krannichsolar Planificación y dimensionado de instalaciones

fotovoltaicas

Arturo Andrés Perales

Resp. Dpto técnico

a.andres@es.krannich-solar.com

Actualización Marzo 2012

2

08:45h-09:30h: Presentación de Krannich Solar. Sr. Arturo Andrés, responsable del departamento técnico de Krannich Solar.

09:30h-10:20h : Instalaciones solares fotovoltaicas. Planteamiento y comparación de módulos. Sr. Arturo Andrés, responsable del departamento técnico de Krannich Solar.

10:20h-10:30h: Ruegos y preguntas.

10:30h-11:30h : Inversores trifásicos TL3. Montaje. Kaco Calc. Pro. - Sr. Marcus Schlichtmann y Sr. Juan Espinoza, Kaco, fabricante de inversores fotovoltaicos con sede en Alemania.

11:30h-11:45h: Ruegos y preguntas.

11:45h-12:05h: Coffee break.

12:05h-12:35h : Soluciones de montaje para tejados. - Sr. Miguel Giménez, responsable del departamento de Sistemas de montaje de Krannich Solar.

12:35h-12:45h : Ruegos y preguntas.

12:45h-13:45h: Tecnología de inversores SolarMax. - Sr. Pedro Fernández, SolarMax, fabricante de inversores fotovoltaicos con sede en Suiza.

13:45h-14:00h: Ruegos y preguntas.

14:00h-14:50h: Instalaciones solares fotovoltaicas. Ejecución, Operación y Mantenimiento. - Sr. Arturo Andrés, responsable del departamento técnico de Krannich Solar.

14:50h-15:00h: Ruegos y preguntas.

2

Agenda

3

1. Tipos de instalación fotovoltaica2. Diseño de la instalación 3. Selección de los módulos fotovoltaicos4. Selección del inversor5. 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

Planificación y dimensionado

3

Índice

4

Conexión a red

Instalación aislada (con baterias)

Instalación para autoconsumo o balance neto (sin baterías)

4

Tipos de instalación fotovoltaica

5

66

Efecto de orientación e

inclinación sobre la

producción

(Ej: PVGis)

Diseño de la instalación

O

SE

Norte

EsteOeste

Sur

Insolación anual en %

Ángulo de inclinación

Ejemplo

Ejemplo: 30°/ 45°suroeste /95 %

77

PV Gis

Diseño de la instalación

8

¿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)

8

Diseño de la instalación

99

Ejemplo 1

Diseño de la instalación

1010

Ejemplo 2

Diseño de la instalación

1111

Ejemplo 3

Diseño de la instalación

1212

Ejemplo 4

Diseño de la instalación

1313

Selección de los módulos fotovoltaicos

• Decisión del tipo de módulo (monocristalino, policristalino o capa fina)

• Cálculo del número de módulos en función del tamaño de la instalación deseado y el tejado disponible

• Determinación de la tensión de módulos en el rango esperado de temperaturas de servicio (-10°C hasta 70°C)

• Coste competitivo -> Apuesta de Krannich Solar por compañias “Full vertically-integrated manufacturing”

1414

Selección de los módulos fotovoltaicos

1515

Comparativa de rendimiento

Policristalino

Capa fina

Selección de los módulos fotovoltaicos

1616

Fábricas completamente

integradas

Selección de los módulos fotovoltaicos

1717

Selección de los módulos fotovoltaicos

18

Posición financiera sólida

Líder mundial en la industria FV

La empresa solar más integrada del mundo

Comprometidos con la innovación tecnológica

Orígen Noruego

Enfocados en la Calidad

18

Selección de los módulos fotovoltaicos

19

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

Excelente rendimiento

Oficina en Vilardecans (Barcelona)

19

Destacado

Selección de los módulos fotovoltaicos

20

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%.

20

Selección de los módulos fotovoltaicos

21

Selección de los módulos fotovoltaicos

Diseño eficiente de células

22

Selección de los módulos fotovoltaicos

Diseño eficiente del cristal

23

Selección de los módulos fotovoltaicos

24

Fabricante líder mundial de módulos fotovoltaicos

Ingresos de $2.900 millones (2011)

20.200 empleados (Marzo 2011)

Capacidad fabricación anual de 2.4 GW

Cell Capacity: 2,4 GW

Wafer Capacity: 1,2 GW

Oficinas centrales • Wuxi (China) sede global y para APMEA• Schaffhausen (Suiza) para Europa • San Francisco (Estados Unidos) para

América

24

Selección de los módulos fotovoltaicos

25

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

25

Selección de los módulos fotovoltaicos

26

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.

26

Selección de los módulos fotovoltaicos

2727

Tolerancia positiva de 0 /+ 5%

Selección de los módulos fotovoltaicos

28

Garantia de producto y potencia de salida:

• 10 años de garantía al producto • Basado en la Potencia Nominal

28

Selección de los módulos fotovoltaicos

29

Selección de los módulos fotovoltaicos

3030

Linea de producto

Selección de los módulos fotovoltaicos

3131

Verticalmente integrada

Selección de los módulos fotovoltaicos

3232

Gran crecimiento

Selección de los módulos fotovoltaicos

3333

Garantía

Selección de los módulos fotovoltaicos

3434

Selección del inversor

• Selección del inversor en función de la potencia de la instalación, las tensiones de módulos y la intensidad admisible de entrada

• Tener en cuenta la garantía y el servicio postventa del fabricante del inversor

• Selección del concepto de inversor y la conexión de módulos de acuerdo con el rango de MPP del inversor

3535

Eficiencia europea

Selección del inversor

36

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.

36

Inversores con varios MPP

Selección del inversor

3737

Sobredimensionado

Selección del inversor

38

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 estemódulo.

Algunos inversores ya llevan fusibles electrónicos integrados, como por ejemplo: SUNNY TRIPOWER de SMA 8000TL/10000TL/12000TL/15000TL/17000TL o los Los Sunny Mini Central 9000TL / 10000TL / 11000TL

38

Fusibles string integrados

Selección del inversor

39

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.

39

Seguridad seccionador CC

Selección del inversor

40

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.

41

Debemos medir la impedancia de red paraconocer cuantos kw máximo podemos inyectarpor fase.

Ejemplo:

Potencia inyectada por fase en dependencia dela 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 conexiónes de 0,7 ohmios

Criterio de desconexión con UCAmax = 253 V

41

Cálculo cable AC

42

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.

42

Cálculo cable AC

43

PAS

F1

CGP

Efecto sobre tensiones

Protecciones

44

Velocidad deactuación

Capacidad dederivación

varistorvaristordiododiodo d.gasd.gas d.arcod.arco

Protecciones

45

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

46

DESCARGADOR DE SOBRETENSIONES LADO DCUoc < 1000 Vdc

•Esquema y conexionado eléctrico

• Tres módulos enchufables en una únicabase común

•Indicador de estado remoto

Protecciones

47

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.

49

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

50

51

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 2.5a 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 delconductor – 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

52

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

53

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

54

Sistema de monitorización: Solarlog

55

1. Solar-Log

2. Solar-Log™ WEB

3. Monitorización de grandes plantas

4. Conexión deinversores y sensores

5. Smart Metering

6. Presentación externa

55

Índice

5656

Ventajas y beneficios

Solarlog

57

Soporta 1 inversorEntrada RS485/422 (B) Conexión a inversor, Sensorbox o pantalla grande (inactiva si se utiliza la interfaz Bluetooth opcional)Interfaz de red EthernetConexión GPRS

Soporta hasta 10 inversores (1 fabricante)Entrada RS485/422 (B)Interfaz de red Ethernet Entrada/Salida de impulso S0-In/Out para la conexión a un contador de corriente o para la conexión a una pantalla grande externaDisplay alfanumerico 2 lineas6 Botones de mando

Soporta hasta 100 inversores (2 fabricantes)Entrada RS485 (A) y RS485/422 (B)Interfaz de red EthernetConexión GPRS Entrada/Salida de impulso S0-In/OutAlarmaPuerto USBEntrada PowerManagement (opcional)Amplia pantalla tactil con visualización graficas

Solar-Log 200

Solar-Log 500

Solar-Log 1000

57

Solarlog

5858

Compatibles con Solarlog

Solarlog

http://www.solar-log.com/en/products-solutions/sola r-log-1000.html

59

Solar-Log™ Easy InstallationBusqueda automática de inversoresConexión rápida a internet, a través de DHCPFácil de acceder a través de la red local http://solar-logCuando el LED 2 permanece encendido el registro se ha realizado con éxito

Solar-Log™ WiFi (wireless LAN)

Solar-Log200/1000 GPRS

Monitorización de la planta

59

Destacado

Solarlog

6060

Monitorización de la planta

Solarlog

61

Comparación de stringEstas variaciones pueden ser enviadas por email

Estado del inversor Registro de estado o códigos de error

Mensajes de alarma y de rendimiento

Degradación del módulo

61

Destacado

Solarlog

62

Exportacion de los datosTarjeta SD, USB ó .CSV

Actualizaciones

Tamaño de la memoriaCon registros cada 5 minutos la memoria puede almacenar hasta unperiodo de 30 años

62

Destacado

Solarlog

6363

ConexionesSolarlog 1000

Solarlog

6464

Resumen

Solarlog

65

Pensado para clientes finales, se pueden ver gráficos, beneficios, producción, etc.. Es gratis hasta 30 kWp.http://home.solarlog-web.es/register.html

•Con Commercial Edition, el instalador puede ofrecer el paquete completo, con la vigilancia, mantenimiento y reparación de la planta. Esto permite que el instalador pueda responder rápidamente a los mensajes de error y ahorrar tiempo, esfuerzo y costes. Los cambios en la configuración de Solar-Log ™ se puede hacer cómodamente desde su silla en la oficina. El dueño de la planta siempre tiene acceso a plantas y rendimiento de datos.

65

Classic II Edition

Commercial Edition

Solar-Log™WEB

6666

Commercial Edition

Solar-Log™WEB

6767

Solar-Log1000 PM+

Monitorización de grandes plantas

68

Cable RS485, RS422 y Canbus

Paquete RS485 Wireless

68

Accesorios

Conexión de inversor y sensores

69

Solar-Log™ BT (Bluetooth)

Máxima distancia en linea recta 50m

Sensor de irradiación y temperatura

Medida de referencia de la irradiación solar

Medida de la temperatura del modulo

Anemometro para medida velocidad viento (opcional)

Sensor de temperatura ambiente (opcional)

Compatible con SMA Sensorbox/Wind Sensor

69

Accesorios

Conexión de inversor y sensores

7070

Optimización del autoconsumo

Smart Metering

71

Solarlog 1000 soporta hasta 4 enchufes IP

Posibilidad de automatizar ON/OFF

71

Smart Metering

7272

Solar-Log™ APP

Presentación externa

73

32“ (81 cm) a 47“ (119 cm)Diseñado para uso interior y disponible

para operación continua.These devices deliver daylight-compatible,

non-reflective presentationÁngulo de visión hasta 178°.Included features:

Solarfox-Display con control por PC y remoto, tilting wall bracketSoftware Solarfox con administración online via explorador webFunción videoUMTS/WLAN soporte USB

73

Solarfox® SF-200

Presentación externa

74

Sistemas de comunicación Alternativa al display: Flashview

75

Gracias por su atención!