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Agenda 2030:

Objetivos de Desarrollo Sostenible

CAPACIDAD GLOBAL2008 - 2018

SUBASTA DE ENERGÍA

COLOMBIA

LA CASTILLA

ECOPETROL

21 MWp

YUMBO

CELSIA SOLAR

9,8 MWp

EL PASO SOLAR

ENEL

86,2 MWp

SUBASTA DE ENERGÍACOLOMBIA

COSTO DE LA ENERGÍACOLOMBIA

http://www1.upme.gov.co/InformacionCifras/Paginas/PETROLEO.aspx

http://www1.upme.gov.co/InformacionCifras/Paginas/PETROLEO.aspx

DIAGRAMA SISTEMA FOTOVOLTAICO

CONECTADO A RED

AUTOGENERACIÓN A PEQUEÑA ESCALA RESOLUCIÓN CREG 030/18

Fuente: Presentación CREG “Autogeneración a pequeña escala y generación distribuida en el SIN (Barranquilla, abril de 2018)


Autogenerador de Pequeña Escala

Usuarios residenciales, pequeñas industrias y comercios, capacidad

menor o igual a 1.000 kW

Generador Distribuido

Corresponde a una empresa de generación con una planta pequeña

conectada a las redes de distribución y con una capacidad

menor o igual a 100 kW

≤ 100 kW

100 kW a 1 MW



https://servicios.electricaribe.com/CREG030/ http://www.cens.com.co:8080/ConsultaDisponibilidad/InformacionSig

https://servicios.electricaribe.com/CREG030/

http://www.cens.com.co:8080/ConsultaDisponibilidad/InformacionSig


http://www.essa.com.co/site/clientes/es-es/nuestrosproductosyservicios/autogeneradores.aspx

http://multiprocesos.com/enel_codensa_creg030/

http://www.essa.com.co/site/clientes/es-es/nuestrosproductosyservicios/autogeneradores.aspx

http://multiprocesos.com/enel_codensa_creg030/


https://aplicaciones.chec.com.co/metaahorro/autogeneradores.php https://energiadepereira.eep.com.co:65000/

https://aplicaciones.chec.com.co/metaahorro/autogeneradores.php

https://energiadepereira.eep.com.co:65000/


https://www.epm.com.co/site/clientes_usuarios/clientes-y-usuarios/nuestros-servicios/energ%C3%ADa/soluci%C3%B3n-solar-integral-para-hogares-y-empresas#A-qui-n-est-dirigida-4975

https://www.emcali.com.co/web/energia/autogeneracion/consultar-disponibilidad

https://www.epm.com.co/site/clientes_usuarios/clientes-y-usuarios/nuestros-servicios/energ%C3%ADa/soluci%C3%B3n-solar-integral-para-hogares-y-empresas#A-qui-n-est-dirigida-4975

https://www.emcali.com.co/web/energia/autogeneracion/consultar-disponibilidad


http://ceocreg.ceoesp.com.co/ceocreg/ https://verdevivocelsia.com:5443/mapa?token=VHRE7BB4Yev5LvL05HGOt6d5cJIjDWB6lDugoOuDmfm9eBMqHJvoM07HzZtzW51BjewKgKzLm9nmndkBeLNCm51PE8uc0ny3FR9i6EVCrWt1htntQ4-BEttazPYy6FL6PEMs3uatjyLG4XnrsfPTqmdgqx0w-pzwG0vNYKA16dgQnHn6SYSGo8LH8TBlgJ3N_FtGF7U8ErbDh47_HpQGOsVUbFItVm0QMe8zXig689Y

http://ceocreg.ceoesp.com.co/ceocreg/

https://verdevivocelsia.com:5443/mapa?token=VHRE7BB4Yev5LvL05HGOt6d5cJIjDWB6lDugoOuDmfm9eBMqHJvoM07HzZtzW51BjewKgKzLm9nmndkBeLNCm51PE8uc0ny3FR9i6EVCrWt1htntQ4-BEttazPYy6FL6PEMs3uatjyLG4XnrsfPTqmdgqx0w-pzwG0vNYKA16dgQnHn6SYSGo8LH8TBlgJ3N_FtGF7U8ErbDh47_HpQGOsVUbFItVm0QMe8zXig689Y


http://35.184.36.98/eh_generacion_distribuida/#! https://disponibilidad.cedenar.com.co/

▪ El plazo de respuesta: 5 días hábiles.

▪ La aprobación tiene vigencia de 6 meses.

http://35.184.36.98/eh_generacion_distribuida/#!

https://disponibilidad.cedenar.com.co/


𝐻𝑒𝑓 =𝐼𝑛𝑑𝑖𝑐𝑒 𝑟𝑎𝑑𝑖𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑠𝑜𝑙𝑎𝑟

𝐶𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙

𝐻𝑒𝑓 =𝑘𝑊ℎ/𝑚2

𝑊/𝑚2

El promedio en Colombia es de

3,6 horas efectivas de sol

También denominado Horas Sol Pico (HSP)

0 4 8 12 16 20

Consumo Red


Consumo mensual: 270 kWhConsumo diario: 9 kWh

124 kWh43 kWh 103 kWh

270

0

70

140

210

Exportación Importación

Me

did

or

kWh

Factura normal: 270 kWh*CU*(sub/cont)


270 kWh

146 kWh


Consumo mensual: 270 kWhConsumo diario: 9 kWhHoras efectivas zona: 4 h-díaPotencia necesaria: 2,25 kWp

0 4 8 12 16 20

Consumo Red


146 146

0

70

140

210


Me

did

or

kWh


Intercambio: (10%CU)*146 kWhVs


G. Consumida G. Intercambio

270 kWh

146 kWh


0 4 8 12 16 20

Consumo Red



G. Consumida G. Intercambio

Consumo mensual: 270 kWhConsumo diario: 9 kWhHoras efectivas: 4 h-díaPotencia instalada: 3,0 kWpGeneración: 360 kWh

146 146

90

0

70

140

210


Me

did

or

kWh

Intercambio: (10% CU)*144 kWh-Venta: (40% CU)*90 kWh


90kWh

G. Venta

DIAGRAMA SISTEMA FOTOVOLTAICO CONECTADO A RED


NTC 2050 SECCIÓN 690. SISTEMAS SOLARES FOTOVOLTAICOS


NEC 2017FIGURA 690.1 (b). IDENTIFICACIONES DE LOS COMPONENTES DEL SISTEMA FV ENCONFIGURACIONES COMUNES.

SISTEMA INTERACTIVO

INVERSORINTERACTIVO

FUENTEFV

CIRCUITO DE SALIDADEL INVERSOR

SISTEMA DE DESCONEXIÓNFV

PRODUCCIÓN DE ENERGÍA Y RED DE

DISTRIBUCIÓN

MÓDULO DEL SISTEMA AC

PRODUCCIÓN DE ENERGÍA Y RED DE

DISTRIBUCIÓN

SISTEMA DE DESCONEXIÓN FV

MÓDULOS AC(INCLUYE INVERSOR)

ARREGLO(MÓDULOS AC)



SISTEMA DE DESCONEXIÓNINTERACTIVO

PRODUCCIÓN DE ENERGÍA Y RED DE DISTRIBUCIÓN

CIRCUITOS DE SALIDADEL INVERSOR

SISTEMA DE CONSUMO AUTÓNOMO

SISTEMA DE DESCONEXIÓN DE

ALMACENAMIENTOSISTEMA DE ALMACENAMIENTO

SISTEMA DE DESCONEXIÓN

FV

GENERACIÓNFV INVERSOR

MULTIMODO

CARGADC

SISTEMA MULTIMODO

ACOPLADO DC

SISTEMA MULTIMODO

ACOPLADO AC

SISTEMA DE DESCONEXIÓNINTERACTIVO

PRODUCCIÓN DE ENERGÍA Y RED DE DISTRIBUCIÓN

SISTEMA DE DESCONEXIÓN FV


INVERSORINTERACTIVO

GENERACIÓNFV

SISTEMA DE ALMACENAMIENTO

SISTEMA DE DESCONEXIÓN DE

ALMACENAMIENTO

INVERSOR MULTIMODO

NEC 2017FIGURA 690.1 (b). IDENTIFICACIONES DE LOS COMPONENTES DEL SISTEMA FV ENCONFIGURACIONES COMUNES.

PANELES SOLARES

Un panel fotovoltaico (solar) sería una combinación de dos o más módulosconectados en serie.

Normalmente a esta combinación se le conoce como un "string".

PANELES SOLARES

Los paneles solares requieren demantenimiento y su tiempo de vida es de20 a 30 años en promedio.

Cuentan con una gran resistencia a laintemperie (aire, lluvia, granizo) gracias ala capa de vidrio templado en la partesuperior de las celdas y una capa deplástico en la parte inferior.

TECNOLOGÍASUPERFICIE

(m2)EFICIENCIA

(%)

SILICIO MONOCRISTALINO 7 – 9 18 - 22

SILICIO POLICRISTALINO 8 – 11 14 - 17

SILICIO AMORFO 14 – 20 8 - 12

SUPERFICIE REQUERIDA POR CADA kWp

PANELES SOLARES

Actualmente el encapsulante más empleado es el Etil Vinilo Acetato (EVA)

Fuente: Curso Energía Solar Fotovoltaica - UAO


PÉRDIDAS ENERGÉTICAS PANELES SOLARES

Fuente: //review.solar/latest-tier-1-solar-panels-list-2019/

PANELES SOLARES

PANELES SOLARES


PANELES SOLARES


Corriente de cortocircuito (Isc)Al cortocircuitar los bornes – 10 a 40 mA/cm2

Potencia Máxima o Pico (PMáx.)

Tensión de circuito abierto (Voc)Sin consumo ni intensidad – 0,6 a 1 V

Factor de Forma (FF)Relación entre la potencia pico y los valores extremos de la celda. Indicador de calidad.

FF=𝑃𝑐𝑒𝑙

𝐼𝑠𝑐∗𝑉𝑜𝑐> 0,7

STC (Standard Test Conditions)

Irradiancia 1000 W/m2

PANELES SOLARES

Fuente: https://ecolibriumsolar.com/ecofoot2plus/

BASES

PERFIL ABRAZADERA

https://ecolibriumsolar.com/ecofoot2plus/

PANELES SOLARES

Fuente: https://ecolibriumsolar.com/ecofoot2plus/

https://ecolibriumsolar.com/ecofoot2plus/

INVERSOR

Potencia nominal (PNom)Seleccionar con factor de seguridad entre el 5 y 10 %.

Limites de tensión MPP (VMPP)Rangos de tensión de operación.

Máxima Tensión DC (VMáx-DC)Máxima tensión admisible.

Intensidad Nominal (INom-DC)Máxima corriente admisible.

INVERSOR

Fuente: SOLARMAX

MEDIDOR

Se emplea un medidor horario bidireccional

Aplican las reglas del código de medida para fronteras degeneración, salvo:

• Medidor de respaldo

• Verificación inicial por parte de un tercero

• Reporte de las lecturas cuando se vende laenergía al comercializador integrado con eloperador de red


CONDUCTORES

El ambiente en el que se instalan los cables fotovoltaicos y sobretodo en el área de paneles solares, esun ambiente agresivo.

• ALTAS TEMPERATURAS

• RAYOS SOLARES

• AMBIENTE SECO, HÚMEDO Y MOJADO

• MALTRATO EN LA INSTALACIÓN

• TORMENTAS, GRANIZO

• VOLTAJE DC

CONDUCTORES

Artículo 20.22PANELES SOLARES FOTOVOLTAICOS

La instalación eléctrica y el montaje de los paneles debe hacerse conforme a la sección 690 de la NTC2050.

Referencia: NTC 2050

CONDUCTORES


NTC 2050 SECCIÓN 690. D - MÉTODOS DE ALAMBRADO

SECCIÓN 690-31. MÉTODOS PERMITIDOS

A) SISTEMA DE ALAMBRADOSe permite utilizar todos los métodos de alambrado con canalizaciones y cables incluidos en este Código y otrosmétodos y accesorios destinados específicamente e identificados para su uso en conjuntos fotovoltaicos.

Ventajas:

• Cumple la prueba de no propagación del incendio (TC). • Satisface la prueba de resistencia a la propagación del incendio FT4/IEEE1202 • Cumple con pruebas de impacto y doblez en frío a -40°C. • Resistente a la luz solar (SR) • Pueden instalarse directamente enterrado (Dir Bur)

CONDUCTORES




B) CABLES DE CONDUCTOR SENCILLO (UNIPOLARES)Se permite utilizar cables unipolares de tipo SE, UF y USE. Cuando estén expuestos a la luz directa del sol, loscables de tipo UF deben estar identificados como resistentes a la luz del sol o se deben utilizar cables de tipoUSE.

Tipo Usos Instalación

SECable de entrada o bajante hasta los

equipos de acometida (contador)

Instalación aérea o en ducto.

USE

Instalación aérea o en ducto. Enterrado directo en calibres 8AWG y mayores donde no exista tráfico

pesado.

CONDUCTORES




C) CABLES Y CORDONES FLEXIBLESPara conectar las partes móviles de los módulos de orientación fotovoltaicos, dichos cables deben ser de untipo identificado como de uso pesado o como cables portátiles de fuerza; deben ser adecuados para usoextrapesado, estar certificados para su uso exterior y ser resistentes al agua y a la luz del sol.

CONDUCTORES




D) CABLES DE CONDUCTORES CON SECCIÓN TRANSVERSAL PEQUEÑAPara las interconexiones de los módulos fotovoltaicos se permite utilizar cables monopolares certificados parauso exterior resistentes a la luz del sol y a la humedad, con sección transversal de 1,31 mm2 (16 AWG) o 0,82mm2 (18 AWG).

TIPO AMERICANOPV XLPE Cu 90°C 2 kV SR RoHS

Conductor de cobre suave flexible.

Tensión nominal de 2000 V (2 kV).

Aislamiento termoestable de polietileno reticulado (XLPE).

Temperatura máxima de operación de 90°C.

UL 4703 PHOTOVOLTAIC WIRE.

TIPO EUROPEOH1Z2Z2-K CuSn 90°C 1 kV HF FR RoHS

Conductor flexible de cobre estañado (CuSn).

Tensión nominal de 1000 Vac (1500 Vdc).

Aislamiento y cubierta flexible termoestable libre de halógenos (Z2Z2).

Temperatura máxima de operación de 90°C (se permite 120°C sin superar 20 000 horas).

UNE EN-50618CABLES ELÉCTRICOS PARA SISTEMAS FOTOVOLTAICOS

TIPO EUROPEOH1Z2Z2-K CuSn 90°C 1 kV HF FR RoHS

CONDUCTORES

CubiertaRelleno

Fleje aplicado helicoidal,

entrecruzado (Interlocked)

Cable FV

CONECTORES

Cable / Panel / Inversor

Referencia: TE Connectivity

CONECTORES

Tipo Troncal


Rangos

Principal Secundario8 - 2 AWG 12 - 8 AWG350 - 500 kcmil 10 - 2 AWG

CABLEADO

Tipo Troncal


CABLEADO

Tipo Convencional


CABLEADO

Sistema de Suspensión


PROTECCIONES


DC

• Fusible.• Descargador.• Interruptor.

AC

• Fusible.• Interruptor de sobre corriente.• Diferencial.• DPS.• Sistema de puesta a tierra.• Tablero (IP 65-66).• Sistema contra descargas.

RECURSO SOLAR


RECURSO SOLAR

Referencia: Curso Energía Solar Fotovoltaica - UAO

Irradiancia y Constante SolarLa potencia de la radiación solar que se recibe en un instante dado sobre un metrocuadrado de superficie se conoce como irradiancia (IS) y se expresa en W/m2. Elvalor determinado por la NASA indica que la constante solar es de 1353 (±1.6%)W/m2.

𝑰𝒔 =𝑃

4𝜋𝑑2≈ 1,35 𝑘𝑊/𝑚2

Donde:P = 4 x 1026 J (Energía del sol)d2 = 149,5 millones de km

RECURSO SOLAR


Efecto Atmosférico

RECURSO SOLAR


RECURSO SOLAR


Azimut (α).Es el ángulo comprendido entre la direcciónsur y la dirección de la proyección del Solsobre el plano horizontal. El origen deángulos, se sitúa en la dirección sur y seconsideran positivos los medidos hacia eloeste y negativos los medidos hacia el este.

Altitud (β). Es el ángulo comprendido entre la posición delSol y su proyección sobre el plano horizontal.El origen está en el horizonte y se consideranpositivos los medidos en sentido ascendente.

RECURSO SOLAR


https://drajmarsh.bitbucket.io/sunpath3d.html

https://drajmarsh.bitbucket.io/sunpath3d.html

RECURSO SOLAR

Piranómetro Pirheliómetro

RECURSO SOLAR

Atlas de Radiación Solar de Colombia

Surface Meteorology and Solar Energy Data Set SSE –NASA

SWERA(Solar and Wind Energy Resource Assessment)

http://atlas.ideam.gov.co/visorAtlasRadiacion.html

http://atlas.ideam.gov.co/visorAtlasRadiacion.html

RECURSO SOLAR

https://www.sketchup.com/

https://www.sketchup.com/

DIMENSIONAMIENTO

1. UBICACIÓN Y POTENCIA

Zona rural de Cali, Valle del Cauca, Colombia.La energía producida por el proyecto se entregará completamente a la redeléctrica. Potencia requerida 60 kWp.

DIMENSIONAMIENTO

2. SELECCIÓN DEL MÓDULO SOLAR FV

FF=𝑃𝑐𝑒𝑙

𝐼𝑠𝑐∗𝑉𝑜𝑐

DIMENSIONAMIENTO


FF=𝑃𝑐𝑒𝑙

𝐼𝑠𝑐∗𝑉𝑜𝑐=

335𝑊

9,54 𝐴 ∗45,8 𝑉

FF = 0,767

DIMENSIONAMIENTO


FF=𝑃𝑐𝑒𝑙

𝐼𝑠𝑐∗𝑉𝑜𝑐=

335𝑊

9,18 𝐴 ∗47,2 𝑉

FF = 0,773

DIMENSIONAMIENTO

3. ESTIMACIÓN CANTIDAD PROVISIONAL INICIAL DE MÓDULOS

𝑀𝑃𝑟𝑜𝑣 =𝑃𝑝𝑙𝑎𝑛𝑡𝑎(𝑊𝑝)

𝑃𝑃𝑎𝑛𝑒𝑙(𝑊𝑝)

𝑀𝑃𝑟𝑜𝑣 =60000 𝑊𝑝

335 𝑊𝑝= 179,10

𝑀𝑃𝑟𝑜𝑣 ≈ 180

𝑃𝑃𝑟𝑜𝑣 = 60, 3 𝑘𝑊𝑝

𝑃𝑃𝑟𝑜𝑣 = 𝑃𝑃𝑎𝑛𝑒𝑙 ×𝑀𝑃𝑟𝑜𝑣

𝑀𝑃𝑟𝑜𝑣 = 𝑀𝑜𝑑𝑢𝑙𝑜𝑠 𝑝𝑟𝑜𝑣𝑖𝑠𝑖𝑜𝑛𝑎𝑙𝑒𝑠

𝑃𝑃𝑟𝑜𝑣 = 335𝑊𝑝 × 180

DIMENSIONAMIENTO

4. ÁREA NECESARIA PARA MÓDULOS

Á𝑟𝑒𝑎 𝑀ó𝑑𝑢𝑙𝑜𝑠 = 𝐶𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑 × Á𝑟𝑒𝑎 𝑃𝑎𝑛𝑒𝑙

Á𝑟𝑒𝑎 𝑃𝑎𝑛𝑒𝑙𝑒𝑠 = 349,26 𝑚2

Á𝑟𝑒𝑎 𝑀ó𝑑𝑢𝑙𝑜𝑠 = 180 × (1,956 𝑚 × 0,992 𝑚)

DIMENSIONAMIENTO

5. SELECCIÓN DE INVERSOR

𝑁𝑖𝑛𝑣𝑒𝑟 =𝑃𝑛𝑜𝑚(𝑊𝑝)

𝑃𝑖𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠𝑜𝑟(𝑊𝑝)

𝑁𝑖𝑛𝑣𝑒𝑟 =60, 3 𝑘𝑊𝑝

7,5 𝑘𝑊𝑝= 8,04

𝑁𝑖𝑛𝑣𝑒𝑟 ≈ 9

DIMENSIONAMIENTO

6. CANTIDAD DE MÓDULOS POR INVERSOR

𝑇𝑚ó𝑑−𝐼𝑛𝑣 =𝑃𝐼𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠𝑜𝑟𝑃𝑃𝑎𝑛𝑒𝑙

𝑇𝑚ó𝑑−𝐼𝑛𝑣 =7500𝑊𝑝

335 𝑊𝑝

𝑇𝑚ó𝑑−𝑖𝑛𝑣 = 22,39

𝑇𝑚ó𝑑−𝑖𝑛𝑣 ≈ 22

DIMENSIONAMIENTO

7. CANTIDAD TOTAL DE MÓDULOS Y POTENCIA

Se utilizarán 22 módulos por inversor𝑇𝑃𝑎𝑛𝑒𝑙 = 𝑇𝑃𝑎𝑛𝑒𝑙−𝑖𝑛𝑣 × 𝑁𝑖𝑛𝑣𝑒𝑟

𝑃𝑇 = 66, 33 𝑘𝑊𝑝

𝑇𝑃𝑎𝑛𝑒𝑙𝑒𝑠 = 198

𝑇𝑃𝑎𝑛𝑒𝑙𝑒𝑠 = 22 × 9

𝑃𝑇 = 𝑇𝑃𝑎𝑛𝑒𝑙𝑒𝑠 × 𝑃𝑃𝑎𝑛𝑒𝑙𝑒𝑠

𝑃𝑇 = 198 × 335𝑊

𝑁𝑖𝑛𝑣𝑒𝑟 ≈ 9

DIMENSIONAMIENTO

8. COMPROBACIÓN LIMITES DE TENSIÓN

𝑃𝑎𝑛𝑒𝑙𝑒𝑠𝑚á𝑥 =𝑉𝑃𝑃−𝐼𝑉𝑚𝑝−𝑀

𝑃𝑎𝑛𝑒𝑙𝑒𝑠𝑚á𝑥 =480 𝑉

38,0 𝑉≈ 12

DIMENSIONAMIENTO


𝑃𝑎𝑛𝑒𝑙𝑒𝑠𝑚í𝑛 =𝑉𝑀𝑃−𝐼

𝑉𝑚𝑝−𝑀

𝑃𝑎𝑛𝑒𝑙𝑒𝑠𝑚í𝑛 =250 𝑉

38,0 𝑉≈ 7

DIMENSIONAMIENTO


El rango para conexión en serie es entre 7 y 12 paneles. Cualquier valor por fuera del rango establecido inhabilita la operación del inversor.Se utilizarán 22 paneles por inversor.

𝑉𝑂𝐶−𝑚á𝑥 = 𝑁𝑚ó𝑑 × 𝑉𝑂𝐶−𝑀ó𝑑

𝑉𝑂𝐶−𝑚á𝑥 = 11 × 47,2 𝑉 = 519,2 𝑉

En nuestro caso dejaremos 2 cadenas con 11 módulos en serie.

DIMENSIONAMIENTO


𝑉𝑂𝐶−𝑚á𝑥 = 519,2 𝑉

DIMENSIONAMIENTO

9. COMPROBACIÓN LIMITES DE CORRIENTE

𝐼𝑆𝐶−𝑚á𝑥 = 𝑁𝑐𝑎𝑑𝑒𝑛𝑎 × 𝐼𝑆𝐶

𝐼𝑆𝐶−𝑚á𝑥 = 2 × 9,18 𝐴 = 18,36 𝐴

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