instalações solares fotovoltaicas. planeamento e comparação de módulos
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Almoço - colóquio "Energia Solar Fotovoltaica para profissionais”. Arturo Andrés, Responsable dpto. técnico do Krannich Solar.TRANSCRIPT
krannichsolar
Planificación y comparativa de módulos
Arturo Andrés PeralesResp. Do dpto té[email protected]
Actualización febrero 2.012
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1. Diseño de la instalación 2. Selección del módulo3. Selección del inversor4. Cálculo del rendimiento5. Dimensionado de cables. Problema sobre tensión AC6. Protecciones contra sobre tensiones y fusibles7. Conectores8. Puesta a tierra9. Elección del lugar de los inversores10. Sistemas de comunicación
Indice
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¿Cuántos kwp caben en una cubierta?
A) Aproximadamente en una cubierta plana son 1800m2 por cada 100kwn
B) Cálculos
d = h/ tan (61°– latitud)
C) Usando un software:
Por ejemplo: Sketchup (gratuito)
Diseño de la instalación
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Ejemplo 1
Diseño de la instalación
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Ejemplo 2
Diseño de la instalación
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Ejemplo 3
Diseño de la instalación
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Ejemplo 4
Diseño de la instalación
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Unifilar
Diseño de la instalación
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Selección del módulo
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• Fabriación a gran escala para reducir el BOS
• Monocristalino y Policristalino
• Modelos STP190S-24/Ad+, STP250S-20/Wd, STP230-20/Wd y STP280-24/Vd
• Clasificación por corriente
• Los módulos Suntech sólo tienen tolerancia de potencia positiva de 0 /+ 5%
• Excelente rendimiento a baja radiación:
– Higher Fill Factor y SUNTECH‘s edge insulation process
Selección del módulo Suntech
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Clasificación por corriente: Suntech por ejemplo clasifica sus módulos en 3 categorias de
amperaje (I1, I2 ,I3) para maximizar la potencia de salida del string.
Los resultados de los test de strings optimizados por clasificación por corriente muestran un 2%
más de potencia frente a strings con módulos sin clasificar.
Selección del móduloSelección del módulo Suntech
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Los módulos Suntech tienen solo tolerancia positiva de 0 /+ 5%
Selección del módulo Suntech
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• Garantia de producto y potencia de salida:
• 10 años de garantía al producto
• Basado en la Potencia Nominal
• Transferible si el sist. FV cambia de propietario
Selección del módulo Suntech
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• Tolerancia positiva desde +1.5 Wp hasta
+6.49 Wp
• Modelos Eco line 72/180-190 y Eco line
60/220-230
• 100% de módulos inspeccionados al final
• Garantia del producto 10 años
• Garantia de potencia, 12 años al 90%, y 25
años al 80% de la potencia mínima
• Oficinas en Alemania
Selección del módulo Luxor
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Tipos de módulos
60-cells poly
LDK 220P-20
LDK 225P-20
LDK 230P-20
LDK 235P-20
60-cells mono
LDK 225D-20
LDK 230D-20
LDK 235D-20
LDK 240D-20
Selección del módulo LDK
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Mayor productor de obleas
Selección del módulo LDK
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• Tolerancia de la potencia pico: 0/+5 W(0/+2%)
• 225 W, 230 W, 235 W, 240 W, 245 W y 250 W
• 63 Meses de garantía limitada
• 25 años de garantia lineal de la potencia nominal
Selección del módulo REC
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Diseño eficiente de células
– La tecnología de tres barras colectoras incrementa la
eficiencia de los módulos.
– Diseño del lingote optimizado que reduce el
sombreado en la superficie de la célula y aumenta la
cantidad de luz solar recogida, con lo que se obtiene
más electricidad.
Diseño eficiente del cristal
– Cristal de 3,2 mm
– Un proceso exclusivo de tratamiento del cristal
que aumenta la producción de energía un 2%.
Selección del módulo REC
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Selección del módulo REC
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Selección del módulo REC
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Ventajas de usar inversores String:
- Sistema descentralizado
- Grandes ventajas cuando el sistema no es homogéneo
- Mantenimiento sencillo
- Inyección a la red
- Seguridad seccionador CC
- Caja de conexión y fusibles integrados
Selección del inversor
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Sistema descentralizado
Una potencia de instalación concreta puede ajustarse con toda exactitud con pequeños inversores. Por
este motivo, el uso de varios equipos más pequeños a menudo ofrece un alto rendimiento frente a un
gran inversor central.
Grandes ventajas cuando el sistema no es homogéneo
Un “Mismatching” puede ser debido a la utilización de módulos fotovoltaicos distintos o módulos con
potencia diferente, así como generadores parciales orientados de forma diferente.
Siempre que un generador fotovoltaico sea irradiado de manera irregular, deberá dividirse en strings
separados, por ejemplo, en el caso de que el techo tenga varias inclinaciones o de que determinados
módulos reciban sombra. Esta división evita pérdidas de rendimiento considerables, ya que cada uno de
los generadores parciales tiene un MPP diferente. Un inversor multi- string o con varios MPPs hace
funcionar por separado, mediante un seguidor MPP propio, los strings de los módulos fotovoltaicos que
reciben la misma radiación, garantizando así el máximo rendimiento energético.
Selección del inversor
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Mantenimiento sencillo
Los trabajos de mantenimiento en instalaciones descentralizadas son, en comparación con los sistemas montados de forma centralizada, mucho más sencillos y económicos, ya que en caso de fallo pueden sustituirse los inversores completos. Hay que tener en cuenta que muchos de estos equipos pueden ampliar su garantia hasta 25 años, y los tiempos de respuesta para equipos de recambio suelen ser entre 24h y 48h. Una instalación con equipos más pequeños y ligeros, además, resulta más económica que la de una caseta de hormigón grande si la accesibilidad es limitada.
Inyección a la red
Una buena compatibilidad de red es algo más que una inyección sincronizada a la red. Con las instalaciones fotovoltaicas pequeñas, una distribución simétrica de la potencia de inyección en tres fases realizada por la persona encargada de la planificación puede ser suficiente, solo hay que tener en cuenta que la diferencia entre fases no sea nunca mayor de 5 kw. Para instalaciones más grandes, existen accesorios como por ejemplo el Power Balancer en el caso de SMA, que permiten la gestión del operador de red, la inyección trifásica, la potencia reactiva y otras opciones.
Selección del inversor
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Seguridad seccionador CC
El trabajo con una instalación eléctrica requiere su separación de la fuente de energía. El seccionador
CC esta diseñado para que el inversor pueda ser desconectado bajo carga de forma segura, es
obligatorio en la mayoría de los países. Este dispositivo, equipado en los inversores de pequeñas
potencias, evita trabajos de instalación adicionales y no influye en el rendimiento de la instalación
fotovoltaica.
Caja de conexión y fusibles integrados
Selección del inversor
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Cálculo del rendimiento PVGis
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Cálculo del rendimiento Monocristalino VS Policristalino
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Cálculo del rendimiento Policristalino VS Capa fina
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Efectos por sobredimensionado
Cálculo del rendimiento
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Dimensionado de cables
1% x 1200 h x 5kW * 0,41 euros/kWh x 25 años ≈ 600 euros en los primeros 25 años
Calculando de forma similar, para la instalación de
100kW, el 1% de pérdidas resulta ser,
aproximadamente, 12.000 euros en 25 años.
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Dimensionado de cables
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Cálculo cable AC
Debemos medir la impedancia de red para
conocer cuantos kw máximo podemos inyectar
por fase.
Ejemplo:
Potencia inyectada por fase en dependencia de
la impedancia de red con UCAmax = 253 V
La tensión de red sin inyección es de 230 V
La impedancia de red en el punto de conexión
es de 0,7 ohmios
Criterio de desconexión con UCAmax = 253 V
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La potencia resultante en el eje X es de aprox. 8,3 kW
por fase. Para poder instalar más potencia por fase,
sin que haya desconexiones por sobretensión de CA,
deberá mejorar las condiciones de conexión del
inversor, por ejemplo con:
cables de mayor sección,
cables más cortos,
modificación de los criterios de desconexión del
inversor.
Cálculo cable AC
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Protecciones
Un cortocircuito puede desviar la corriente del módulo y cargar el módulo fotovoltaico con una llamada
corriente inversa, que puede doblar varias veces la corriente máxima normal (cortocircuito) de este
módulo.
Algunos inversores ya llevan fusibles electrónicos integrados, como por ejemplo: SUNNY TRIPOWER
8000TL/10000TL/12000TL/15000TL/17000TL o los Los Sunny Mini Central 9000TL / 10000TL /
11000TL
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PAS
F1
CGP
Efecto sobre tensiones
Protecciones
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Velocidad deactuación
Capacidad dederivación
varistorvaristordiododiodo d.gasd.gas d.arcod.arco
Protecciones
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10/350 10/350 µµs (IEC 61312s (IEC 61312--1)1)
8/20 8/20 µµs (IEC 60060s (IEC 60060--1)1)
810 20 t
µs
i%
100
50
0
0 100 200 300 350
Tipo 1
Tipos 2 y 3
Ensayo identificación Tipo de protección
Protecciones
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DESCARGADOR DE SOBRETENSIONES LADO DCUoc < 1000 Vdc
•Esquema y conexionado eléctrico
• Tres módulos enchufables en una únicabase común
•Indicador de estado remoto
Protecciones
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n CK
IK
ungeerdetesGestell
P
PE
N=
~
uPlus
uMinus
n CKgeerdetesGestell
P
PE
N=
~
uPlus
uMinus IE
Puesta a tierra
La estructura del generador se debe conectar a tierra
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Ubicación inversores
Montar en una superficie sólida y no inflamable
>Temperatura ambiente entre –25°C y +60°C >Un espacio libre de entre 300 mm y 500 mm alrededor del inversor garantiza una ventilación optima .
Si es necesario usar una ventilación forzada en el recinto donde estan los inversores
>Tener en cuenta que el inversor puede alcanzar temperaturas de hasta 85ºC.
>Tener en cuenta los posibles ángulos para poder hacer la instalación. Ver manual.
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Conectores
• H&S
– Suntech (Serie A)
• MC4 o compatible
– Rec
– Suntech(Resto)
– Luxor
– Bosch
– Jinko
– Samsung
– Mayoria de inversores
• MC3 (Obsoleto)
• Tyco
• Sunclix
– Inversores SMA
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Conectores
El nuevo sistema de conexión CC para inversores SMA
» Cómodo y rápido gracias a la conexión sin herramientas.
» Universal para conductores flexibles y rígidos desde 2.5
a 6 mm²
» Alta conductividad de 40 A para 4 mm² – hasta 85°C detemperatura ambiente
» Seguro al disponer de enclavamiento con conexiones tipo
click
» Cómoda inspección visual de las conexiones del
conductor – ajuste fácil en cualquier momento.
»Fácil de desenclavar con un destornillador estandar –
incluso si los conectores están muy juntos.
» Coste ajustado gracias al conector de campo incluido en
la entrega.
» Proyección de futuro pues cumple todos los
requerimientos de los nuevos estándar de conexión FV
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Sistemas de comunicación básicos
Geo SOLO PV
Son dispositivos que sirven para
monitorizar a través de un display los
datos de generación en Kwh. El Geo
SOLO PV además permite volcar los
datos a un portal manualmente.
Hasta 12 equipos
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Sistemas de comunicación y control
•Consulta remota
•Transmisión automática de datos al portal y a un
servidor propio
•Almacenamiento de datos a largo plazo en una
tarjeta de memoria
•Integración sencilla de célula de radiación y
temperatura vía RS485
•Actualización automática del firmware
•Manejo sencillo, unicamente necesario Software de
navegación Web.
Sunny Webbox SMA
Kaco Prolog
Maxweb Solarmax
Solarlog
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Solar-Log 500
Solar-Log 1000
Solar-Log 200
Listado inversores compatibles:
http://www.solar-log.com/en/products-solutions/solar-log-1000.html
Sistemas de comunicación Solarlog
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Sistemas de comunicación Solarlog
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Sistemas de comunicación Bluetooth SMA
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Smart Metering
Conexión del contadors via S0 or IEC 870 via RS485
Sistemas de comunicación Solarlog
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Sistemas de comunicación Webdom
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Sistemas de comunicación Webdom
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Sistemas de comunicación Alternativa al display: Flashview
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Gracias por su atención!