestopas de la caja de conexión.
4 .2 .2 . INVERSOR.
El mantenimiento del inversor no dif iere especialmente de las
operaciones normales en equipos electrónicos. Las aver ías en
condiciones normales de funcionamiento son poco frecuentes y la
s implic idad de los equipos reduce el mantenimiento a las s iguientes
operaciones.
o Observación visual del es tado y funcionamiento del inversor .
o Comprobación del conexionado y cableado de l9os
componentes .
o Observación del funcionamiento de los indicadores ópt icos .
o Acumulación de polvo yu suciedad que se pueda producir en
el conducto de vent i lación.
4 .2 .3. CAJAS DE CONEXIÓN.
o Se observará la es tanqueidad de los armarios y prensaestopas.
o Cableado general del armario.
o Apriete de bornas y detección de cables con temperatura
e levada.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 329 Autor: Anabella Drisaldi Castro.
o Señal ización de cables en buen estado.
o Comprobación de las protecciones (var is tores , fusibles ,
magnetotérmicos, seccionadores , e tc .) .
4 .2 .4 . CAMINO DE CABLES.
o Eliminar suciedad en las conducciones que se
encuentren en el exter ior .
o Comprobación visual del a is lamiento de los cables .
o Fijación a bandejas muros etc .
o Señaladores de cables en buen estado.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 330 Autor: Anabella Drisaldi Castro.
4.3. SEGURIDAD LABORAL.
El Real Decreto 1627/1997 de 24 de octubre dispone que en todo
proyecto de ejecución de obra debe incluirse un estudio de Seguridad
y Salud, como requisito necesario par a el visado por el Colegio
Profesional. A continuación detallaré una serie de normas que serán de
obligatorio cumplimiento para la realización de la obra por todo el
personal autorizado.
Riesgos laborales:
Caídas al mimo o distinto nivel.
Electrocuciones.
Quemaduras producidas por descargas eléctricas.
Cortes en las manos.
Atrapamiento de los dedos al introducir cables en los
conductores.
Golpes en la cabeza en el montaje de los módulos fotovoltaicos,
bandejas, canaletas, equipos y armarios de conexión.
Caída de materiales.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 331 Autor: Anabella Drisaldi Castro.
Prevención:
Todos los medios de protección individual irán especificados en
cuanto a sus características y condiciones técnicas correspondientes,
así como las medidas necesarias par a su correcto uso y
mantenimiento, atendiendo tanto a la reglamentación vigente como a
las normas de uso y costumbre.
Redes de protección para evitar la caída al vacío desde la
cubierta del edificio.
Barandillas de protección.
Casco de seguridad para evitar golpes en la cabeza y caída de
materiales de forma accidental.
Cinturón de seguridad para la prevención de caídas.
Cuerda de seguridad para fijación del cinturón. Su utilización
sera siempre en las siguientes condiciones:
-La longitud será tal que no permita nunca el choque contra ningún
nivel.
-En caso de caída se tendrá en cuenta el posible penduleo para no
chocar contra nada.
-La caída no será superior a 1 m. Utilizándose anclajes de
seguridad para tal fin.
Guantes de cuero para la manipulación de todos los
elementos que puedan ocasionar golpes y cortes en las
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 332 Autor: Anabella Drisaldi Castro.
manos, como cables, módulos fotovoltaicos, armarios de
protección, inversores, canaletas, bandejas, etc.
Guantes aislantes.
Calzado de seguridad que sea aislante y con suela
antideslizante para evitar electrocuciones y deslizamientos.
Trabajo en líneas sin tensión.
Instalaciones auxiliares de obra protegidad al paso de
personas o maquinaria para evitar deterioro de la cubierta
aislante.
No se permitirá la utilización directa de los terminales de los
conductores, como clavija de toma de corriente.
Los empalmes y conexiones se realizaran mediante elementos
apropiados debidamente aislados.
Las escaleras de mano que se utilicen serán de tijera.
Lugar de trabajo.
Para el trabajo en el interior como en el exterior de la obra se
tendrán en cuenta las siguientes recomendaciones. Deberá procurarse
la estabilidad y solidez de los materiales y equipos, así como evitar el
paso por superficies deslizantes sin utilización del calzado adecuado.
Deberán disponerse de los servicios higiénico-sanitarios
suficientes par el número de trabajadores en actividad simultánea.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 333 Autor: Anabella Drisaldi Castro.
Estos servicios dispondrán de jabón y productos desengrasantes, si
fuera necesario, así como botiquín de primeros auxilios. Todos los
elementos punzantes o cortantes, situados a una altura inferior a dos
metros, deberán estar debidamente protegidos y señalizados. Los
lugares cerrdos deberán dotarse de ventilación suficiente para evitar la
concentración de humos, gases o vapores tóxicos o sofocantes, así
como de una ventilación adecuada y suficiente.
Otras consideraciones.
Durante la fase de ejecución de la obra, se emplearán las señales
y dispositivos de seguridad incluidos en el R.D. 485/1997 de 14 de
abril , siempre que el análisis de los riesgos existentes, situaciones de
emergencia previsibles y medidas preventivas adoptadas, hagan
necesario:
Llamar la atención de los trabajadores.
Alertarlos en situaciones de emergencia.
Facilitar localizaciones.
Orientar en maniobras peligrosas.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 334 Autor: Anabella Drisaldi Castro.
4.4. RIESGO ELÉCTRICO.
El riesgo eléctrico es aquel susceptible de ser producido por cualquier tipo de operación
en instalaciones eléctricas y/o con equipos y aparatos de baja, media y alta tensión,
como pueden ser operaciones de mantenimiento o experimentación con aparatos e
instalaciones eléctricas.
4.4.1. Exposición
Quedan específicamente incluidos los riesgos por:
o Choque eléctrico por contacto con elementos en tensión (contacto eléctrico
directo), con masas puestas accidentalmente en tensión (contacto eléctrico
indirecto)
o Quemaduras por choque o arco eléctrico.
o Caídas o golpes como consecuencia de choque o arco eléctrico.
o Incendios o explosiones originados por la electricidad.
4.4.2. Factores expositivos que condicionan la probabilidad y sus efectos sobre la salud
Intensidad de la corriente:
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 335 Autor: Anabella Drisaldi Castro.
Es uno de los factores que más inciden en los efectos ocasionados por el accidente
eléctrico. Los valores de intensidad se establecen como valores estadísticos debido a que
sus valores netos dependen de cada persona y del tipo de corriente.
A intensidad de 10 mA existe tetanización muscular y la imposibilidad de soltarse del
lugar donde se produce el contacto eléctrico. Al superarse los 50 mA de intensidad, se
produce fibrilación ventricular.
Duración del contacto eléctrico:
Junto al factor anterior es el que más influye sobre los efectos del accidente ya que
condiciona la gravedad del paso de la corriente por el organismo.
Forma de la corriente:
Tanto la corriente continua como alterna siguen los principios de la ley de Ohm, siendo
la corriente alterna aproximadamente 3-4 veces menos peligrosa que la continua. En
términos generales, una corriente continua o alterna de 100 mA es considerada como
muy peligrosa mortal.
Tensión aplicada:
La peligrosidad en el paso de la tensión depende directamente de la resistencia eléctrica
del organismo.
El reglamento Electrotécnico de Baja Tensión fija unos valores de tensión de seguridad
(tal que aplicada al cuerpo humano, proporcione un valor de intensidad que no suponga
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 336 Autor: Anabella Drisaldi Castro.
riesgos para el individuo) de 50 V para emplazamientos secos y de 24 V para
emplazamientos húmedos, siendo aplicables tanto para corriente continua como alterna,
con una frecuencia de 50 Hz.
Frecuencia:
A mayor frecuencia menos peligrosidad, siendo los valores superiores a 100.000 Hz
prácticamente inofensivos. Para valores de 10.000 Hz la peligrosidad es similar a la
corriente continua.
La resistencia eléctrica del cuerpo humano:
La resistencia que presenta el cuerpo humano al paso de la corriente depende de la
resistencia eléctrica del cuerpo (que a su vez depende de factores como la superficie de
contacto, la presión de contacto, el grado de humedad de la piel, etc.), la resistencia de
contacto y la resistencia de salida.
Fig. 1.- Relación entre intensidad y resistencia.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 337 Autor: Anabella Drisaldi Castro.
Fig. 2.- Recorrido de la corriente por el cuerpo humano.
La resistencia eléctrica del cuerpo humano varía según las personas y el estado de salud
que presenten, en especial, si tienen lesiones en la piel. Los valores generales de
resistencia oscilan entre 100 y 500 W y, tendiendo en cuenta la barrera de los tejidos,
puede llegar a alcanzar valores de hasta 1.000 W.
4.4.3. Señalización
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 338 Autor: Anabella Drisaldi Castro.
4.4.3. Riesgo eléctrico y Salud
Tipos de accidentes eléctricos
Los accidentes eléctricos se clasifican en:
(1) Contacto eléctrico directo: Es el contacto de personas con partes eléctricamente
activas de materiales y equipos. La corriente deriva de su trayectoria para
circular por el cuerpo humano. Entre las afecciones más frecuentes, se
encuentran:
Paro cardíaco (Fibrilación ventricular).
Se produce cuando la corriente pasa por el corazón y su efecto en el organismo se
traduce en un paro circulatorio por parada cardiaca.
Asfixia y paro respiratorio.
Se produce cuando la corriente eléctrica atraviesa el tórax e impide la acción de los
músculos, los pulmones y la respiración.
Tetanización / contracción muscular.
Consiste en la anulación de la capacidad de reacción muscular que impide la separación
voluntaria del punto de contacto eléctrico.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 339 Autor: Anabella Drisaldi Castro.
Quemaduras. Puede provocar desde enrojecimiento de la piel e hinchazón de la zona
donde se produjo el contacto hasta carbonización.
Embolias.
Es el paso de la corriente puede dar lugar a la aparición de coágulos en la sangre que
pueden obstruir alguna arteria.
.
Tabla 1.- Efectos fisiológicos directos de la electricidad.
(2) Contacto eléctrico indirecto: Es el contacto de personas con elementos conductores
puestos accidentalmente bajo tensión por un fallo de aislamiento
En caso de contacto eléctrico indirecto, las afecciones sobre la salud humana están
generalmente asociadas a:
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 340 Autor: Anabella Drisaldi Castro.
Golpes del cuerpo humano contra objetos, caídas, etc., ocasionados tras el contacto con
la corriente.
Quemaduras debidas al arco eléctrico.
Pueden ser internas o externas por el paso de la intensidad
de corriente a través del cuerpo, bien por ‘Efecto Joule’ o por proximidad al arco
eléctrico.
4.4.4. Efectos fisiológicos de la electricidad
Según el tiempo de exposición y el recorrido de la corriente eléctrica por el cuerpo
humano, pueden producirse lesiones de diversa consideración; desde asfixia o
quemaduras, hasta lesiones secundarias a consecuencia del choque eléctrico.
En la tabla 2 se muestran los distintos efectos de la corriente eléctrica sobre el
organismo, en función de la intensidad de la corriente y la duración del choque eléctrico.
La exposición permanente a un riesgo eléctrico, puede condicionar a largo plazo la
aparición de los siguientes trastornos:
� Manifestaciones renales.
� Trastornos cardiovasculares.
� Trastornos nerviosos.
� Trastornos sensoriales, oculares y auditivos.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 341 Autor: Anabella Drisaldi Castro.
4.4.5. Equipos e instalaciones eléctricas.
El tipo de instalación eléctrica de un lugar de trabajo y las características de sus
componentes deberán adaptarse a las condiciones específicas del lugar de la actividad
desarrollada en él y de los equipos eléctricos (receptores) que vayan a utilizarse.
Deberán tenerse en cuenta factores tales como las características conductoras del lugar
de trabajo (posible presencia de superficies muy conductoras, humedad atmosférica,
etc.), la presencia de atmósferas explosivas, materiales inflamables o ambientes
corrosivos y cualquier otro factor que pueda incrementar significativamente el riesgo
eléctrico.
Tabla 2.- Efectos de la corriente eléctrica.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 342 Autor: Anabella Drisaldi Castro.
En cualquier caso, las instalaciones eléctricas de los lugares de trabajo y su uso y
mantenimiento deberán cumplir lo establecido en la reglamentación electrotécnica, la
normativa general de seguridad y salud sobre lugares de trabajo, equipos de trabajo y
señalización en el trabajo, así como cualquier otra normativa específica que les sea de
aplicación.
4.4.6. Indicaciones para vigilar el seguro y correcto funcionamiento de las instalaciones
y equipos eléctricos.
� Diseño seguro de las instalaciones.
� Utilización de equipos de acuerdo a las instrucciones señaladas.
� Mantenimiento correcto y reparaciones.
� Modificaciones según normas y personal especializado.
� Selección de equipo y ambiente apropiado.
� Buenas prácticas en la instalación.
� Conexiones a tierra correctas.
� Equipos de desconexión automática operativos.
� Disponer de un cuadro general con diferenciales y automáticos.
� Disponer de interruptor diferencial adecuado, toma de tierra eficaz e interruptor
automático de tensión (magnetotérmico)
� Disponer de líneas específicas para los equipos de alto consumo.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 343 Autor: Anabella Drisaldi Castro.
� Distribuir con protección (automático omnipolar) en cabeza de derivación.
� Instalar la fuerza y la iluminación por separado, con interruptores.
� Emplear instalaciones entubadas rígidas (> 750 V)
� Aplicación del código de colores y grosores.
� No emplear de modo permanente alargaderas y multiconectores (ladrones)
� Usar circuitos específicos para aparatos especiales.
� En áreas especiales emplear bajo voltaje (24 V), estancos, tapas, etc.
� Aumentar la seguridad en los trabajos con inflamables.
� Efectuar el mantenimiento adecuado y realizar inspecciones y comprobaciones
periódicas.
4.4.7. Procedimiento de trabajo
Todo trabajo en una instalación eléctrica o en su proximidad que conlleve un riesgo
eléctrico deberá efectuarse sin tensión, salvo en los siguientes casos:
o Las operaciones elementales, tales como conectar y desconectar en
instalaciones de baja tensión, con material eléctrico concebido para su utilización
inmediata y sin riesgos por parte del público en general.
o Los trabajos en instalaciones con tensiones de seguridad, siempre que no
exista posibilidad de confusión en la identificación de las mismas y que las
intensidades de un posible cortocircuito no supongan riesgos de quemadura.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 344 Autor: Anabella Drisaldi Castro.
o Las maniobras, mediciones, ensayos y verificaciones cuya naturaleza así lo
exija, tales como la apertura y cierre de interruptores.
o Los trabajos en proximidad de instalaciones cuyas condiciones de explotación o
de continuidad del suministro así lo requieran.
.
4.4.8. Precauciones específicas para el trabajo con equipos y aparatos eléctricos:
o Respetar las señalizaciones.
o Utilizar y mantener las instalaciones eléctricas de forma adecuada y revisar los
equipos eléctricos antes de utilizarlos.
o Evitar el paso de personas y equipos sobre alargaderas o cables eléctricos.
o En caso de avería o mal funcionamiento de un equipo, póngalo fuera de servicio,
desconéctelo y señalícelo.
o En el caso de que sea imprescindible realizar trabajos en tensión, deberán
utilizarse los medios de protección adecuados y los Equipos de Protección
Individual (EPI’s) apropiados.
Evitar:
- Manipular la instalación eléctrica si no está autorizado o no tiene formación específica.
- Desconectar los equipos tirando de los cables.
- Conectar cables sin clavija homologada.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 345 Autor: Anabella Drisaldi Castro.
- Utilizar aparatos eléctricos con las manos o los pies húmedos.
- Utilizar herramientas eléctricas mojadas.
- Puentear las protecciones: interruptores diferenciales, magnetotérmicos, etc.
- Acceder a recintos de servicio y envolventes de material eléctrico salvo que se esté
autorizado para ello.
4.4.9. Medidas preventivas para evitar contactos eléctricos.
Contacto directo:
Se evitan colocando fuera del alcance de las personas los elementos (ITC-BT 024)
conductores bajo tensión mediante alguna de las siguientes medidas:
� Alejamiento de las partes activas de la instalación, impidiendo un contacto fortuito
con las manos.
� Interposición de obstáculos (p.ej. armarios eléctricos aislantes o barreras de
protección), impidiendo cualquier contacto accidental con las partes activas de la
instalación. Si los obstáculos son metálicos, se deben tomar también las medidas de
protección previstas contra contactos indirectos.
� Recubrimiento con material aislante (p.ej. aislamiento de cables, portalámparas, etc.).
No se consideran materiales aislantes apropiados la pintura, los barnices, las lacas o
productos similares.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 346 Autor: Anabella Drisaldi Castro.
Aunque usemos estas protecciones contra los contactos directos, hay ocasiones en las
que concurren fallos debido a problemas de mantenimiento, imprudencias, etc. Para
hacer frente a estos errores, se introducen los interruptores diferenciales que facilitan
una rápida desconexión de la instalación y reducen el peligro de accidente mortal por
contacto eléctrico directo.
Los interruptores diferenciales son dispositivos de corte de corriente por un defecto de
aislamiento, que originan la desconexión total o parcial de la instalación defectuosa.
Para aplicar una protección diferencial, tanto los aparatos como las bases de los enchufes
han de estar conectados a tierra.
Contacto indirecto:
Los sistemas de protección contra estos contactos están fundamentados en estos tres
principios:
� Impedir la aparición de defectos mediante aislamientos complementarios.
� Hacer que el contacto eléctrico no sea peligroso mediante el uso de tensiones no
peligrosas.
� Limitar la duración del contacto a la corriente mediante dispositivos de corte.
Básicamente, el riesgo por contacto indirecto se evita mediante la toma de tierra y/o
dispositivos de corte automático de la tensión o de la intensidad de la corriente
(magnetotérmicos y diferenciales). Los magnetotérmicos actúan interrumpiendo el paso
de la corriente cuando hay sobrecargas en la red o bien cuando hay cortocircuitos. Tanto
en un caso como en otro, el magnetotérmico actúa produciendo un corte en el
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 347 Autor: Anabella Drisaldi Castro.
suministro eléctrico a la instalación. Pasados unos segundos y una vez comprobado que
la causa que ha motivado el corte se ha subsanado, se puede volver a conectar.
Los diferenciales son también unos dispositivos de protección que actúan
desconectando el suministro de electricidad a la instalación cuando se establece un
contacto con un equipo con defecto eléctrico. El funcionamiento de los diferenciales se
debe comprobar periódicamente a través del botón de TEST.
Las tomas de tierra tienen como objetivo evitar que cualquier equipo descargue su
potencial eléctrico a tierra a través de nuestro cuerpo. En condiciones normales,
cualquier equipo puede tener en sus partes metálicas una carga eléctrica bien por
electricidad estática o bien por una derivación. Con el fin de evitar una descarga
eléctrica al tocar dicho equipo, se exige que éste tenga sus partes metálicas con toma de
tierra.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 348 Autor: Anabella Drisaldi Castro.
4.5. SOLICITUDES Y DOCUMENTACIÓN A CUMPLIMENTAR PARA
LA PUESTA EN MARCHA DE LA INSTALACIÓN
4.5.1. Solicitud de otorgamiento de la condición de instalación de producción
de energía eléctrica acogida al régimen especial ( RD 436/2004 )
o Ejemplo de la solicitud de inscripción.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 349 Autor: Anabella Drisaldi Castro.
o Anexos incluidos en el RD con respecto al funcionamiento de la instalación.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 350 Autor: Anabella Drisaldi Castro.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 351 Autor: Anabella Drisaldi Castro.
4.5.2. Modelo de contrato tipo y modelo de factura para instalaciones solares
fotovoltaicas conectadas a la red de baja tensión (Resolución de la Dirección General
de Política Energética y Minas del 31 de mayo)
o Características de los equipos de control, conexión seguridad y
medida.
1. Conexión a la red
Potencia nominal de la instalación (kW) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Monofásica sí/no. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Trifásica sí/no . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2. Generador fotovoltaico
Fabricante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Modelo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Potencia máxima Pmáx (Wp) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Tensión en circuito abierto Voc (V) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Corriente de máxima potencia, Imáx (A) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Tensión de máxima potencia Vmáx (V) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Intensidad de cortocircuito. Isc (A) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Número total de módulos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3. Inversor AC (a cumplimentar por cada inversor instalado)
Inversor 1 Inversor n
Fabricante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Modelo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 352 Autor: Anabella Drisaldi Castro.
Número de serie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Tensión nominal AC Vn (V) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Potencia AC, Pn (kW) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Vcc máxima (V) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Vcc mínima (V) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Conexión RN, SN, TN o trifásico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Protección contra Vac baja (sí/no) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Tensión de actuación (V) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Protección contra Vac alta (sí/no) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Tensión de actuación (V) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Protección contra frecuencia baja (sí/no) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Frecuencia de actuación (Hz) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Protección contra frecuencia alta (sí/no) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Frecuencia de actuación (Hz) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Protección contra funcionamiento
en isla (sí/no) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Potencia nominal de la instalación (kWp) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4. Protecciones externas
Interruptor general
Fabricante . . . . . . . . . . . . .
Modelo . . . . . . . . . . . . .
Tensión nominal, Vn (V) . . . . . . . . . . . . .
Corriente nominal, In (A) . . . . . . . . . . . . .
Poder de corte (KA) . . . . . . . . . . . . .
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 353 Autor: Anabella Drisaldi Castro.
Protección contra Vac baja (*)
Sí/no . . . . . . . . . . . . .
Fabricante . . . . . . . . . . . . .
Modelo . . . . . . . . . . . . .
Tensión de actuación (V) . . . . . . . . . . . . .
Protección contra Vac alta (*)
Sí/no . . . . . . . . . . . . .
Fabricante . . . . . . . . . . . . .
Modelo . . . . . . . . . . . . .
Tensión de actuación (V) . . . . . . . . . . . . .
Protección contra frecuencia baja (*)
Número de fabricación . . . . . . . . . . . . .
Sí/no . . . . . . . . . . . . .
Fabricante . . . . . . . . . . . . .
Modelo . . . . . . . . . . . . .
Frecuencia de actuación (Hz) . . . . . . . . . . . . .
Protección contra frecuencia alta (*)
Sí/no . . . . . . . . . . . . .
Fabricante . . . . . . . . . . . . .
Modelo . . . . . . . . . . . . .
Frecuencia de actuación (Hz) . . . . . . . . . . . . .
5. Aparatos de medida y control
Contador de salida de energía o bidireccional
Fabricante . . . . . . . . . . . . .
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 354 Autor: Anabella Drisaldi Castro.
Modelo . . . . . . . . . . . . .
Número de fabricación . . . . . . . . . . . . .
Relación de intensidad . . . . . . . . . . . . .
Tensión . . . . . . . . . . . . .
Constante de lectura . . . . . . . . . . . . .
Clase . . . . . . . . . . . . .
Contador de entrada de energía o bidireccional(en caso de que no haya
contador bidireccional)
Fabricante . . . . . . . . . . . . .
Modelo . . . . . . . . . . . . .
Número de fabricación . . . . . . . . . . . . .
Relación de intensidad . . . . . . . . . . . . .
Tensión . . . . . . . . . . . . .
Constante de lectura . . . . . . . . . . . . .
Clase . . . . . . . . . . . . .
6. Acceso a la información
Lectura de contadores
Interlocutores a efectos de operación
Por el titular
Nombre . . . . . . . . . . . . .
Teléfono . . . . . . . . . . . . .
Fax . . . . . . . . . . . . .
Por la ED:
Nombre . . . . . . . . . . . . .
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 355 Autor: Anabella Drisaldi Castro.
Teléfono. . . . . . . . . . . . . .
(*) No cumplimentar en caso de que el Inversor incorpore estas protecciones
internamente.
o Esquema unifilar
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 356 Autor: Anabella Drisaldi Castro.
o Anexos , modelos de factura.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 357 Autor: Anabella Drisaldi Castro.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 358 Autor: Anabella Drisaldi Castro.
4.5.3. Solicitud del punto de conexión a la compañía sumistradora.
o Formulario de solicitud.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 359 Autor: Anabella Drisaldi Castro.
o Ejemplo de respuesta de la compañía suministradora.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 360 Autor: Anabella Drisaldi Castro.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos Autor: Anabella Drisaldi Castro.
1.9. BIBLIOGRAFÍA
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[ASIF04] Energía Solar Fotovoltaica en la Comunidad de Madrid
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Formación del profesorado en el área de las Energías Renovables Madrid, Octubre
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[GREE03] Greenpeace. “GUIA SOLAR GREENPEACE 2003”. Agosto 2003.
[IDAE03] Instituto para el Ahorro y la Diversificación Energética (IDAE).
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[CASA02] Xavier García Casals “APUNTES DE ENERGÍAS
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1.9.2. Normativa / Legislación
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Marzo 2004.
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[IDAE05] Convenio ICO-IDAE para el fomento de las energías renovables Año
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[MF95] Ministerio de fomento, “ ESTRUCTURAS DE ACERO EN LA
EDIFICACIÓN” 1995
[MF98] Ministerio de Fomento, “NORMAS TECNOLÓGICAS DE LA
EDIFICACIÓN”1998
[IDAE04] Instituto para el Ahorro y la Diversificación Energética (IDAE).
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http://www.apleiningenieros.com
http://www.codeso.com/EnergiaSolar5
http://www.re.sandia.gov/wp/wpGuia/energia.
http://www.agener.org
http://www.foronuclear.org
http://www.enerclub.es
http://www.ciemat.es
http://mundotecnico.redliberal.com/energia/
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos Autor: Anabella Drisaldi Castro.
http://english.schueco.de
http://www.inelsacontrols.com/
www.construinfo.com
http://www.atersa.com
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http://www.ico.es
http://www.madrid.org
http://www.mofinet.com
http://www.erasolar.es
http://www.gerencie.com
http://www.idae.es
http://ciberconta.unizar.es/sic/excel
http://www.ecomur.com/
http://endrino.cnice.mecd.es/~jhem0027/aparamenta/magnetotermico
http://www.dersa.es/ee_rr
http://www.textoscientificos.com/
http://www.shell-energia-electricidad.com/index.htm
http://www.enersun.es
http://www.enersolar.com/index.html
http://www.portalsolar.com/portalsolar/energia-solar.html
http://www.aluminio.com.es
http://www.solener.com/index.html
http://www.unizar.es/aeipro/finder/2_ingenieria.htm
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 365 Autor: Anabella Drisaldi Castro.
5. CONCLUSIONES
En este proyecto además de realizar el diseño de una instalación fotovoltaica de
generación de energía eléctrica para la empresa Cemusa, hemos podido analizar a
pequeña escala las ventajas que podemos obtener mediante el uso de esta tecnología
y las dificultades que ralentizan su implantación.
Como ya se explica ampliamente en los apartados 1.2.2. y 1.2.3. del apartado
de Motivación y Antecedentes ( Situación energética mundial y Situación energética
en España ) la situación energética actual plantea la necesidad de desarrollar nuevas
energías tanto para hacer frente al incremento de la demanda y agotamiento de
combustibles fósiles , como para frenar el deterioro medioambiental fomentado por
el uso masivo de otras energías convencionales.
Las instalaciones de conexión a red plantean la ventaja de tener un impacto
medioambiental prácticamente nulo. Si analizamos diferentes factores, como son el
ruido, emisiones gaseosas a la atmósfera, destrucción de flora y fauna, residuos
tóxicos y peligrosos vertidos al sistema de saneamiento, veremos que su impacto,
solo se limitará a la fabricación pero no al funcionamiento.
Sin embargo la tecnología aún no está suficientemente desarrollada como para
salvar ciertas barreras; su alto coste de fabricación y de producción de la energía, la
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 366 Autor: Anabella Drisaldi Castro.
producción dependiente de periodos estacionales y horarios y la dificultad de
almacenamiento de la energía unidos a su bajo rendimiento hacen que de momento
no pueda ser competitiva frente a las centrales de producción convencionales.
Energías convencionales que también conllevan ciertas externalidades que no
se cuantifican de forma rigurosa como son la gestión de sus residuos o las emisiones
contaminantes, algunas de las cuales se materializarán mediante la puesta en práctica
del protocolo de Kyoto que en el caso concreto de España supondrá la necesidad de
adquirir 100 millones de toneladas de dióxido de carbono al año en los mercados
internacionales para cumplir sus compromisos.
Para la ayuda al desarrollo de las tecnologías de producción eléctrica de origen
renovable el El Plan de Energías Renovables del Estado regula el establecimiento de
primas, ayudas y acuerdos de financiación.
En el caso concreto de la tecnología fotovoltaica el interés económico que
pueda suscitar a inversores particulares se debe a las normativas y ayudas que
priman el vertido a la red de toda la energía generada con sistemas
fotovoltaicos, y que subvencionan a los titulares de este tipo de instalaciones
Es especialmente interesante el establecimiento de la obligación de la
compañía eléctrica de comprar la energía fotovoltaica a una tarifa 5,75 veces superior
a la TMR durante los primeros 25 años ( RD 436 )
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 367 Autor: Anabella Drisaldi Castro.
Como se recoge en el apartado 1.3. Marco Jurídico el objetivo de esta
legislación, y de los planes y programas que fomentan la implantación de tecnologías
de generación eléctrica a partir de fuentes renovables, es reducir nuestra tasa de
dependencia energética del exterior, mejorar la eficiencia y disminuir la aportación al
consumo de las fuentes energéticas vinculadas a los combustibles fósiles.
En el aspecto económico se pueden extraer dos conclusiones:
o Desde el punto de vista del consumidor de energía eléctrica el
aumento anual de la tarifa eléctrica como consecuencia de la aplicación del
Plan de Energías Renovables (PER) 2005-2010 se estima en un 0,6%.
o Por otro lado el análisis de la rentabilidad que podemos obtener
mediante la explotación de estas instalaciones se analiza en el apartado
2.Estudio Económico.
En nuestro caso hemos partido de la hipótesis de que se pudieran obtener y
compatibilizar la totalidad de las ayudas y acuerdos de financiación.
Sin embargo uno de los puntos que más pueden interesar a un inversor para
asumir un proyecto de este tipo, es que queda regulada la obligación de la
compañía eléctrica de comprar la energía de origen renovable, fijándose la
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 368 Autor: Anabella Drisaldi Castro.
tarifa del kWh en el 575% sobre la tarifa eléctrica media los primeros 25
años y al 460% a partir de entonces( RD 436 ).
Los valores finales para evaluar su rentabilidad y por tanto la elección o no del
proyecto, han resultado positivos.
Resultados que se ven algo mermados si no dispusiéramos de las ayudas a
fondo perdido, influencia que se nota especialmente en el periodo de
recuperación del capital que puede llegar a ser de 20 años.
Sin embargo goza de ciertas ventajas comparativas frente a otras
posibilidades de inversión.
- La garantía de compra de toda la energía generada sitúa este proyecto entre
los de menor riesgo sobre cualquier proyecto tecnológico elegible.
- Las instalaciones fotovoltaicas apenas necesitan mantenimiento lo que se
traduce en menores costes adicionales a través del tiempo
- La vida útil de este tipo de instalaciones es muy larga, lo que permite su
análisis de rentabilidad a un plazo mayor que otro tipo de inversiones. Los
estudios iniciales garantizaban 25 años, pero del análisis histórico de las
existentes resulta una vida útil por encima de los 40 años.
Recuperación energética mediante sistemas fotovoltaicos 369 Autor: Anabella Drisaldi Castro.
El interés principal de Cemusa al plantear el proyecto es analizar la
rentabilidad generada por la instalación de un generador fotovoltaico para conexión a
red en una superficie disponible de tamaño medio.
Sin embargo el objetivo fundamental de la promoción y el estudio de
generadores fotovoltaicos de tamaño medio está en la contribución a la reducción de
emisiones contaminantes (principalmente CO2 ) y el apoyo a la generación
distribuida.
El generador instalado en las oficinas de Cemusa tendría una potencia instalada
de 80,64 kWp.
Se estima que la energía generada anual sería de 102231 Kwh/año.
Si lo comparásemos con la producción en una central térmica convencional,
por ejemplo de carbón, se evitaría la emisión de 102 Tm de CO2 anuales.