sistemas solares fotovoltaicos de gran capacidad y alta confiabilidad

IV Conferencia Latino Americana de Energía Solar (IV ISES_CLAS) XVII Simposio Peruano de Energía Solar (XVII-SPES)

SISTEMAS SOLARES FOTOVOLTAICOS DE GRAN CAPACIDAD Y ALTA

CONFIABILIDADHugo Rojas Espinoza - hrojas@cime.com.pe

Jafett Rolando Vergara Prado - jvergara@cime.com.pe

Cusco, 4 de Noviembre del 2010

Categoría REQUERIMIENTOS DE

CONFIABILIDAD POSIBLE SOLUCIÓN

TIPOS DE CONSUMIDOR

I Básico Interrupciones y fallas en el suministro eléctrico pueden ser relativamente largas, i.e. varios minutos.

Línea de la red de distribución eléctrica. Suministro de energía standby (i.e. baterías) no es requerido.

Casas habitación.

II Intermedio Interrupciones y fallas en suministro eléctrico deben ser limitadas a unos pocos segundos.

Planta de emergencia (P.E.). Cines, centros comerciales, tiendas de autoservicio, etc. Alumbrado de emergencia.

III Alto

Interrupciones y fallas en el suministro eléctrico deben ser limitadas al rango de duración comprendido entre unos cuantos milisegundos hasta un segundo.

Dos líneas de la red de distribución eléctrica independientes.

Hoteles, Edificios de Corporativos, etc.

P.E.

Sistema de respaldo de energía equipado con transferencia automática.

IV Muy Alto Suministro ininterrumpible de energía. Las fallas de energía en determinadas cargas no son toleradas.

Sistema redundante de respaldo de energía con cero tiempos de transferencia acoplados a una P.E. para total independencia.

Bancos, aeropuertos, hospitales, centrales de comunicación de alto tráfico (Core, Hub-Dama).

Power Quality

Confiabilidad

Tolerancia a Fallas

Resiliencia, capacidad de soportar fallas en los dispositivos y/o sub-sistemas sin interrupción de la operación normal.

Esto puede ser logrado con:

Redundancia

Eliminación de los puntos de falla

Programa de mantenimiento

Disponibilidad

Medida de la proporción de tiempo que la instalación está en condiciones de generar electricidad y es, por tanto, independiente de si en ese momento se requiere o no su operación por demanda de consumo.

Redundancia

• Redundancia Pasiva (standby)

Medio alterno para ejecutar alguna función específica está disponible pero es inoperante hasta que es requerido.

La desventaja de los sistemas redundantes pasivos es que es inevitable un periodo de interrupción entre el instante de la falla y el momento en que es reemplazada la unidad dañada.

• Sistemas redundantes en paralelo o activos

Todas las unidades operan simultáneamente

Implementación de Proyectos

Diseño del sistema

Dimensionado del banco de baterías:

Máx

DiariaBanco PD

CnC

CBanco: Capacidad nominal mínima de la batería (Ah)CDiario : Carga eléctrica diaria requerida (Ah)n: Autonomía(días)PDMáx : Profundidad de descarga máxima de la batería(%).

Diario

DiariaBanco PD

CC

Implementación de Proyectos

Diseño del sistema

n

PDPD Máx

Diario

.

Donde:

• Selección del controlador• Selección del inversor• Selección del lugar de instalación

Implementación de Proyectos

EJERCITO DEL PERÚ

Suministro de 14 Sistemas de Energía Solar Fotovoltaica para Campamentos Militares

• 34 Módulos SW165 ( 5610 Wp)• 24 Unidades de 1200Ah• Controlador de 110 A• Inversor 3500W- 48VDC

Octubre 2009

Proceso de Ingeniería

Diseño de Estructuras – Modelo en servicio y prueba

Capacitación del Usuario

Telecentros Rurales - INICTEL

Suministro, transporte, instalación y puesta en servicio de 7 Sistemas de Energía Solar Fotovoltaica Telecentros

• 32 Módulos 85W ( 2,720 Wp)• Banco de Baterías - 24 Unidades de 600Ah• Controlador de 55 A – 48VDC• Inversor 1600W-48VDC

Junio - Agosto 2009

Soporte de energía para sistemas de comunicación

Telecentro rural - 2720Wp Localidad Jenaro Herrera - Loreto

Soporte de energía para sistemas de comunicación

Telecentro rural 2720 Wp

Localidad Iberia- Loreto

Telecentro rural 2720 Wp

Localidad Iberia- Loreto

Telecentro rural 2720 Wp

Localidad Iberia- Loreto

Telecentro rural 2720 Wp

Localidad Tamanco - Loreto

Proyecto de Radio Enlace Electroperú - NDC OFFICE Perú (NEC)

Diseño, Suministro y Supervisión de 03 Sistemas de Energía Solar Fotovoltaica para Estaciones de Microondas

• Llamahuaqui (3,060 Wp)• Quinsachumpi (4,420 Wp)• Atocpunta (3,060 Wp)

Febrero – Marzo 2010

Fabricante #2, redundancia en línea de fuerza en generadores y consumidores.

Comunicación entre unidades conectadas en paralelo

Controlador MPPT redundante en el lado de consumidores, con monitoreo remoto independiente en una misma red.

Estación de Quinsachumpi (4100 m.s.n.m)• 52 Módulos de 85Wp• 24 Baterías 2300Ah@C100• Controlador 2 x 80A- 48VDC

Estación de Atocpunta (4000 m.s.n.m)• 36 Módulos de 85Wp• 24 Baterías 1700Ah@C100• Controlador 2 x 80A- 48VDC

Estación de Llamahuaqui (4500 m.s.n.m)• 36 Módulos de 85Wp• 24 Baterías 1700Ah@C100• Controlador 2 x 80A- 48VDC

Ejecutados1991 - 2008

Soporte de energía para sistema de comunicación

Bellsouth – (Telefónica)

74 x 75 WpEstación URChurínCentral Telefónica RuralAño 97En servicio.

Banco de baterías

formado por 24 unidades OPzV 2300

ESTACIÓN DE OLMOS

Estación de Microondas - Cerro Cometa 4000 M.S.N.M

Año 92 - En serv.

Bellsouth – (Telefónica)

74 x 75 WpEstación URChongoyape

Telefónica - Compañía Minera Antamina

48 x 80Wp

Sistema para fibra óptica – Enero 2004

En funcionamiento

Conclusiones

• La confiabilidad involucra elementos de seguridad en cada línea del sistema.

• La vida útil del banco de baterías, puede ser estimada con la información de ciclado que nos brinda el fabricante.

• Se recomienda brindar un control paralelo redundante (1+1)

Febrero – Marzo 2010

Gracias.