Sunny Island Family Valencia, 9 de Noviembre del 2011

2

Sistemas aislados de la red

> Suministro Independiente de Energía.

> Se pueden seleccionar las fuentes de

energía.

> Adaptación a las condiciones locales

3

Sistemas de respaldo

> Para largos

periodos de

caídas en la

red/fallos

> UPS

> Alimentación

adicional a la

red

Acoplamiento en alterna para fuentes y cargas

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5

Acoplamiento en corriente continua

Load

Cargador DC

Ejemplo 2: Solar home system (en continua, puntos de luz y nevera DC)

Baterias

Ejemplo 1: Bombeo de agua sin bateria

Campo fotovoltaico

Load

Bus DC

Bus DC Bus DCCampo

fotovoltaico

6

Acoplamiento en corriente alterna

Ejemplo 3: Las fuentes y cargas están conectado en el mismo bus de alterna. Ejemplo de inversor de conexión a red.

Load

Campo PV

InversorFotovoltaico

cargas

Bus AC

> Conexión de fuentes y cargas a través de un bus de alterna.

7

Acoplamiento en corriente alterna

Ejemplo 4: Sistemas aislados de la red de SMA

Bus AC

Campo FV

InversorFotovoltaico

SunnyIsland

Baterias

8

Ventajas de los sistemas híbridos basadosen líneas-bus de CA

> Alta flexibilidad ya que todos los usuarios y fuentes de energía están conectados al bus de CA

> La CA es estándar, avarca grandes rangosde potencia

> Diferentes fuentes de energía convencionalesy locales pueden formar parte de la red híbrida

> Fácil expansión del número de fases:

>de una a tres fases

>de una fase a doble fase (split-phase)

> Extensión de sistemas basados sólo en diesel

> Se puede utilizar como sistema de apoyo en redes públicas inseguras

9

Resumen de acoplaminento CA/CC

Acoplamiento CA Acoplamiento en CC

Instalación ++

fácil

-

específica

Distancias +

hasta 1 km (230 V)

- -

hasta 50 m (24 V)

Ampliable ++

Libremente ampliable

0

Muy limitado

Costes ++

Componentes standard, modular

- -

Cargas/conductos caros

Cargas ++

todos

-

Puntos de luz

Potencia ++

Hasta el MW

- -

Debajo del kW

Sunny Island

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11

Sunny Island – Funciones básicas

> Forma la red

> Suministro y control de la frecuencia

> Suministro y control de la tensión

> Suministro de la potencia

> Suministro de potencia activa

> Suministro de potencia reactiva

> Transmisión y conversión de la energía

> Conversión de C.A. a C.C. para cargar las

baterías

> Conversión de C.C. a C.A. para suministrar

energía

[f]

[U]

[P]

[Q]

~=

12

Administrador de los sistemas aislados de la red

> Administración de la batería

> Eficiencia de la batería para la carga y descarga

> Administración de la batería para prolongar su vida útil

> Administración de la carga

> Conexión y desconexión de las cargas en alto consumo

> Capacidad de sobrecarga

> Muy rápida conexión a fuentes adicionales

> Administración del sistema

> Solicitud y regulación de fuentes de energía

> Control de otros Sunny Islands

> Control del relé

13

Resumen de sistemas de seguridad

CC Seguridad en los polos de CC,

Interruptor automático de CC integrado

CA CA-limitador de corriente para proteger al grupo electrógeno

Control de las sobre y bajas tensiones en CA/CC y de las

frecuencias

Temperatura Seguridad contra sobretemperaturas

Carga de baterias con compensador de temperaturas

Batería Controlador de la ventilación de la habitación de baterías

Seguridad contra descargas intensivas

Seguridad contra sobrecargas

Grupo electrógeno Compensación de la potencia reactiva del grupo electrógeno

Control de los relés del grupo electrógeno

Control de la corriente de retorno al grupo electrógeno

14

Gama de productos

SI 2224 SI 3324 SI 4248 SI 5048 MC-Box-6 MC-Box-12 MC-Box-36

30min. AC-Output at 25 ºC

2,7 4,2 5,4 6,5

6 12 36

39 78 kW

SI 2012

2,9 234

Nominal AC-Output at 25 ºC

2,0 3,3 4,2 5,0 30 60 kW2,2 180

3,6 5,0 7,0 8,4 50 100 kW3,8 300

1min. Max. AC-Output at 25 ºC

15

Familia Sunny Island

Sunny Islands

3324, 4248 / 4248USunny Islands

5048 / 5048U

Aplicaciones pequeñas y aplicaciones de dispositivos

especiales

Sistemas modulares, alta potencia, variedad de

funciones

Sunny Islands

2012 / 2224

Pequeños sistemas modulares, variedad de

funciones

16

Sunny Island – Off-grid Inverters

Sunny Island

3324

4248 – 4248U

3 – 4 kWAC

> Calidad de red y alimentación segura

> Costes efectivos

> Fácil instalación y operación

> Excelentes características en sobrecarga

> Administrador de sistemas aislados (administra

inteligentemente el sistema, las baterías y el

grupo electrógeno)

> Modular, extendible de 1 a 3 fases y con

multicluster, hasta 100 kW

> Fácil de usar (en todo el mundo)

Sunny Island

2012

2224

5048 – 5048 U

1–100 kWAC

17

Todos ellos fáciles de configurar

> Guía de configuración rápida

> Sólo 6 pasos para iniciar el sistema

> Tipo de dispositivo (Máster, Esclavo 1, ...) (Para SI 2012/2224 y SI 5048)

> Voltaje y frecuencia (230V – 50Hz / 220V – 60Hz)

> Configuración del sistema (Fases, cantidad de unidades) (SI 5048/2012/2224)

> Fecha y hora

> Batería (Tipo, capacidad y voltaje nominal)

> Corriente máxima del generador e interfase del generador

18

Sunny Island 2224/2012

> Ahora SMA ofrece soluciones para sistemas aislados

de entre 1 – 9 kW

> Compacto y potente para pequeños sistemas aislados

> Extremadamente robusto ya que:

> IP 54

> Diseñado sin ventilador

> Ligero 18 kg (topología-HF)

> Extendible de 1~ a 3~

SI 2012 SI 2224

Voltaje de salida 230V (202 – 253 V) 230V (202 – 253 V)

Frecuencia de red 45 – 65 Hz 45 – 65 Hz

Potencia en CA / 30min / 5min (25°C) 2000/2700/3600 W 2200/2900/3800 W

Corriente máxima 25 A eff (3 s) 25 A eff (3 s)

Potencia de entrada 230 V (172,5 - 250 V) 230 V (172,5 - 250 V)

Frecuencia de entrada 50 Hz (40 – 70 Hz) 50 Hz (40 – 70 Hz)

Potencia máxima de entrada 5,75 kW 5,75 kW

19

1-fase en paralelo y sistemas trifásicos

20

Sunny Island 2224 con control remoto

> Sunny Island 2224 / 2012

> Flexible

> Fácil

> Eficiente

> Robusto

> Sunny Remote Control SRC-1

(fácil operación y pantalla)

> Operación intuitiva

> Puede trabajar en un radio de hasta 20 m

> Tecla de control iluminada

> Tarjeta SD

¡El Sunny Remote Control es necesario para la puesta en marcha del sistema!

21

Área de conexiones

23

Tarjeta de servicio SD

> La tarjeta SD es una parte del SCR-1

> Fácil actualización del firmware

> Guarda y carga todos los parámetros y

valores

> Almacenamiento de parámetros

importantes minuto a minuto

> Almacenamiento de avisos y fallos en los

útimos 100 días

Datos - Información

Análisis - soluciones

26

Sunny Island 5048

27

SI 5048 – Datos Técnicos

Potencia nominal de CA (continua) 5000 W 6,5 kW30min / 8,4 kW1min

Voltage nominal en CA 230 V

Frecuencia nominal 50/60 Hz

Corriente máxima en CA 120 A

Voltage nominal en CC 48 V

Eficiencia máxima >95%

Relé del generador integrado 56 A máx. Potencia del generador

12,8 kW (por cada SI)

Reducción del rendimiento/Standby 25W/4W

Sistemas 1~/3~ Hasta 100 kW(1 min)/ 78 kW(30min)

Características especiales Tarjeta SD/MMC, Punto de operación individual

28

Conexiones de CA

Conexiones de CC

Tarjeta MMC

Sunny Island 5048 – Conexión y operación

Interruptor/seccionadorde CC

Comunicación

Interfase del usuario

> Contrucción estructurada

> Fácil instalación

> Simple mantenimiento

29

Sunny Island 5048 – Área de conexión

> Área de conexión flexible gracias a leads (opcionales)

> Conexiones simples de comunicación gracias a conectores RJ45

31

Fácil de usar

> Fácil de usar

> La unidad máster es la que comunica los datos al usuario

(Ajustes, observación de valores...)

> La unidad máster observa y controla las unidades esclavo

(las actualizaciones de software sólo se realizan en la unidad máster, el máster actualiza a los esclavos)

> Tarjeta SD/MMC integrada

> Guarda todos los datos relevantes

durante 100 días

> Actualización del software vía tarjeta

SD/MMC

> Almacenación de parámetros en la tarjeta

SD/MMC

32

Opticool en la carcasa

> Para condiciones extremas de temperatura

> Opticool

> Amplios rangos de temperatura (-25 to +50°C)

> Gran eficacia a grandes temperaturas (4 kW at 45°C)

Entrada de aire frío

Salida de aire caliente

33

Conexiones Sunny Island 5048

Relay 1/2

Relay 1/2

DigIn Com In

=

=

=

=

Öffentliches

Netz / Utility

Generator

Windy Boy Sunny Boy

PV 1

Sunny Boy

PV x

Sunny

WebBox

Verbraucher / Loads

DC-Verbraucher /

DC Loads

Laderegler /

Charge Controller

DC/DC Steller /

DC/DC converter

Batterie-

Temperatursensor /

Battery temperature sensor Batterie /

BatteryBrennstoff-

zelle / Fuel cell

* )

Batteriestromsensor / Battery current sensor

AC1 Loads/Sunny Boys

AC2 Gen-erator/Grid

BatTmp BatCur DC

PV

BatVtgOut

35

Sistemas trifásicos

Verbraucher /LoadsMaster Slave 1 Slave 2

* )

L1L2L3

AC2

AC1

ComSMA Out

ComSynch Out

Bat Tmp

BatCur

DCBat

VtgOut

Relay1 Relay2

ComSMA In

ComSynch In

Dig in

AC2

AC1

ComSMA Out

ComSynch Out

Bat Tmp

BatCur

DCBat

VtgOut

Relay1 Relay2

ComSMA In

ComSynch In

Dig in

AC2

AC1

ComSMA Out

ComSynch Out

Bat Tmp

BatCur

DCBat

VtgOut

Relay1 Relay2

ComSMA In

ComSynch In

Dig in

B1

B2

B2

B1

Batterie Temperatursensor /

Battery temperature sensor

Batterie /

Battery

SI-BATFUSE.03

Sunny

WebBox

Un sólo cluster no necesita multicluster box

36

Sunny Island 5048 Multicluster-Boxes

> Todo incluído

> Flexible gracias a 3 diferentes tamaños

(desde los 30 hasta los 180 kW)

> Fiable gracias a la operación simple de

emergencia del grupo electrógeno

Datos técnicos

Nº de SI 6 / 12 / 36

SI Potencia 30 / 60 / 180 kWnom

Potencia FV 55 / 110 / 300 kWnom

Pot. grupo e. 55 / 110 / 300 kWnom

37

Sistemas trifásicos con clusters en paralelo

Sunny Boy

Mulitcluster Box(AC - Distribution)

Generator contactor Loadshedding

Battery48V

WebBox

Communication

Communication

Battery48V

e.g.:

close contactor if SOC < 50%

External

contactor

38

Todo incluído

> Distribución completa de CA

> Desconexión del circuito integrada para todos los Sunny Islands

> Contactor para el generador integrado

> Interruptor para el deslastre de cargas integrado

> Conexión principal de la planta fotovoltaica y/o eólica integrada

> Cables de comunicación incluídos

> 5 años de garantía

¡Todos los cables de comunicación incluídos!

39

Distintos modelos de Multicluster Box

> MC-BOX-6

> Hasta 6 x SI5048

> hasta 55 kW de grupo electrógeno, cargas y potencia fotovoltaica

> MC-BOX-12

> Hasta 12 x SI5048

> hasta 110 kW de grupo electrógeno, cargas y potencia fotovoltaica

> MC-BOX- 36

> Hasta 36 x SI5048

> hasta 300 kW de grupo electrógeno, cargas y potencia fotovoltaica

Comunicación en sistemas multicluster

40

com

Vtg/cur

Sync

SysCan

Cluster 1 Main cluster

Cluster 2Extension cluster

Cluster 3Extension cluster

MC BOXslave mastermaster

slave

slave slaveslave

41

Productos Sunny Island - Resumen

Características SI2224/SI2012 SI3324/SI4248(U) SI5048/SI5048U

Acoplamiento en paralelo

Acoplamiento en trifásica

Conexión a red o a grupo

electrógeno

Acoplamiento en CC

Mayor administración del

grupo electrógeno y de las

baterías

Guía de configuración

rápida

Almacenamiento de datos

con tarjeta SD/MMC

Multicluster

Gestión del sistema

Gestión de la carga

Coordinación de las fuentes de energía y de las cargas

Capacidad de sobrecarga

Rápida conexión a fuentes adicionales

Gestión del sistema

Solicitud y regulación de fuentes de energía

Control de otros Sunny Islands

Control del relé

Seguridad

Reducción del consumo propio de los inversores

Gestión de la batería

Eficiencia de la batería para la carga y descarga

Administración de la batería para prolongar su vida útil

Esquema Sunny Island 5048

Frequency Shift Power Control

Sin cableado addcional de comunicación

A mayor frecuencia menor potencia CA

PAC [%]

FAC [Hz]+1 +2 +3-1-2-3 f0

50

100

FAC-Start Delta (1Hz)

FAC-Limit Delta (2Hz)

+4

FAC-Delta+ (4,5Hz)

-4

FAC-Delta- (4,5Hz)

52

Control de los relés

Dos relés integrados

Parametrizable con 15 funciones disponibles

o en función del estado de carga de batería (en %)

o en función de tiempo (todos los día a las 10:00, todos los viernes, el 24 de enero)

o en función de la carga

o etc.

Relés de inversores esclavos utilizable

o p.ej., tres Sunny Island disponen de seis relés

53

Comunicación entre Sunny Island

L1

L2

L3

CAN BUS

CAN BUS

CAN BUS

Solicitud del grupoelectrógeno

Medida de valores

Sincronización

54

Definición Máster/esclavo

Máster

Tiene derecho a operar sin ser solicitado

Realiza los cálculos necesarios

Lleva a cabo encendidos y apagados

Es el centro de comunicación

Esclavo

“Escucha“ constantemente las órdenes de la unidad

máster

Cumple las órdenes de la unidad máster

Prioriza las órdenes del máster

Envía los datos relevantes al máster

Esquema de un sistema trifásico

Modo Off-Grid

Los inversores Sunny Boy, Sunny Mini Central y

Windy Boy tienen que estar en modo Off-Grid

Parámetro Unidad Comentario

Tstart sec 10, 30, 50, …

I-NiTest mA ENS = off

Uac.Min V 180

Uac.Max V 260

Fac-delta- Hz 4,5

Fac-delta+ Hz 4,5

dFac-Max Hz/sec 4

dFac-Start Hz 1

dFac-Limit Hz 2

Conexión de fuentes externas

Diferentes tipos de grupos electrógenos

Estacionario, móvil

Combustibles: gasolina, diesel, aceitevegetal, gas, etc.

Desde 0.3 kW hasta varios MW

Con 1500 o 3000 revoluciones por minuto

Síncronos, asíncronos o generadoressíncronos con imán permantente

Directamente acoplados o a través de un inversor

Arranque manual o automático con 1 o 2 contactores

Arranque automático del generador

60

> En este caso, el sunny island tiene la opción de arrancar el generador. Envia una petición para

arrancar el generador utilizando la señal GnReq.

> Si el voltaje y frecuencia del generador estan dentro del los límites, el equipo se sincroniza y se

enciende en el tiempo de calentamiento establecido (#233/12)

El generador se puede arrancar automaticamente

GnReq señal

Sunny Island

Red Aislada

Administración de grupos electrógenos

Arranque del grupo electrógeno:> Manual> Por estado de carga de la batería (SOC)> Cargas del sistema> Horario*

Control del grupo electrógeno vía:> Corriente> Frecuencia *> Optimización de la potencia reactiva

Protección del grupo electrógeno con:> Tiempo ajustable de calentamiento *> Tiempo de operación mínimo ajustable *> Conexión suave del grupo electrógeno> Tiempo de enfriado o de encendido *

* Sólo con SI5048, SI 2012 y SI 2224

Arranque de los grupos electrógenos

Arranque manual

> Si no está disponible el arranque eléctrico

Arranque remoto con un contactor

> El Sunny Island cierra un relé,

> El generador tiene las fases de precalentamiento,

arranque, funcionamiento y parada

Arranque remoto con dos contactores (sólo con GenMan)

> El GenMan controla dos contactores de arranque

> Primer relé para precalentamiento, marcha o paro

> Segundo relé para el encendido

Conexión a la red pública

Gestión de baterías

65

Objetivos de la gestión de batería (BMS)

Alta disponibilidad y seguridad debido a:

> Desconexión en caso de sobretemperatura

> Desconexión en caso de descarga profunda

> Desconexión en caso de sobrecarga

Prolonga la vida de servicio de la batería gracias a:

> Carga automática y ecualizador de carga

> Previene descargas profundas gracias a la monitorización SOC

Determinación exacta del SOC para el usuario y el control operacional

> Los Sunny Island son los únicos inversores de batería que tienen integradoslos cálculos SOC

Estados de carga

Carga rápida (boost charge)> Alta tensión durante periodo corto

> SOC de 85 hasta 90%

Carga completa (full charge)

> Media tensión durante un periodo medio> SOC de 90 hasta 95%

Carga de compensación (equalizatión charge)

> Media tensión durante un periodo largo SOC de 95 .. 100%

Carga flotante (float charge)

> Mantenimiento del voltaje de la batería y del estado de carga> Mantenimiento SOC de 95 .. 100%

Fase de reposo (silent mode)

> Prevención de corrientes de batería> SOC puede bajar dependiendo del tipo de batería

Parámetros de la batería

Tipo de batería

> OPzS / FLA (Flooded Lead Acid) – baterías cerradas de plomo con electrólito

líquido

> OPzV / AGM / VRLA (Valve Regulated Lead Acid) – baterías de plomo

con electrólito fijado en gel o fieltro (AGM, Absorbent Glas Mate)

> NiCd – baterías cerradas de níquel cadmio

Tensión nominal

> FLA/VRLA 48 V (ajustable entre 48 y 42 V)

> NiCd 45,6 V (ajustable entre 48 y 43,2 V)

Capacitad

> 100 Ah (100Ah .. 10.000 Ah)

68

Resistencia de medición

Hay resistencia para distintas intensidades

o 200, 400, 600, 800 y 1200 A

o Rangos de medida de 50 mV (USA) or 60 mV (Europa)

Los shunts de medida no son siempre necesarios

o Son necesarios si hay mínimo un dispositivo conectado en CC

que no sea de SMA

70

Protección en CC

Las cajas de conexión (Batfuse) de batería están disponibles

en diferentes versiones

NH00 con fusible de 125A para SI2224

NH00 con fusible de 125A para tres SI2224

NH01 con fusible con seccionador de:

125A para SI2224

200A para SI4248

250A para SI2012/SI3324/SI5048

NH01 con seccionador y fusible de:

125A para tres SI2224

200A para tres SI4248

250A para tres

SI2012/SI3324/SI5048

71

Sistemas de respaldo

Posibles applicaciones

Sistema SAI

o Seguridad ante una caída de red

Sistema SAI con generación FV/eólica

o Seguridad ante una caída de red

o Autoconsumo

Sistema SAI con inyección a la red

o Seguridad ante una caída de red

o Autoconsumo

o Inyección con vigilante de red (VDE 0126)

Sistema SAI con Sunny Island

La red pública suministra energía para el consumo y carga las baterías

En un caso de caida de la red el Sunny Island la sustiuye en un plazo de 30 ms

Sistema SAI con generación FV/eólica

La red y la instalación FV/eólica suministran la energía

En un caso de caida de la red el Sunny Island la sustiuye en un plazo de 30 ms y

suministra las cargas junto con la generación FV/eólica

Sistema SAI con inyección a la red

La carga se alimenta a través del contador de compra

La instalación FV inyecta a través del contador de venta

En un caso de caida de la red el Sunny Island desconecta el sistema de la red y sustiuye la red en un plazo de 20 ms

Se conecta la instalación FV directamente a la carga

Funcionamiento Sunny Backup

Contador de venta

AS-Box

Contador de compraRed pública

Cuadro de conmutación

Sunny Backup 5000

Primer sistema Backup fotovoltaico del mercado

Funciones

o 5 kW de potencia nominal

8,4 kW durante 1 min

o Para redes monofásicas y trifásicas

o Fácil de instalar y manejar

o Funcionamiento automático

o Sistema anti-isla activo

o Modular y ampliable

o Disponible para redes TN y TT

La caja de conmutaciones

Sincronización optimal con el Sunny Backup 5000

Funciones

o Todos los interruptores integrados

o Redundante contactor de separación de la instalaciónfotovoltaíca

o Supervisión de todos los contactores

o Medición de corriente y tensión de la red integrado

o Disponible en distintos tamaños M, L, XL

o Entrada opcional para el grupo electrógeno

Comparación Sunny Island y Sunny Backup

Para “aislada” y un sistema de respaldo sin inyección a red

La red solamente para suministrarenergía y cargar baterías y

Applicación mundial

Facilmente ampliable

Sunny Backup

Para instalaciones de venta a red (conincentivos para FV)

Integrable en instalaciones FV existentes y y

nuevas

Vigilante de red con dos interruptoresindependientes según DIN VDE 0126-1-1

Kits prefabricados en tamaños S, M, L y XL

Sunny Island

Nuevos productos

80

Meter connection box en un sistema de inyección a red.

81

Sunny Backup y Meter connection box paraaumentar el autoconsumo

Aumento del autoconsumo por 15–30 % frente a un sistema sin batería

Mantiene el funcionamiento Backup en el caso de una caída de red

Inversor FV Contador FV Contador de venta Red pública

CargaGenerador FV

Contador de compraSunny Backup

Batería

Curvas de consumo y producción

83

Sunny Home Manager

Interfaz para el Sunny Portal

Monitorización de la instalación

Gestor de energía

Domótica integrada

Comunicación directa con electrodomésticos

inteligentes (p.ej. lavadora de Miele)

8 Solución ideal para aumentar el autoconsumo (Smart Grid ready)

6

Funciones del Sunny Home Manager

86

¿Qué información procesa el Sunny Home Manager?

• Predicción del tiempo específica para la localidad

• Generación fotovoltaica, inyección a la red o demanda de la red

• Precio actual de la electricidad

• Consumo típico total del hogar y de los diferentes consumos

• Estado de carga de la batería

¿Qué acciones ejecuta el Sunny Home Manager?

• Comandos para activar consumos

• Alertas visuales para acciones recomendadas

• Comandos para cargar o descargar las baterías.

Sunny Home Manager

Inversor FV Contador FV Contador de venta Red pública

Carga

Generador FV

Contador de compra

SUNNY HOME MANAGER

SUNNY BACKUP

Batería

87

88

¡Seamos realistas e intentemos lo imposible!