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Estrategias para la Electrificacin Rural: Estudio general sobre calidad en las instalaciones fotovoltaicas
Miguel A. EgidoInstituto de Energa Solar Universidad Politcnica de Madrid
Seminario Taller Internacional: Implementacin Sostenible de Sistemas Fotovoltaicos (SFV) en el Sector RuralLima, l2-14 febrero 2007
DefiniciDefinicin de calidadn de calidad
La calidad de un bien se refiere a como es de buenorespecto de un estndar u otros productos similares
Desde un punto de vista tcnico, un producto es de calidad cuando cumple con determinados requerimientos
Desde la perspectiva de utilizacin, en la medida en que cumple con las expectativas del usuario
Las principales caractersticas tcnicas de la calidad son: tiempo de vida del sistema y sus componentes, eficiencia, funcionamiento, fiabilidad y seguridad
Desde el punto de vista social: la calidad en la electrificacin rural con sistemas fotovoltaicos es la eficacia y eficiencia en conseguirlos objetivos
Sistemas fotovoltaicos operativos (%)
0% 20% 40% 60% 80% 100%
Ucayali
Loreto
Madre de Dios
Puno
Ayacucho
Hunuco
Total
D
e
p
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r
t
a
m
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n
t
o
s Evaluacin del funcionamiento de 724 sistemas fotovoltaicos
domiciliarios en Per (DEP-MEM, 2004)
Estado de paneles por localidad - Loreto
0%
20%
40%
60%
80%
100%
Isla delTigre
Rondia Pto.Progreso
Cuiparillo Gloria
Robado, perdido
Malogrado
Bueno
Hacen falta normas en los SFA? Hacen falta normas en los SFA?
Principales problemas detectados en 1 743 sistemas fotovoltaicos domiciliarios en Mjico (Huacuz, 2000)
Principales fallos en los sistemas FV domPrincipales fallos en los sistemas FV domsticossticos
Importancia de la calidad tcnica
9 Sombreado de los mdulos9 Componentes fotovoltaicos mal instalados9 Bajo estado de carga inicial de la batera9 Reguladores de carga:9Carencia de protecciones9Falta de adaptacin a la batera
9 Cableado Seccin insuficiente Falta de identificacin en la polaridad
9 Lmparas Ennegrecimiento prematuro del tubo Fallos de aislamiento
9 Interferencias electromagnticas
Calidad en el diseo del sistema
Calidad de los componentes
Calidad de la instalacin
Calidad de la capacitacin
Calidad del servicio post-venta
Parmetros de calidad
Objetivos de la estandarizaciObjetivos de la estandarizacinn
Contribuye a la proteccin del medioambiente
Define requisitos/caractersticas y regula interfases entre los componentes y los sistemas
Determina y mejora la calidad de productos y servicios cubiertos por sus estndares
Contribuye en la reduccin de los costes y aumenta la eficiencia del proceso industrial
Contribuye a la mejora de la seguridad
CCmo convertir esto en normasmo convertir esto en normas??
ComponenteA
ComponenteB
ComponenteC
Sistema fotovoltaico
influencia Electromagnetica Voltaje variable Prdidas de voltaje Influencia Temperatura
Viento, hielo,Nieve,granizo
carga mecnicadurante
transporte
Temperatura,Humedad,
Lluvia
Emisin Electromagnetica
Prdidas de calor
Usuario/operadorCarga mecnica
Errores del operador
Irradiacin
sobretensin inducida,influencia
Electromagnetica
Servicio(Energa, luz,
Seguridad
Funcionamiento
Calidad
Grupos principalesde Estndares
Instituciones de NormalizaciInstituciones de NormalizacinnInstitucin Comits
EuropeaComit tcnicoCLC/TC82
CENELEC European Commission forElectrotechnical Standardization, Brussels
Nacional
ISO International Organisation for Standardization, Geneva
Comit tcnico(TC) 82, Solar Photo-voltaic Energy Systems
IEC International ElectrotechnicalCommission, Geneva
IEEE, ANSI, UL, AENOR, etc
PV GAP, UTSfSHS, etcControl de calidad
Desarrollo de normasDesarrollo de normas
PNW (nuevo trabajo propuesto)
CD (borrador del comit para comentarios)
CDV (borrador del comit para votar)
FDIS (proyecto de norma internacional final)
Estndar internacional
Producido por el comit nacionale internacional asociado.Los comits nationales designan el grupo de trabajo
Producido por el equipo de proyecto
Producido despus de que no hay entradas substancial esperar, circul aorganmismos nacionales para votar
No son posibles cambios de contenido, solamente votacin s/no
N
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A
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i
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WD (borrador de trabajo)
Circulado para comentarios. Si hay modificacin substancial se repite lacirculacin
Duracin mnima del proceso: 42 meses
Normas generales de Sistemas Fotovoltacios Normas generales de Sistemas Fotovoltacios AutAutnomos (internacionales)nomos (internacionales)
Descripcin del sistema fotovoltaico Terminologa Proteccin sobretensiones Parmetros para la caracterizacin del funcionamiento de los SFA Monitorizacin del funcionamiento y procedimientos de medida Irradiacin diaria tpica
Publicadas
En proceso
Verificacin del diseo y funcionamiento del sistema fotovoltaico
MMdulos Fotovoltaicosdulos Fotovoltaicos
Publicadas
En proceso
Pruebas de funcionamiento de mdulos de silicio cristalino y de pelcula delgada
12 normas sobre dispositivos y mtodos de medida (interior y exterior)
Seguridad Degradacin Hoja de caractersticas y etiquetado Como elemento constructivo
Pruebas de funcionamiento y produccin de energa Concentradores
BaterBateras para SFAas para SFA
Publicadas
En proceso
Caractersticas bsicas de bateras: capacidad, ciclado y mtodos de medida
Instalacin, mantenimiento y dimensionado No especficos de bateras para SFA
Ninguno
Controladores e inversoresControladores e inversores
Publicadas
En proceso
Recomendaciones para medir la eficiencia de inversores autnomos y conectados a la red
Pruebas de seguridad (UL)
Control de calidad para el funcionamiento en campo Pruebas de seguridad (IEC)
Bombas, LBombas, Lmparasmparas
Publicadas
En proceso
Bombas de continua Lmparas fluorescentes en general
Control de calidad para el funcionamiento en campo Pruebas de seguridad (IEC)
QuQu falta?falta?
Caractersticas funcionales y de seguridad para lmparas fluorescentes, controladores de carga, inversores y bombas
Normas de funcionamiento y dimensionado para SFA Normas de instalacin Recepcin de instalaciones Normas de mantenimiento Normas de evaluacin Acreditacin de laboratorios Formacin y capacitacin
Instituciones orientadas al Control de calidadInstituciones orientadas al Control de calidad
Normas IEC cuando estn publicadas Normas recomendadas en los otros casos Marca PV GAP Laboratorios acreditados Coste anual para mantener la marca Apoyo del Banco Mundial
PV GAP
Instituciones orientadas al Control de calidad: IESInstituciones orientadas al Control de calidad: IES
Universal Technical Standard for Solar Home Systems Thermie B: SUP-995-96. EC-DGXVII, 1998 y 2001
Proceso de elaboracin:
Revisin de normas tcnicas. Opiniones de expertos.Clasificacin requisitos tcnicos
Procedimientos de medida (2001 y 2003)
Mdulo, controlador de carga, batera, luminaria y sistema
Instrumentacin bsica en cualquier laboratorio de electrotecnia: multmetros, resistencias de precisin
Publicados
AplicaciAplicacin de la Norma Tn de la Norma Tcnica Universalcnica Universal
PVMTI: Marruecos, India y Kenia ADEME: Burkina Fasso y Mauritania Filipinas: National Power Corporation DANIDA: Malawi, Ghana, Mozambique y Nepal Per: MEM en el proyecto GEF y en el Reglamento Tcnico Bolivia: Norma NB 1056 Cuba y Colombia: En proceso
Mejora de la calidad en la electrificacin solar rural
Proyecto financiado por la Unin Europea en el 5 Programa Marco:Tackling the Quality in Solar Rural Electrification
www.TaQSolRE.net
Resultados
Estudio de la calidad tcnica de proyectos y programas de electrificacin
Num Operativos Funcionamiento parcial
No operativos
4 Venta 59 21 1915 Proyectos 64 20 1619 Total 63 23 15
Base de datos de fiabilidad, tanto para componentes como para sistemas
Recomendaciones para el aseguramiento de la calidad:Normas para la recepcin de instalaciones, para el mantenimiento preventivo y para la evaluacion de proyectos Estudio sobre la percepcin de la calidad de los diferentes actores: suministradores, instituciones, operadores elctricos y usuarios
Resultados (2)
Marco terico sobre confiabilidad de los sistemas fotovoltaicos autnomos
Isoreliability map - Madrid
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Storage capacity, Cst
G
e
n
e
r
a
t
o
r
c
a
p
a
c
i
t
y
,
C
A
t
LLP =0,01
LLP =0,03LLP =0,05
LLP =0,1
Year 0Year 1
Year 2Year 5
Ideal components
LLP =0,08
Real components
Resultados (3)
Programa de dimensionado de sistemas fotovoltaicos autnomos, que considera la variabilidad del recurso solar y la fiabilidad de los componentes fotovoltaicos: Dimensiona