ASIGNATURA:

LUCIO CHICO LPEZTrabajo Obligatorio ENERGA SOLOR FOTOVOLTAICA06/2013B.Sc. (Hons.) Mantenimiento

Validated by University of Wales

FUNDACION SAN VALERO

SEAS, Centro de Formacin Abierta

ZARAGOZA

Propuesta de trabajo

Apartado A; Instalaciones Aisladas;

Se nos pide disear un sistema de alimentacin por energa solar para abastecer el consumo de una vivienda rural en la provincia del alumno. La casa se utiliza en poca estival, teniendo un consumo mayor los fines de semana duplicando las necesidades de bombeo Consumos CCHoras (h/da)Unid. CCPotencia (w) CC

Caseta bombabomba1160

luz0,5115

Casa interiorSaln, luz2215

Cocina, luz1115

Habitacin0,5215

Bao, luz1111

Consumos ACHoras (h/da)Unid. CAPotencia (w) CA

Casa interiorSaln, ventilador12100

Saln, TV12100

El alumno debe realizar un estudio de las necesidades energticas de la instalacin, dimensionando la instalacin con el menor nmero de paneles posible si solamente se dispone de una superficie en el tejado de la caseta de la bomba de 10m2 con una cada de 40 y un azimut de 10.Debemos garantizar una autonoma energtica de la instalacin de al menos 10 das, mediante el empleo de acumuladores y seleccionar el convertidor y regulador adecuado para el correcto funcionamiento de la instalacin cubriendo todas las necesidades.El alumno tiene que plantear una distribucin y justificar la seccin de los cables de los diferentes elementos que componen la instalacin, realizando su correspondiente esquema unifilar teniendo en cuenta que la seccin del cableado como mximo ser de 6mm2. Todas las cargas de CC son 12 V y las de AC de 220V y las distancias mnimas a mantener son: del tramo paneles-regulador es de 5 m, la mnima del regulador-acumulador de 2,5 m, la mnima del acumulador-convertidor de 5 m y la distancia de la caseta de la bomba y la vivienda es de 15m.Por ltimo el alumno tiene que realizar un presupuesto y estudiar las posibles ayudas econmicas de su comunidad autnoma o ciudad.Apartado B; nstalaciones conectadas a red:

Tenemos un Punto de conexin para poder evacuar 100 Kw de potencia, la lnea de evacuacin pertenece a IBERDROLA, la tensin de la lnea es de 400 V entre fases. La superficie que dispones para la realizacin de la instalacin es de 2000m2. Conocemos que la zona donde se va a realizar la instalacin en la provincia de Ciudad Real es despejada y no tiene sombras.

En el terreno hay una pequea casa de obra que se pretende utilizar como centro de control, donde se ubicarn los elementos de potencia y protecciones de la instalacin (inversor y cuadro de protecciones de CC y de AC). Esta construccin se encuentra a 25 metros del punto de conexin de la compaa de distribucin.

El alumno debe definir en primer lugar la instalacin, si se trata de una instalacin fija o con seguidores, a continuacin dimensionarla intentado obtener una produccin mxima de energa anual, nmero de paneles necesarios, potencia pico del campo generador, inversor, cuadro de protecciones, inclinacin ptima de los mdulos solares, un informe de las previsiones de produccin de energa anual, seleccionar el inversor ms adecuado para la instalacin.Tiene que realizar un esquema de la instalacin detallando los diferentes circuitos, serie paralelo de la instalacin, las distancias con las diferentes estructuras para evitar problemas de sombreado, seccin de los conductores tanto de CC como en AC y describir las protecciones necesarias, ubicacin y clculos de las mismas.Por ltimo presupuesto de la instalacin y comentar la normativa que debemos cumplir si el punto de conexin es en BT y las condiciones que marca la compaa de distribucin de energa. As como, las posibles ayudas econmicas y describir el proceso a seguir para obtenerlas.

Objetivos del trabajo Hacer un estudio de las necesidades energticas diarias de una instalacin.

Dimensionar una instalacin aislada y otra conectada a red con todos los componentes que la forman, regulador, sistema de acumulacin Investigar sobre fabricantes de los diferentes elementos de la instalacin. Calcular las secciones de los conductores de los distintos tramos que enlazan los distintos componentes de la instalacin entre s. Realizacin de los esquemas unifilares de la instalacin. Realizar el presupuesto de una instalacin solar fotovoltaica investigando las posibles subvenciones.Bibliografa

Manual de asignatura. SEAS.Web recomendadasPara elegir y seleccionar los componentes puedes consultar alguna de las pginas Web que se recomiendan a continuacin.

http://www.jhroerden.comhttp://www.saclima.comhttp://www.aetalbasolar.comhttp://www.atersa.comhttp://www.bpsolar.comhttp://www.isofoton.comhttp://www.technosun.comhttp://www.asif.com

Criterios de evaluacin

La evaluacin, es una componente fundamental de la formacin. Este trabajo obligatorio formar parte de t calificacin final. En esta tabla, se resumen los aspectos a valorar y el porcentaje que representa cada unos de los mismos.

%

Total%

Ob.%

2 Correc.

Contenidos generales10

Estructuracin, Exposicin, Orden, limpieza y presentacin

Claridad en los conceptos10

Temas de especialidad (Instalacin Aislada)40

Dimensionamiento de la instalacin15

Justificaciones aportadas15

Plano de la instalacin y Esquema unifilar de la instalacin 5

Presupuesto de la instalacin5

Temas de especialidad (Instalacin Conectada a Red)40

Dimensionamiento de la instalacin15

Justificaciones aportadas15

Plano de la instalacin y Esquema unifilar de la instalacin 5

Presupuesto de la instalacin5

Otras aportaciones10

Investigacin y aportacin de anexos10

TOTAL100

Fecha lmite de recepcin de trabajos

Estn disponibles en el apartado Fechas de Examen de la plataforma informtica. Ficha de Correccin del Trabajo

(Espacio reservado para anotaciones del profesor)

Profesor:

Alumno (Cdigo / Nombre):

Fecha de Entrega:

Fecha de Calificacin:

Observaciones sobre el trabajo:

Fecha y Firma:

Formato de presentacin

1. Se presentar en formato papel DIN-A4.

2. Se presentar en formato informtico toda la informacin del trabajo. 3. Las normas de presentacin sern las siguientes: Procesador: Microsoft WORD.

Tamao de letra: 12 ptos.

Tipo de letra: sern aconsejables letras como Arial o Times New Roman.

Espaciado entre lneas: 1,5 Mrgenes:Lateral izquierdo: 3 cm.

Lateral derecho: 2 cm.

Margen superior: 3,5 cm.

Margen inferior: 2,5 cm.

4. En caso de que el trabajo requiera archivos externos (dibujos Autocad, Catia, Excel, Power Point, programacin, etc) stos debern entregarse junto al trabajo. Es posible que algunos trabajos solo consten de estos ficheros, por lo cual no tendr validez lo indicado en el punto 3.

5. Si el trabajo consta de varios archivos deber enviarse en un solo fichero comprimido.

6. Si el tamao del archivo a enviar excede de 5Mb, en lugar de enviarse por correo electrnico deber entregarse en CD.7. La fecha de entrega ser la misma para todos los trabajos de todas las asignaturas y se comunicar al principio de cursar dicha asignatura. Segn las regulaciones acadmicas de Universidad de Gales, si un alumno no entrega un trabajo obtendr una calificacin de cero. Si el alumno entrega tarde el trabajo la nota se realizar a discrecin del profesor, siendo la mxima nota un 40%. La nota ser calculada de acuerdo con las siguientes condiciones:Si se entrega un da tarde, la nota mxima ser un 40%

Si se entrega dos das tarde, la nota mxima ser un 35%

Si se entrega ms de dos das tarde, ser 0%Desarrollo de trabajoApartado A; Instalaciones Aisladas;

1. Objetivo.

El objetivo del presente proyecto es el estudio y justificacin de la electrificacin de una casa rural empleando un sistema solar fotovoltaico, ubicada en una parcela de 3000 m2, construida sobre una losa de hormign y cuya fachada principal se encuentra orientada hacia el sur. sta se encuentra ubicada en el trmino municipal de Linares (Jan).

Las coordenadas de la casa son:

Latitud.- 38 5 31 N.

Longitud.- 3 38 6 O.

Altitud.- 418

2.- Aprovechamiento de la energa solar fotovoltaica.

La energa media anual incidente sobre la superficie terrestre en nuestra latitud es de 5 kWh por metro cuadrado. El valor medio por da de la energa incidente es de unos 0.2 kWh/m2. El problema con el que nos encontramos es que la tierra describe una trayectoria alrededor del sol que hace que la inclinacin con la que inciden los rayos solares sobre la superficie terrquea vare a lo largo del da, del ao y de las estaciones.

Para facilitar la explotacin de las instalaciones solares, se ha llegado a una solucin de compromiso, en la que se toma un ngulo de referencia de unos 30 y siempre orientando los paneles hacia el sur. De todas formas, actualmente el mercado ofrece mecanismos de soportes para generadores fotovoltaicos que incluyen el seguimiento del punto de mxima potencia estacional o diario en uno o dos ejes.3.- Sistemas fotovoltaicos de conexin aislada.

Los sistemas aislados al no estar conectados a la red elctrica, normalmente estn equipados con bateras de acumulacin para la energa producida. La acumulacin es necesaria, porque el sistema foto- voltaico depende de la insolacin captada durante el da, y a menudo la demanda de energa por parte del usuario se concentra en las horas de la tarde y nocturnas.

Es necesario dimensionar la instalacin de manera que durante el periodo de insolacin permita la carga de la batera y a su vez sea capaz de alimentar las cargas conectadas al sistema.

En estos sistemas la energa producida por lo mdulos solares es almacenada en las bateras de acumulacin a travs de un sistemas reguladores de carga, los cuales estn preparados para alimentar pequeos consumos en corriente directa.

El inversor va conectado a las bateras y es el encargado de transformar la energa almacenada en los acumuladores en corriente alterna para alimentacin de consumos.

La aplicacin de los sistemas fotovoltaicos de conexin aislada se orienta al suministro de energa para electrificacin de viviendas y edificios.

3.1.- Caractersticas tcnicas de los sistemas aislados.

Todas las instalaciones debern seguir las normas de proteccin de personas, dispuestas en el reglamento electrnico de baja tensin o legislaciones posteriores vigentes.

Como principio general, se debe garantizar un grado mnimo de aislamiento elctrico para equipos y materiales, se recomienda la utilizacin de equipos y materiales de aislamiento elctrico tipo clase II, se debern incluir elementos necesarios que garanticen la seguridad de las personas frente a contactos elctricos, especialmente en aquel tipo de instalaciones de operacin superior a 50VRMS o 120VDC. La instalacin dispondr de las protecciones necesarias contra cortocircuitos, sobrecargas, y sobretensiones.

Los materiales ubicados a la intemperie debern tener un grado de proteccin IP65, debern estar protegidos contra factores ambientales, en particular los efectos de la radiacin solar y la humedad. Los materiales ubicados en el interior tendrn un grado de proteccin IP32. Los equipos electrnicos de la instalacin cumplirn con las directivas de seguridad elctrica y compatibilidad electromagntica que sern garantizadas por el fabricante.

3.2.- Los consumos conectados a un sistema fotovoltaico de conexin aislada. .

En lo que se refiere a las cargas o consumos conectados a un sistema de conexin aislada, se recomienda utilizar electrodomsticos de alta eficiencia, como lmparas fluorescentes de corriente alterna que cumplan con la normativa al respecto. No se utilizarn lmparas incandescentes. Las bombas estarn protegidas frente a una posible falta de agua, ya sea con un sistema de detencin de la velocidad de giro de la bomba, un detector de nivel o cualquier otro dispositivo especfico.

3.3.- Las protecciones y la puesta en marcha de una instalacin de conexin aislada.

La instalacin dispondr de una toma de tierra a la que se conectar la estructura soporte del grupo generador FV y los marcos metlicos de los mdulos. Las masas de todas las cargas de alterna, estarn conectadas a tierra.

El sistema contar con protecciones que brindaran seguridad a las personas frente a contactos directos e indirectos con el uso de interruptores diferenciales. Asimismo, se dispondr de equipos de proteccin frente a cortocircuitos y sobrecargas y sobre tensiones.

Se prestar especial atencin a la proteccin de la batera frente a cortocircuitos, mediante un fusible disyuntor magnetotrmico o con cualquier otro dispositivo que cumpla una funcin similar.4.- Elementos de proteccin del sistema.

4.1.- Protecciones.

El sistema de protecciones deber cumplir las exigencias previstas en la reglamentacin vigente, y deber acreditarse mediante la descripcin tcnica de los dispositivos de proteccin y elementos de conexin previstos en la instalacin, entre los cuales se incluyen:

- Interruptor general magnetotrmico, con intensidad de cortocircuito superior a la indicada por la empresa distribuidora en el punto de conexin; este interruptor ser accesible a la empresa distribuidora en todo momento, con el objeto de poder realizar su desconexin manual.

- Interruptor automtico diferencial, con el .n de proteger a las personas en caso de derivacin en la parte continua de la instalacin.

- Interruptor automtico de interconexin, para la conexin-desconexin automtica de la instalacin fotovoltaica, junto a un rel de enclavamiento, en caso de prdidas de tensin o frecuencia en la red.

En conexiones de red trifsica, las protecciones para interconexin de mxima y mnima frecuencia, y mxima y mnima tensin, que se instalarn para cada fase.

El rearme del sistema de conmutacin, para que la conexin a la red sea automtica, una vez reestablecidas las condiciones idneas de la red.

4.2.- Puesta a tierra.

La puesta a tierra de las instalaciones fotovoltaicas, se realizar de manera que no intervenga la puesta a tierra de de la red de la empresa distribuidora, tal que no se produzca transferencias por los defectos a la red de distribucin.

La instalacin deber disponer de separacin galvnica entre la red de distribucin de baja tensin y la instalacin fotovoltaica, bien mediante un transformador de aislamiento o cualquier medio que cumpla la misma funcin.

Las masas de la instalacin fotovoltaica, estarn conectadas a una tierra independiente de la del neutro de la empresa distribuidora, de acuerdo con el reglamento electrnico para baja tensin, as como de las masas del resto del suministro.

4.3.- Sistema de monitorizacin.

Para nuestra instalacin, el sistema de monitorizacin debera controlar las siguientes variables.

- Tensin y corriente DC del generador.

- Potencia DC consumida, incluyendo el consumo del inversor.

- Potencia AC consumida.

- Contador volumtrico de agua para instalaciones de bombeo.

- Radiacin solar incidente en los mdulos.

- Temperatura ambiente.

5.- Mantenimiento de la instalacin.

Se definen dos escalones de actuacin, para garantizar la vida til y el correcto funcionamiento de la instalacin.

- Mantenimiento preventivo.

- Mantenimiento correctivo.

El mantenimiento preventivo, implica como mnimo una revisin anual de la instalacin, incluyendo el mantenimiento de los elementos de la instalacin; este tipo de mantenimiento, se basa en la inspeccin visual y detallada del funcionamiento de los equipos, pudiendo ser posible, a travs de la revisin, detectar el deterioro prematuro de los componentes de la instalacin.

En el caso de las bateras, la inspeccin preventiva, tambin deber determinar si hay prdidas del electrolito, las cuales se manifiestan como depsitos en el contacto positivo de la batera, residuos cidos en las bandejas plsticas o en el deterioro de la base de sostn de la batera. Para ello debera agitarse con suavidad las bateras, como mnimo dos veces al mes, para evitar las estratificaciones del electrolito.

En resumen, el mantenimiento preventivo de la instalacin deber incluir las siguientes actividades:

- Verificacin de todos los componentes y equipos de la instalacin.

- Revisin del cableado, conexiones, pletinas, terminales.

- Comprobacin del estado de los mdulos, situacin respecto al estado original.

- Inspeccin de la estructura soporte consiste en revisar los daos, el deterioro por agente externos, el estado de oxidacin.

- Nivel de electrolito de las bateras, limpieza y engrasado de los bornes de conexin de las bateras.

- Inspeccin visual del regulador de carga, funcionamiento de indicadores, cadas de tensin entre los terminales.

- Alarmas e indicadores del inversor.

- Cadas de tensin en el cableado de DC.

- Verificacin de los elementos de seguridad y proteccin de la instalacin, tomas de tierra, interruptores de seguridad, fusibles.

- Comprobacin del estado de los cables y terminales (incluyendo el reapriete de las bornas).

- Realizacin de informe tcnico de cada visita a la instalacin, en que se refleje las incidencias encontradas en la instalacin.

- Registro de las operaciones realizadas durante la inspeccin. Asimismo se dispondr de un plan de mantenimiento correctivo, en caso de que sea necesaria una operacin de sustitucin de algn componente de la instalacin.

6.- CLCULO DE INSTALACIN.

El proyecto trata sobre el abastecimiento elctrico de una vivienda rural, por medio de una instalacin solar fotovoltaica aislada.

Est situada en la ciudad de Linares en la provincia de Jan. Su altitud topogrfica es de 418 m sobre el nivel del mar y presenta una buena insolacin solar, sin sombras de importancia, y con frecuentes das soleados continuos en periodo estival.

6.1.- DIMENSIONADO DE LA INSTALACIN FOTOVOLTAICA.

6.1.1.- Estudio de necesidades.

En primer lugar estimaremos los consumos elctricos diarios de los equipos elctricos que vayan a operar de continuo en la instalacin atendiendo a los datos de partida que nos aporta el enunciado del ejercicio.

Consumos CCHoras (h/da)Unid. CCPotencia (w) CCEnerga consumida

Caseta bombabomba116060

luz0,51157,5

Casa interiorSaln, luz221560

Cocina, luz111515

Habitacin0,521515

Bao, luz111111

Consumos ACHoras (h/da)Unid. CAPotencia (w) CA

Casa interiorSaln, ventilador12100200

Saln, TV12100200

Total Potencia3811 w568,5 wh/da

6.1.2.- Clculo de la capacidad y determinacin del acumulador.

Como paso previo al clculo del a cumulador de energa tomamos como N das de autonoma previsto 10 das. Dichos das vienen asignado por el enunciado del ejercicio teniendo en cuenta la climatologa de la zona, el servicio de la instalacin y las circunstancias particulares del propietario de la instalacin.

Durante esos diez das los paneles solares no recogen energa, y todo el consumo se hace en base a la energa almacenada en los acumuladores.

Para nuestro proyecto y teniendo en cuenta la localizacin de la vivienda no es muy probable que se llegue a superar el perodo de autonoma ms de una par de veces al ao. El usuario debe tener la precaucin de reducir el consumo con objeto de extender las reservas de energa.

a) Consumo energtico terico:

A partir del consumo energtico terico Et calculado anteriormente, procedemos a calcular el consumo energtico real Er (W.h), necesario para hacer frente a los mltiples factores de prdidas que van a existir en la instalacin fotovoltaica.

Para ello empleamos la siguiente expresin:

Er = Et/R

Donde:

Et.- Consumo de energa real.

R.- Rendimiento global de la instalacin.

El parmetro de rendimiento global R de la instalacin fotovoltaica, viene definido por:

R= (1-Kb-Kc-Kv).(1-Ka.N/Pd)

Donde:

* (Kb: Coeficiente de prdidas por rendimiento del acumulador:

Kb= 0,05 en sistemas que no demanden descargas intensas.

Kb= 0,1 en sistemas con descarga profundas.

* (Kc: Coeficiente de prdidas en el inversor, si existe y afecta a toda la red de consumo. Si slo se utiliza para algunos aparatos, Kc vale 0.

Kc = 0,05 para inversores senoidales puros, trabajando en

rgimen ptimo.

Kc = 0,1 en otras condiciones de trabajo, lejos del ptimo.

* (Kv: Coeficientes de prdidas varias: Agrupa otras prdidas como (rendimiento de red, efecto joule, etc.).

0,05 0,15 como valores de referencia. Para nuestro caso tomamos 0.1

* (Ka: Coeficiente de auto-descarga diario. Suponemos 0.5% diario. Esto es Ka= 0.005

Ka= 0,002 para bateras auto-descarga Ni-Cd.

Ka= 0,005 para bateras estacionarias de Pb-cido.

Ka= 0,012 para bateras de alta auto-descarga (arranque automviles)

* (N: Nmero de das de autonoma de la instalacin:

Sern los das que la instalacin debe operar bajo una irradiacin mnima (das nublados continuos), en los cuales se va a consumir ms energa de la que el sistema fotovoltaico va a ser capaz de generar.

Para nuestro proyecto N= 10 das.

* (Pd: Profundidad de descarga diaria de la batera:

Esta profundidad de descarga no exceder el 80% (referida a la capacidad nominal del acumulador), ya que la eficiencia de este decrece en gran medida con ciclos de carga-descarga muy profundos.

En la realizacin de este proyecto se han considerado los siguientes valores de los coeficientes de prdidas:

Kb= 0,05 ; Kc=0,05 ; Kv=0,1 ; Ka=0,002 N=10 ; Pd=0,8

Segn la ecuacin el rendimiento de la instalacin fotovoltaica R, es el siguiente:

R=(1-0,05-0,05-0,1) * (1-0,00210/0,0.8) = 0.78

Y a partir de la ecuacin R, el consumo energtico real Er (wh)

es:

Er= Et/R

Er = 568.5/0,78= 728.84 Wh

b) Capacidad til de acumulador.

La capacidad til Cu que debe tener el acumulador es igual a la energa real Er que es necesario producir diariamente y multiplicada por el nmero de das de autonoma.

Cu= Er * N/ Vab = 728.84 *10/12 = 607,66 Ah

La capacidad nominal del banco de bateras se obtiene con:

C= Cu / pd = 607.66 / 0.8 = 759.75 Ah

Donde V es la tensin nominal del acumulador 12 V.

A partir de la capacidad calculada, seleccionaremos el equipo comercial ms prximo en prestaciones, dentro de la categora de bateras niquel-cadmio.

En nuestro caso el banco de bateras seleccionado est compuesto por dos acumuladores tipo Batera Estacionaria 12V 760Ah Enersol-T 6 vasos.http://autosolar.es/baterias/bateria-estacionaria-translucida-760-ah_precio

6.1.3.- Clculo de la potencia de los paneles SOLARES FOTOVOLTAICOS.

La energa Er calculada anteriormente es la cantidad de energa que tenemos que introducir a travs de las bornas de la batera, la cual ser producida por los paneles solares. Pero para ello, debemos tener en cuenta que en la interconexin de ambos equipos debemos instalar un regular de corriente. El cual disipa energa en forma de calor o bien corta el suministro elctrico en ciertos periodos, por lo que la energa elctrica generada por los paneles solares ha de ser superior a la energa almacenada en las bateras.

Estimamos que el rendimiento del regulador es del 90 %, por lo que la energa producida por los paneles es Ep, y hallndose con la siguiente ecuacin:

Ep = Er/0.9

Ep = 728.84 Wh / 0.9 = 808,88 WhEvaluacin de energa producida por un panel solar.

Para ello, utilizaremos el concepto de HSP, horas de sol pico sobre la horizontal en la localidad de Linares. En definitiva, se trata de calcular la radiacin solar diaria media que incide sobre una superficie horizontal de 1 m2

El calculo lo haremos con el programa PVGIS (http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/apps3/pvest.php), para las coordenadas geogrficas siguientes:

Latitud.- 38 5 31 N.

Longitud.- 3 38 6 O.

Altitud.- 418

Asimismo, se incorporan los datos siguientes.

Inclinacin de tejado.- 40 .

AZIMUT.- 10

Irradiacin solar diaria media, H (Kwh./m.da)

Mes EneFebMarAbrMayJunJulAgoSepOctNovDicMED

H Kwh/m2/da2,533,544,565,105,246,106,906,906,294,463,242,624,79

La irradiancia H (Kwh./m) es igual al producto de la irradiancia de referencia (1kw/m) por las horas de pico solar HPS (h).

Luego entonces los valores numricos de la irradiacin y horas de pico solar son iguales. H (kWh/m) = I (1kW/m) . HPS (h)

El nmero de paneles solares NP necesarios se calcula con el cociente entre Ep y la energa que realmente es capaz de producir cada panel a lo largo del da. La potencia nominal la estimamos en un 10% de la potencia mxima terica.

NP = Ep/0,9 * P * HSP

(Nota.- en el factor de correccin de 0.9 incluimos las pequelas perdidas adicionales, ocasionads por suciedad de los paneles, perdidas por reflexin .)

Para nuestro proyecto elegimos el panel fotovoltaicos Bosch, modelo Solar Module c-Si M 60 17 M245 3BB y con las siguientes caractersticas tcnicas:Panel FotovoiltaicoBosch, Eficiencia.- 14.91%

Solar Module c-Si M 60 17 M245 3BB

Datos elctricos:Coeficientes trmicos

Potencia (Wp) 245.0Coef. P (%/C) -0,46

Vmpp (V)30,1Coef. I (%/C) 0,03

Impp (A) 8,2Coef. V (%/C) -0,32

Vca (V) 37,7

Icc (A) 8,7

Tolerancia4,99 vpp

Vmax (V) 1000

Dimensiones y peso

Largo (mm) 1660

Ancho (mm) 990

Alto (mm)50

Peso (kg) 21

rea (m2) 1,64

http://es.krannich-solar.com/es/productos/modulos-fotovoltaicos/bosch-solar.html

Como se puede observar en la tabla, los valores de las Horas de Sol Pico varan cada mes, como la casa se ocupa durante los meses estivales. Calcularemos el nmero de mdulos necesarios para el mes de agosto ya que es el mes ms desfavorable en ese periodo

Np = Ep / 0.9 * P* HSP

NP= 808,88 / 0,9 * 245 * 5,89 = 0,622 mdulos

Se considerar, a efectos de diseo, un nmero de 1 Mdulos.

6.1.4.- Clculo de los elementos de la instalacin.

6.1.4.1.- Regulador.

Una vez definido el generador fotovoltaico, procedemos a calcular el sistema de regulacin. Este elemento, es el que se encarga de conectar las bateras de acumulacin de energa elctrica y los paneles solares, y evitar que estn en carga cuando estas no lo necesiten. El equipo seleccionado debe de garantizar las siguientes funciones.

- Proteccin de la batera contra sobrecargas.

- Proteccin de las bateras contra descargas excesivas mediante desconexin automtica de la carga.

- Reconexin automtica o manual.

- Sistema de alarma por baja carga de batera.

- Desconectador manual de alarma, que se conecte automticamente al subir de nuevo la carga de la batera por encima de un valor prefijado.

Asimismo, llevar incorporado:

Contador de amperios-hora producidos por el G.F.

Contador de amperios-hora consumidos por la carga.

El tarado del regulador se har para que desconecte la carga automticamente cuando la tensin en bornes sea igual al 70 % de la profundidad mxima de descarga admisible y el aviso acstico, igual al 50%. El rearme del regulador se har cuando la tensin sea superior a la tensin nominal de la batera.

El dimensionado del regulador lo haremos con un factor de seguridad tal que entre la potencia mxima producida por el campo de paneles y la potencia mxima del regulador haya un margen de un 10% como mnimo.

El nmero de reguladores instalados debe de ser el mnimo posible, y si fuese necesario ms de uno, estos se calculan con la siguiente expresin.

N REGULADORES = NpGF * ip/ irDonde: NRegul.- Numero de reguladores.

NpGF.- Nmero de paneles en paralelo.

ip.- Intensidad pico del panel seleccionado.

Ir.- Intensidad mxima que es capaz de disipar el regulador.

Para nuestro caso el nmero de reguladores es uno.

La intensidad mxima admisible del regulador viene calculada por la expresin siguiente.

Imax = Impp * N.

Siendo.

- Impp.- La intensidad pico de un captador solar.

N.- Nmero de paneles solares conectado en paralelo.

Imax = Impp * N.= 8.2 * 1 = 8.2 Amperios.

Seleccionamos el regulador ELECSUN 10 12/24V-TS autowork, 10amp.

http://www.technosun.com/es/descargas/TECHNO-SUN-ELECSUN-10A-12-24V-TS

6.1.4.2.- Convertidores de corriente.

Las caractersticas de funcionamiento que definen un convertidor de CC-CA son:

- Tensin nominal.

- Potencia nominal.

- Tensin de operacin.

- Tensin nominal de salida.

Eficiencia.

El convertidor elegido actuar por encima de su potencia nominal durante un cierto intervalo de tiempo, cuando la instalacin est sometida a una sobrecarga. Soportar como mnimo sobre cargas del 160% de la potencia nominal durante 1 minuto, y de 120% durante 30 minutos.

La variacin de tensin en la salida no ser superior al 5% de la tensin nominal de salida para convertidores de onda senoidal, y a un 10 % para convertidores de onda cuadrada.

La frecuencia normal de actuacin ser de 50 Hz, con una precisin de un 2%.

La distorsin de armnicos producidos por el equipo ser del 3% en todo el rango de potencias de salida para factores de potencia comprendidos entre 0.8 y en el caso de convertidores de onda senoidal, y de un 33% para la onda cuadrada.0.9 a eficiencia del convertidor

La eficiencia del convertidor que se define como la relacin entre la potencia que ste entrega a la utilizacin y la potencia que el convertidor extrae de los paneles o del sistema de acumulacin, en funcin de la carga y con un factor de potencia entre 0.8 y 0.9 ser como mnimo de:

Carga en % de POT NominalEficiencia

1060

2070

3075

4080

> 4085

La entrada del convertidor ser de 12 v y la salida 230 v, con frecuencia de 50 Hz. Este convertidor ser utilizado para suministra energa alterna a 230 v a los circuitos de ventilador y TV del saln de la casa. La eleccin del equipo lo haremos para una potencia mxima instantnea en la que la televisin, y el frigorfico estn utilizando electricidad.

Si los dos equipos estn funcionando tendremos una potencia de 200 wh, luego elegiremos el que comercialmente este preparado para esta potencia.

De la tabla anterior suponemos que la eficiencia es del 85, lo que nos permite calcular la Potencia de entrada del convertidor con:

Pe= Potencia de salida/ Eficiencia

Pe = 200 wh / 0.85 = 235 wh.

El equipo seleccionado es el SUNNY ISLAND SI 2012/2224, cuyas caractersticas principales de salida son:

- Tensin nominal C.A (ajustable) 230 V (202 V 253 V).

- Frecuencia de red (configurable 50 Hz / 60 Hz (45 Hz 65 Hz.

- Potencia constante de C.A a 25 C / 45 C 2000 W / 1400 W.

- Potencia constante de C.A a 25 C durante:

30/5/1 min 2700 W / 3600 W/3600 W

- Corriente nominal C.A 8,7 A.

- Corriente mx. (valor punta) 25 A eff (3 s)

- Coeficiente de distorsin no lineal de la tensin de salida< 4 %

- Factor de potencia 1 a +1

Rendimiento/consumo de potencia

- Rendimiento mximo 93,0 %

- Consumo caracterstico sin carga (en stand-by) 21 W (6 W

- Grado de proteccin conforme a DIN EN 60529

El convertidor seleccionado incorpora un mecanismo de desconexin por falta de carga y est protegido contra:

Cortocircuitos.

- Sobrecargas.

Inversin de polaridad en alimentacin.

6.1.4.3.- Seccin de Conductores.

La terminacin de la seccin de los conductores la implementaremos teniendo en cuenta la menor longitud de cable a utilizar, reduciendo al mnimo la distancia entre los paneles, regulador, acumuladores e inversor.

La eleccin de los conductores la hacemos en bases a las mximas cadas de tensin en ellos, comparadas con la tensin a la que estn trabajando. Los valores que tendremos en cuenta son.Valor mximo admisibleValor recomendado

Tramo G.F-Regulador3 %1 %

Regulador-Acumulador1%0.5 %

Acumulador-Inversor1 %1 %

Lnea principal-Iluminacin.3 %3 %

Lnea principal-otros equipos (Bombas, electrodomsticos, etc)5 %3 %

Las ecuaciones que aplicaremos para este clculo son:

Para corriente continua y cos = 1 y para circuitos de corriente alterna monofsicos.

Para corriente alterna trifsica.

Clculo de la intensidad de servicio.

Datos: * Panel fotovoltaico.

Up= 30.1 v.

Ip= 8.2 A

ICC = 8.7 A

* Inversor.

12 v corriente continua/ 230 C.Alterna

Rendimiento= 0.9

Para los clculos de los distintos tramos vase esquema unifilar en punto 7.

TRAMO A-B: GFV- Regulador.

Para este clculo utilizamos la corriente mxima que puede circular por el panel fotovoltaico, y que es igual a la corriente de cortocircuito.

Ia-b= Icc * N ramas = 1 * 8.7= 8.7 A

TRAMO C-D: Regulador-Acumulador de DC

Para un rendimiento del regulado del 90% y una I. mxima pico que proporciona los paneles. Se calcula sin previsin de ampliacin par el futuro.

.

ICD= Ip * N ramales* rendimiento = 8.2 * 1 * 0.9 = 7.38 A

TRAMO D-E: Acumulador- Inversor de A.C

La intensidad que circula por este tramo de longitud de 5 m, sera la mxima que absorba toda la carga prevista en el lado de alterna, teniendo en cuenta el rendimiento del inversor.

.

TRAMO F-G: Inversor de .AC y C.G.M.P de corriente alterna.

La intensidad de este tramo, ser la potencia mxima que absorba toda la carga prevista en alterna. Para el calculo consideramos el cos = 0.9

TRAMO D-H: Regulador y C.G.M.P de corriente continua.

La intensidad en este tramo que conecta el regulador con el cuadro general de mando y proteccin de corriente continua, se calcula con la potencia mxima absorbida por la carga conectada en D.C prevista.

La potencia prevista es de 168.5 w.

InDH= P/ UDC = 168.5 / 12= 14.04 A

Seccin del conductor:

TRAMO A-B: GFV- Regulador.

U= 1%, Up= 30.1 U= 0.301 voltios.

La conductividad , suponiendo que puede trabajar en condiciones extremas y a la temperatura de 90C se obtiene con.

Tomamos una seccin de 10 mm 2 en cobre.

TRAMO C-D: Regulador-Acumulador de D.C

U= 0.5%, U= 0.06 voltios. L= 2.5m

Tomamos una seccin de 16 mm 2 en cobre.TRAMO D-E: Acumulador- Inversor de A.CU= 1%, U= 0.12 voltios. L= 5m

.

Tomamos una seccin de 75 mm 2 en cobre.TRAMO F-G: Inversor de A.C y C.G.M.P de corriente alterna.

U= 1.5 %, U= 3.3 voltios. L= 15 m

.

Tomamos una seccin de 1.5 mm 2 en cobre.TRAMO D-H: Regulador y CGMP de corriente continua.

U= 3 %, U= 0.36 voltios. L= 15m

Tomamos una seccin de 35 mm 2 en cobre.

6.1.4.4.- Conductores de proteccin:

Los conductores de proteccin conectados a tierra se seleccionarn atendiendo a lo especificado en la UNE 20460-5-54 aplicando la siguiente tabla.

Seccin de conductores de fase de la instalacin S (mm2)Seccin mnima de los conductores de proteccin Sp (mm2)

S 16Sp = S

1635Sp = S/2

6.1.4.5.- Identificacin de Conductores.

Segn se establece en las instrucciones tcnicas complementarias del reglamento electrotcnico de Baja Tensin, los conductores sern fcilmente identificable, y con los siguientes colores.

Conductores en redes de corriente alterna AC

Conductores de faseNegro, marron, gris

Conductor neutroAzul

Conductores en redes de corriente continua DC

Polo positivoRojo

Polo NegativoNegro

Conductor de proteccin/TierraAmarillo verde

6.1.4.6.- Clculo de Interruptores Automticas (I.A)

Atendiendo a las especificaciones e los fabricantes, el calibre de los interruptores magnetotrmicos lo obtendremos multiplicando la corriente de servicio por un coeficiente de mayoracin del 30%.

In = 1.3 * Ia

Comportamiento del Interruptor Automtico ante redes de DC o AC.

Los interruptores de corriente conectados en circuitos DC presentan mayores problemas que en los de alterna. En corriente alterna existe un paso de la corriente por cero en cada semiperiodo, a diferencia de lo que ocurre en DC. Para extinguir el arco, es preciso que la corriente disminuya hasta anularse, por lo que se debe de hacer de forma gradual, sin bruscas anulaciones de la corriente que dara lugar a elevadas sobreintensidades.

a) Proteccin Trmica.

Los valores y caractersticas de desconexin trmica No se ve afectados para red de AC o DC. Las protecciones contra sobrecargas lo realizar el rel trmico.

b) Proteccin magntica.

Los valores y caractersticas de desconexin magnetotrmica SI se ven afectados en redes de DC, debido a que los parmetros de excitacin de la bobina de la proteccin magntica son distintos en DC y en AC. En caso de cortocircuito es el rel magntico que se encarga de la proteccin.

c) Capacidad de ruptura.

La capacidad de ruptura que presentan los I.A para DC o AC son diferentes.

6.1.4.6.1.- Proteccin de red de corriente continua DC.

Se utilizarn interruptores con curva de disparo C y de corrriente continua para todos los tramos. El calibre de los interruptores y tramos se detallan a continuacin.

6.1.4.6.2.- Proteccin de red de AC.

Para el tramo de AC utilizaremos interruptores diferenciales, de disparo de fuga de corriente de 30 mA y que soporta la intensidad mxima del circuito.

a) Eleccin de magnetotrmico.

TRAMO A-B: GFV- Regulador.

Para este clculo utilizamos la corriente mxima que puede circular por el panel fotovoltaico, y que es igual a la corriente de cortocircuito

InAB= 1.3 * IA-B = 1.3 * 8.7= 11.31 A

Seleccionamos un interruptor de calibre 16 A.

TRAMO C-D: Regulador-Acumulador de DC

Ser la mxima corriente que da El regulador.

.

InCD= 1.3 * IC-D = 1.3 * 8.2= 10.66 A

Seleccionamos un interruptor de calibre 16 A.

TRAMO D-E: Acumulador- Inversor de AC

Ser la mxima corriente que da El regulador.

InDE= 1.3 * ID-E = 1.3 * 39.21= 50.97 A

Seleccionamos un interruptor de calibre 63 A.

TRAMO F-G: Inversor de AC y CGMP de corriente alterna.

Ser la mxima corriente que demanda la carga en corriente alterna.

.

InFG= 1.3 * IF-G = 1.3 * 1.93= 2.50 A

Seleccionamos un interruptor de calibre de 10 A.

TRAMO D-H: Regulador y C.G.M.P de corriente continua.

Ser la mxima corriente que demanda la carga en corriente continua.

InDH = 1.3 * Id-h = 1.3 * 14.04= 18.25 A

Seleccionamos un interruptor de calibre de 20 A.6.1.4.4.- Cuadro resumen de caractersticas y elementos de la instalacin.

Calibre

TRAMO CIRC.I (A)U (%)S (mm2)Long (m) Magnetotrmico

A-B8,7110516

C-D7,380,5162,516

D-E39,21175563

F-G1,9331,51510

D-H14,043351520

7.- PRESUPUESTO

PRESUPUESTO INSTALACION FOTOVOLTAICA AISLADA

MaterialesN Unidad Precio unitario Unidad Precio

GENERADOR FV

Mdulo1503,2503,2

Estructura soporte Hilti16262

REGULADOR

Regulador de carga2320

INVERSOR

Inversor811609280

ACUMULADOR

Acumulador11173.21173.2

CABLEADO Y ELEMENTOS

ELECTRICOS

Terminales macho/hembra63,1218,72

Cable unipolar 1,5 mm250m0,6130,5

Cable tierra 1,5 mm2250,6115,25

Cable unipolar 16 mm210m1,212

Cable tierra 16 mm210m1,2112,1

Cable unipolar 10 mm220m1,01320,26

Cable tierra 10 mm210m1,01310,13

Cable 35 mm2501,8291

Cable tierra 35 mm2251,8245,5

Cable 70 mm210mm4,02340,23

Cable tierra 70 mm210m4,02340,23

Cable unipolar rojo/negro 25 mm210mm1,717

Tubo rgido de PVC para montaje cableado50m1,5778,5

PROTECCIONES

Fusibles037,280

Interruptor-seccionador de continua01950

Interruptor General16565

Interruptor Magnetotrmico42392

Interruptor Diferencial16464

Interruptor Magnetotrmico478312

Buscador de seguidor en fallo01200

Vigilante de aislamiento01800

ARMARIOS

Armario empotrable + Aparamenta1250250

Armario empotrable + Chasis1151151

INSTALACION Y OBRA CIVIL

Instalacin de carriles y paneles1350350

Instalacin del cableado112501250

Elementos auxiliares y otros1250250

Puesta a tierra1100100

TOTAL SIN IVA14333

TOTAL CON IVA1,2117342,93

http://www.jhroerden.com/solar/descargas/Lista%20de%20precios.pdf

8.- Esquema Unifilar. Sistemas fotovoltaicos de conexin aislada.

9.- Anexos.Panel Solar.

Inversor

Acumulador

Regulador

Apartado B; nstalaciones conectadas a red

1.- Objeto.

El objetivo de este documento es la descripcin de las condiciones tcnicas de una instalacin fotovoltaica conectada a red de 115.9 Kwp, ubicada en el trmino municipal de Ciudad Real, formada por un conjunto de mdulos fotovoltaicos instalados sobre terreno. Se busca la optimizacin de las posibilidades del emplazamiento atendiendo a consideraciones tcnicas, econmicas y estticas.

En este sentido, cabe destacar los R.D 436/2004 y R.D 1663/2000 que regulan el procedimiento de conexin de las plantas fotovoltaicas a la red. El precio de venta establecido por la compra de la energa elctrica producida en instalaciones de potencia inferior a 100 Kw unido a las subvenciones aportadas por las diferentes administraciones, permite que este tipo de instalaciones se hayan convertido en viables.

2.- Anlisis Previos Del Proyecto.

Con carcter previo a la realizacin de una planta fotovoltaica es necesario realizar un estudio sobre la radiacin solar recibida diaria, semanal o mensualmente en el emplazamiento en el que se pretende instalar la misma, estimando de este modo la viabilidad y rentabilidad del proyecto.

Los datos correspondientes al emplazamiento seleccionado son:

Energia salidaEnergia reinyectada

generadora red

KwhKwh

ENE7.303,006.936,00

FEB9.307,008.874,00

MAR13.887,0013.280,00

ABR16.962,0016.206,00

MAY19.833,0018.941,00

JUN21.188,0020.241,00

JUL21.768,0020.713,00

AGO19.495,0018.643,00

SEP14.915,0014.258,00

OCT11.032,0010.534,00

NOV7.540,007.154,00

DIC6.046,005.714,00

Ao169.276,00161.597,00

Tal y como puede apreciarse en la tabla mostrada, el emplazamiento seleccionado para ubicar la instalacin genera anualmente un total 161.597 kWh.

3.- La Energa Solar Fotovoltaica.

Este tipo de instalaciones, desde un punto de vista de macro-escala, podra en un futuro resolver en algunas zonas ciertos problemas existentes en la generacin y distribucin de energa elctrica convencional.

Al no ser las conexiones a red fotovoltaicas amortizables a corto plazo, los sistemas de incentivos ofrecidos por los gobiernos son variados, desde la subvencin directa a fondo perdido, hasta el pago de una prima por kWh producido, pasando por sistemas mixtos, financiacin a bajo inters, desgravaciones fiscales, etc.

En definitiva, una serie de medidas dirigidas a potenciar el uso de sistemas conectados a red desde la perspectiva del ciudadano corriente.

4.- Descripcin De Un Sistema Conectado A Red.

4.1.-El Panel Fotovoltaico.

Los mdulos fotovoltaicos o colectores solares fotovoltaicos (llamados a veces paneles solares, aunque esta denominacin abarca otros dispositivos) estn formados por un conjunto de celdas (Clulas fotovoltaicas) que producen electricidad a partir de la luz que incide sobre ellos. El parmetro estandarizado para clasificar su potencia se denomina potencia pico, y se corresponde con la potencia mxima que el mdulo puede entregar bajo unas condiciones estandarizadas, que son:

- Radiacin de 1000 W/m2

- Temperatura de clula de 25 C (no temperatura ambiente)

4.2.- Clula Solar.

Los parmetros que definen una clula solar a son:

- Intensidad de cortocircuito (Icc): Es aquella que se produce a tensin cero.

-Tensin de circuito abierto (Cca): Representa la tensin mxima que puede dar una clula.

- Potencia pico (Wp): Es la potencia elctrica mxima que puede suministrar una clula.

- Factor de forma (FF): Nos da la calidad de la clula. FF = (Ip . Vp) / (Icc . Wcc)

- Rendimiento (): Cociente entre la potencia pico y la potencia de radiacin incidente.

4.3.- Tensin De Trabajo

Estos sistemas suelen ser de un mnimo de 2 kW, ya que la instalacin de potencias ms pequeas no resulta rentable, debido fundamentalmente a que el coste de un inversor ms pequeo es prcticamente igual que el de otro algo ms grande.

Tambin ocurre que la diferencia de precios entre inversores es mnima cuando se trabaja a 24 V o 48 V respecto a tensiones mayores, ya que lo que realmente cuesta caro en los puentes inversores es la intensidad que se debe manejar, y por esta razn, se suele trabajar a altas tensiones en corriente continua.

Tensiones entre 120 V y 350 V son frecuentemente utilizadas en sistemas de conexin a red. Esto hace que se dispongan no menos de 7 mdulos, pudiendo llegar hasta 23 24 unidades, cuya conexin elctrica se realiza en serie, con lo que aumentamos la tensin y disminuimos la intensidad de salida del grupo fotovoltaico, lo que favorece adems una menor prdida en las lneas elctricas de interconexin.

4.4.- Generador Fotovoltaico.

Transforma la energa solar en energa elctrica. Esta constituido por paneles solares y estos a su vez estn formados por varias clulas iguales conectadas elctricamente entre si, en serie y/o en paralelo, de forma que la tensin y corriente suministradas por el panel se incrementa hasta ajustarse al valor deseado.

La mayor parte de los paneles solares se construyen asociando primero clulas en serie hasta conseguir el nivel de tensin deseado, y luego asociando en paralelo varias asociaciones serie de clulas para alcanzar el nivel de corriente deseado.

Adems, el panel cuenta con otros elementos a parte de las clulas solares, que hacen posible la adecuada proteccin del conjunto frente a los agentes externos; asegurando una rigidez suficiente, posibilitando la sujecin a las estructuras que lo soportan y permitiendo la conexin elctri

4.5.- Inversor.

Es el equipo encargado de transformar la energa recibida del generador fotovoltaico (en forma de corriente continua) y adaptarla a las condiciones requeridas segn el tipo de cargas, normalmente en corriente alterna y el posterior suministro a la red.

Los inversores vienen caracterizados principalmente por la tensin de entrada, que se debe adaptar al generador, la potencia mxima que puede proporcionar y la eficiencia.

Esta ltima se define como la relacin entre la potencia elctrica que el inversor entrega a la utilizacin (potencia de salida) y la potencia elctrica que extrae del generador (potencia de entrada).

Las caractersticas que deben de presentar los inversores son:

- Debern tener una eficiencia alta, pues en caso contrario se habr de aumentar innecesariamente el nmero de paneles para alimentar la carga.

- Estar adecuadamente protegidos contra cortocircuitos y sobrecargas. Incorporar rearme y desconexin automticos.

- Admitir demandas instantneas de potencia mayores del 150% de su potencia mxima.

- Cumplir con los requisitos, que establece el Reglamento de Baja Tensin. Baja distorsin armnica. Bajo consumo. Aislamiento galvnico. Sistema de medidas y monitorizacin.

El Inversor DC/AC

El inversor cc/ca tiene la misin de transformar la corriente continua del grupo fotovoltaico en corriente alterna perfectamente sincronizada con la red elctrica convencional en frecuencia y fase.

Este hecho hace que la primera condicin para su diseo sea el seguimiento absoluto de los parmetros que varan constantemente en una red de distribucin, as como su acoplamiento en la salida al tipo de red existente, ya sea trifsica, monofsica o bien de alta o baja tensin.

En general, para las etapas de potencia de los grandes inversores puede utilizarse la tecnologa IGBT, quedando para los ms pequeos (5 6 kW) los transistores de ltima generacin que pueden manejar elevadas corrientes. El diseo del "corazn" del inversor (circuitos de control) queda encomendado al uso exclusivo de microprocesadores, los cuales proporcionan un abanico de posibilidades infinito.

Las partes fundamentales que componen un inversor son:

a) Control principal

Incluye todos los elementos de control general, as como la propia generacin de onda, que se suele basar en un sistema de modulacin por anchura de pulsos (PWM). Tambin se incluye una gran parte del sistema de protecciones, as como funciones adicionales relacionadas con la construccin de la forma de onda.

b) Etapa de potencia

Esta etapa, segn los mdulos disponibles, puede ser nica, de la potencia del inversor, o modular, en cuyo caso se utilizan varias hasta obtener la potencia deseada, lo cual hace decrecer la fiabilidad, pero asegura el funcionamiento, aunque sea limitado, en caso de fallo de alguna de las etapas en paralelo.

Las ltimas tecnologas apuestan por el trabajo en alta frecuencia de los puentes semiconductores, consiguiendo mucho mejor rendimiento, as como tamaos y pesos sensiblemente menores.

No obstante, el empleo de la tecnologa clsica en baja frecuencia sigue imperando en parte del mercado por sus buenos resultados, fiabilidad y bajo coste, siendo quiz su nico inconveniente el mayor tamao que presenta, aunque, sus medidas para uso en sistemas domsticos de 1 a 5 kW no suponen gran dificultad a la hora de su instalacin en cualquier lugar de la vivienda fotovoltaica conectada red.

Toda etapa de potencia debe incorporar su correspondiente filtro de salida, cuya misin es el filtrado de la onda por un dispositivo LC, as como evitar el rizado en la tensin recibida de los mdulos fotovoltaicos.

c) Control de red

Es la interfase entre la red y el control principal para el correcto funcionamiento del conjunto. Este circuito sincroniza perfectamente la forma de onda generada hasta este momento por el inversor (control principal + etapa de potencia) a la de la red elctrica, ajustando la tensin, el sincronismo, el control de fase, etc.

d) Seguidor del punto de mxima potencia.

Su misin consiste en acoplar la entrada del inversor a generadores de potencia instantnea variables, como son los mdulos fotovoltaicos, obteniendo de esta forma la mayor cantidad de energa disponible en cada momento del campo solar. Es decir, se encarga constantemente de mantener el punto de trabajo de los mdulos fotovoltaicos en los valores de mayor potencia posible, dependiendo de la radiacin existente en cada momento.

e) Protecciones.

Los inversores de conexin a red disponen de unas protecciones adecuadas al trabajo que deben de realizar. Aparte de la normativa genrica de proteccin contra daos a las personas y compatibilidad electromagntica, que deben de llevar todos los dispositivos elctricos fabricados y/o comercializados en Europa segn normativa de marcado CE, estos equipos suelen incorporar como mnimo las siguientes protecciones:

.

- Tensin de red fuera de mrgenes.

- Frecuencia de red fuera de mrgenes.

- Temperatura de trabajo elevada.

- Tensin baja del generador fotovoltaico.

- Intensidad del generador fotovoltaico insuficiente.

- Fallo de la red elctrica.

- Transformador de aislamiento (obligatorio).

f) Monitorizacin de datos:

Los inversores ms avanzados utilizan microprocesadores para su funcionamiento que facilitan una cantidad de datos importante, no slo de los parmetros clsicos (tensin e intensidad de entrada y salida, kWh producidos y suministrados, frecuencia, etc.), sino de otros fundamentales en este caso, como pueden ser temperaturas internas de trabajo de los puentes inversores, radiacin solar directa y global, temperatura ambiente, etc.

4.6.- Equipo De Medida.

Es el encargado de controlar numricamente la energa generada y volcada a la red para que con los datos obtenidos se puedan facturar a la Compaa Suministradora.

4.7.- Estructura De Soporte De Las Placas.

4.7.1.-Conceptos Generales.

La estructura soporte, asegura el anclaje del generador solar y proporciona la orientacin y el ngulo de inclinacin idneo para el mejor aprovechamiento de la radiacin, siendo los encargados de hacer a los mdulos y paneles fotovoltaicos resistentes a la accin ejercida por los elementos atmosfricos.

Supongamos que disponemos de una superficie de paneles de 1 m2, y en la zona donde estn instalados pueden producirse vientos de 200 km/h. La frmula que expresa la presin mxima del viento es:

p = F/S = 011.V2

F = 011.V2.S

donde:

F.- es la fuerza del viento en kp

V.- es la velocidad del aire en m/s

S.- es la superficie receptora en m2

p.- es la presin del viento en kp/m2

Tambin debemos tener cuidado con la nieve, lluvia, heladas, tipo de ambiente donde se encuentra la instalacin, etc. Algunas de las acciones descritas (nieve, lluvia) afectan al emplazamiento y forma del soporte de sustentacin, mientras que las heladas o determinados ambientes (por ejemplo, los cercanos a las costas) afectan ms al tipo de materiales empleados para la construccin de las estructuras.

En cuanto a la orientacin, sta ha de ser siempre sur (si estamos en el hemisferio norte), pues es la nica posicin donde aprovechamos, de una forma total, la radiacin emitida por el Sol a lo largo de todo el da. Tan slo en circunstancias muy especiales podremos variar ligeramente la orientacin hacia e poniente o el levante, como puede ser en el caso de existir un obstculo natural (montaa, etc.) que durante un cierto perodo impida aprovechar la radiacin directa del Sol.

Entonces puede ser interesante orientar el panel solar unos grados hacia la derecha, si la sombra se produce a primeras horas de la maana, para aprovechar al mximo el sol a su puesta, o bien, por el contrario, orientar el conjunto fotovoltaico hacia la izquierda si el obstculo se encuentra al atardecer.

Hemos de decir que esto no representa un incremento grande en cuanto a la potencia elctrica generada, ya que la salida y la puesta de Sol son los momentos de radiacin ms dbil. No obstante, puede notarse algo ms en la estacin estival, cuando el Sol tiene su mayor recorrido.

En el esquema podemos observar el corto recorrido en invierno, a la vez que comprobamos que la trayectoria de la radiacin es entonces ms horizontal que en verano.

Es sta la causa por la que la inclinacin de los paneles fotovoltaicos suele ser grande, de tal forma que aprovechemos lo ms posible la escasa radiacin invernal, haciendo incidir sus rayos normalmente.

Como consecuencia, se produce una prdida en verano que podra ser compensada, si as se disea el soporte, variando la inclinacin del conjunto a un ngulo de inferior valor, volviendo a hacer incidir los rayos solares en un ngulo lo ms cercano a los 90 sobre la superficie del panel solar.

4.7.2.-Sombras Entre Filas De Mdulos Fotovoltaicos.

Se da el caso de que cuando existe un gran nmero de mdulos fotovoltaicos a instalar y no se dispone de mucho espacio, es necesario juntar las filas de paneles y esto puede traer como consecuencia que (especialmente en invierno) se produzcan sombras de una a otra fila. La posibilidad de que en verano puedan darse sombra unas filas a otras es mucho menor, ya que el recorrido del Sol es ms alto, y por lo tanto, la sombra arrojada por la fila precedente es ms pequea.

La distancia mnima entre fila y fila est marcada por la latitud del lugar de la instalacin, dado que el ngulo de incidencia solar vara tambin con este parmetro.

Supongamos que debemos disponer una serie de mdulos solares en fila, tal y como se representa en la figura 6, donde a es la altura de los mdulos colocados en el bastidor, h la altura mxima alcanzada y d la distancia mnima entre fila y fila capaz de no producir sombras interactivas.

Una vez que disponemos del valor a, y de la latitud del lugar, estamos en disposicin de buscar el factor h. dado por la curva, y seguidamente trasladndonos a la tabla 2, donde quedan representados por un lado el valor de a y por otro el ngulo de inclinacin que se va a dar al conjunto, obtener el valor de h. La frmula que nos da la distancia a; entre filas sucesivas de paneles ser: d=k.h.

4.8.- Caja General De Proteccin.

La caja general de proteccin es la encargada de salvaguardar toda la instalacin elctrica de un posible cortocircuito o punta de intensidad la cul afectara a todos los componentes conectados a la red. Esta caja general de proteccin incorporar protecciones trmicas como fusibles.

4.9.- Puesta A Tierra.

La puesta a tierra de la instalacin es muy importante ya que delimita la tensin que pueda presentarse en un momento dado en las masas metlicas de los componentes, asegurando la actuacin de las protecciones y eliminando el riesgo que supone el mal funcionamiento o avera de alguno de los equipos.

4.10.- Cableado De Interconexin.

Es el encargado de conectar los distintos paneles solares con las cajas de interconexin y con otra instrumentacin.

Este cableado de paneles se realizar con materiales de alta calidad para que se asegure la durabilidad y la fiabilidad del sistema a la intemperie.

El cableado cumplir con el reglamento REBT. Las conexiones, cables, equipos y dems elementos tendrn que tener el grado de proteccin IP.535, segn se establece en la norma UNE 20-234.

Los cables utilizados tendrn una ltima capa de proteccin con un material resistente a la intemperie y la humedad, de tal forma que no le afecten internamente los agentes atmosfricos.

La caja de terminales es una buena solucin en el caso de que cumpla con el grado de proteccin IP.535.

En instalaciones donde se monten paneles en serie y la tensin sea igual o mayor a 24 V instalaremos diodos de derivacin.

La seccin del cable de conexin no debe de ser superior a 6 mm. Es necesario tambin cuidar los sistemas de paso de los cables por muros y techos para evitar la entrada de agua en el interior. Las tcnica y tendido para la fijacin de los cables han de ser las habituales en una instalacin convencional.

Los empalmes se realizarn con accesorios a tal efecto, usando cajas de derivacin siempre que sea posible.

4.11.- Acometida Elctrica.

Es la parte de la instalacin de red de distribucin, que alimenta la caja general de proteccin o unidad funcional equivalente (CGP). Los conductores sern de cobre o aluminio. Esta lnea est regulada por la ITC-BT-11.

Atendiendo a su trazado, al sistema de instalacin y a las caractersticas de la red, la acometida ser subterrnea. Los cables sern aislados, de tensin asignada 0,6/l KV, y podrn instalarse directamente enterrados o enterrados bajo tubo.

Se remarca que la acometida ser parte de la instalacin constituida por la Empresa Suministradora, por lo tanto el diseo y trazado se basar en las normas propias y particulares de la misma.

El centro de transformacin al que se conectar la instalacin es objeto de un proyecto totalmente diferenciado y que se ajustar a las mejores condiciones de servicio propuestas por la Empresa Distribuidora.

4.12.- Instalacin De Enlace.

Por tratarse de un suministro a un nico usuario, se colocar en un nico conjunto la caja general de proteccin y el equipo de medida. El fusible de seguridad situado antes del contador coincidir con el fusible que incluye una CGP.

4.13.- Caja De Proteccin Y Medida.

Las cajas de proteccin y medida se instalarn en lugares de libre y permanente acceso. La situacin se fijar de comn acuerdo entre la propiedad y la empresa suministradora.

5.- Interconexin Y Protecciones:

La tensin del campo fotovoltaico es elevada, por lo que hay que disponer varios mdulos en serie conectados en paralelo con otros grupos similares, hasta alcanzar la potencia prevista en el dimensionado.

El hecho de conectar un gran nmero de mdulos en serie, aade un problema a la eleccin de stos, como es el de la dispersin de la corriente pico. La eleccin de las clulas que componen un mdulo y su clasificacin para la futura potencia del mismo, es fundamental, ya que si una clula difiere mucho en produccin de corriente de sus compaeras, la corriente generada por el conjunto ser precisamente la de la ms desfavorable.

En resumen, el mdulo que menos corriente produzca a una determinada radiacin en una conexin en serie, es el que marcar la corriente final del grupo de mdulos.

La desviacin mxima de los mdulos que integran una conexin serie ser como mximo de un 2% de dispersin de su corriente pico, asegurando de esta forma una mnima prdida por conexiones elctricas en serie.

5.1.- Conexin Con La Red Elctrica.

La normativa de conexin fotovoltaica con la red elctrica cambia segn los pases. No obstante, y de forma genrica, se deben instalar como mnimo un contador que mida la energa producida y que sirva de base para la facturacin posterior, as como los elementos de proteccin bsicos inherentes a una generacin elctrica.

Atendiendo a lo establecido en el R.D. 1663/2000, de 29 de septiembre, sobre conexin de instalaciones fotovoltaicas a la red de baja tensin, podemos diferenciar los siguientes sistemas de conexin:

5.1.1.- Conexin Monofsica.

En pequeas instalaciones donde la conexin a la red se realiza en baja tensin, tanto en monofsica como en trifsica, el esquema sera como el de la figura 10 para el caso de monofsica.

5.1.2.- Conexin Trifsica.

Habitualmente las conexiones a red trifsicas, si son de pequea potencia, suelen instalarse poniendo tres inversores monofsicos conectados uno a uno a cada fase. Esto supondra que el circuito elctrico estara formado por tres campos solares con sus tres inversores. Para sistemas ms potentes se debera poner un inversor trifsico monoltico (fundamentalmente por razones de tamao, conexin y complejidad de la instalacin), y donde adems actuarn conjuntamente sus protecciones.

En el esquema se puede observar el circuito elctrico para un caso de conexin a red, mediante tres inversores monofsicos.

En ambos modelos de conexin los elementos constituyentes de la instalacin son:

1. El campo fotovoltaico, con una caja de conexin donde se reciben las lneas de los mdulos y que es conveniente disponga de bornas seccionables o preparadas para cortocircuitar y evitar problemas a la hora de manipulaciones, adems de servir para la deteccin de algn mdulo averiado elctricamente.

2. Inversor, con su bornero de entradas (+ y - del campo solar) y salidas (corrientealterna), as como la correspondiente toma de tierra, de uso imprescindible para estas instalaciones. La toma de tierra debe de ser nica y general para la instalacin y, sobre ella, se instalarn todas las tomas de tierra de todos los equipos fotovoltaicos.

3. Armario general de proteccin y medida, que deber contener en serie y por este orden: un interruptor magnetotrmico, un interruptor diferencial, un contador de la energa producida por la instalacin solar y otro que medir el consumo del sistema fotovoltaico.

Independiente de estos dos contadores se encuentra el utilizado para la medida del consumo elctrico del usuario que se dispusiera antes de la conexin a red de los mdulos solares fotovoltaicos, y que suele tambin encontrarse alojado en este armario.

Todos estos elementos de medida y control se cierran con un fusible seccionador de proteccin, el cual une el circuito de consumo elctrico convencional en paralelo con el circuito de generacin, con la red de distribucin de la Compaa.

Protecciones: Respecto a las protecciones, debemos tener en consideracin las elevadas tensiones de trabajo en este tipo de instalaciones, que en algunos casos pueden llegar hasta 500 V en corriente continua. Es aconsejable que el campo fotovoltaico se proteja elctricamente con interruptores que permitan el cortocircuito y el circuito abierto, para facilitar las conexiones y manipulaciones posteriores, as como elementos varistores o descargadores de sobretensiones que eviten la induccin de picos que puedan afectar a la electrnica interna del inversor.

Tambin es recomendable, si el nmero de mdulos es elevado, distribuir por grupos la acometida de lneas, y facilitar la desconexin elctrica de alguno de los grupos para su revisin futura, no descartando adems la posibilidad de disponer de armarios separados para el polo positivo y el negativo, evitando el contacto humano accidental con tensiones elevadas.

6.- Ventajas E Inconvenientes De Las Instalaciones Fotovoltaicas.

* Ventajas.-

La energa solar fotovoltaica es una de las fuentes ms prometedoras de las energas renovables en el mundo. Comparada con las fuentes no renovables, las ventajas son claras: es no contaminante, no tiene partes mviles que analizar y no requiere mucho mantenimiento

No requiere de una extensa instalacin para operar. Los generadores de energa pueden ser instalados de una forma distribuida en la cual los edificios ya construidos, pueden generar su propia energa de forma segura y silenciosa.

No consume combustibles fsiles. No genera residuos. Es una fuente inagotable. Ofrece una elevada fiabilidad y disponibilidad operativa excelente.

En resumen, la energa fotovoltaica es generada directamente del sol. Los sistemas fotovoltaicos no tienen partes mviles, por lo tanto no requieren mantenimiento y sus celdas duran dcadas

* Inconvenientes

De este sistema de generacin de energa, no es tanto el origen de dicha energa, que es el Sol, que tiene reservas que exceden de nuestras necesidades, ni tampoco la materia prima de donde se extrae el silicio, que consiste en arena comn muy abundante en la naturaleza: se trata de la tcnica de construccin y fabricacin de los mdulos fotovoltaicos que es complejo y caro.

Requiere una importante inversin inicial. Es una energa de difcil almacenamiento. No es econmicamente competitiva con otras energas actuales.

Produccin variable segn climatologa del lugar y poca del ao. Otro inconveniente es el rendimiento obtenido y el espacio de terreno ocupado por los elementos captadores, siendo el rendimiento final de solo un 13%.

7.- Caractersticas De La Instalacin Solar Fotovoltaica.

7.1.- Descripcin General.

La distribucin de los mdulos se ha proyectado con el fin de maximizar la produccin anual de energa. Los principales parmetros que afectan al rendimiento de una instalacin solar son:

- - Orientacin.

- Inclinacin.

- Sombras sobre los mdulos fotovoltaicos.

- Prdidas elctricas.

- Ventilacin de los mdulos fotovoltaicos

El Generador fotovoltaico se situar con orientacin Sur y Acimut de 0. Adoptamos como inclinacin del panel ptima de 28, calculados con la premisa de la latitud menos 10.

Se instalarn placas de 230 Wp agrupadas en series de placas con una potencia de 5520 Wp por lnea. Estas se agruparn en dos cajas de conexin, que conectarn con un inversor nico ubicado en local sobre cubierta para tal fin.

La conexin de los mdulos en la caja de conexin y el inversor se realiza con cable especial para instalaciones solares, dimensionado para tener unas prdidas elctricas mnimas.

As mismo, el inversor permite un funcionamiento a un alto rendimiento a diferentes estados de cargas para reducir al mximo las perdidas elctricas.

La instalacin estar formada por un total de 504 paneles, distribuidos en 21 lneas en paralelo a 2.3 m de distancia entre ellos, formadas por 24 placas conectadas en serie cada una, con un total de 5520 wp, ocupando una longitud de 40 m.

La superficie total ocupada por el campo generador es de 2.3*21 * 1.66 *24 = 1854 m.

Los 145 m2 restante quedaran como espacio de servidumbre y mantenimiento.

- Potencia instalada.- 115920 Wp

- Potencia inyectada a red.- 100 Kw.

La potencia nominal que se inyectar a la red ser de 100 Kw, al trabajar la instalacin como mximo a un 80-85% debido a las perdidas que se producen, es ms adecuado instalar una potencia superior, de cara a sacar el mximo rendimiento de la planta.

7.2.- Especificaciones Tcnicas De Los Componente.A continuacin, se analizan los principales componentes que forman la instalacin.

7.2.1.- Generador Solar FV.El generador solar est compuesto por 480 placas fotovoltaicas YINGLI SOLAR, modelo YL 230(156) de 230 wp.

El campo fotovoltaico est formado por 21 lneas en paralelo. Cada una de ellas est formada por 24 placas en serie. Las conexiones de salida estn en una caja de conexiones con un grado de proteccin IP-65.

Las conexiones de salida llevan incorporados diodos by-pass para proteccin en caso de mal funcionamiento de una de las placas.

Las especificaciones elctricas para una radiacin estndar de 1000 W/m2 y 25 C de temperatura son las siguientes.

CARACTERISTICAS TCNICAS DE LA PLACA

Modulo tipo YINGLI SOLAR230PR 1650*1030

CeldaPolicristalino de silicio

N celdas y conexin60 en serie

Potencia pico ( Pmx.)230 W p + 3%

Tensin en vaco(Uo)37.0 V

Intensidad de cortocircuito (Icc)7,85 A

Tensin en el punto de mxima potencia (UMP)30.0 V

Intensidad en el punto de mxima potencia (IMP)7.66 A

Eficiencia del panel13.5%

Eficiencia de la celda16.2

Curvas elctricas.

7.2.2.- Inversor.

Las placas fotovoltaicas generan electricidad en corriente continua y a una tensin de aproximadamente 20-50 V. Para poder ser inyectada en una red elctrica de corriente alterna 220/380 V. se hace uso de los llamados inversores u onduladores. Estos sern de tipo y caractersticas especficas para un sistema de conexin a la red de tensin y frecuencia dada.

Los inversores integrarn alguna de las protecciones necesarias para la interconexin, aislamiento galvnico, proteccin de mxima/mnima tensin, proteccin de mxima/mnima frecuencia y desconexin automtica en caso de corte de la corriente de la red.

La instalacin de 100 kw, dispone de un inversor tipo Ingecon@Sun Power/100.

Su diseo permite utilizar un rango muy amplio de tensin de entrada desde el campo fotovoltaico, lo que permite una gran flexibilidad de configuracin y posibilidades de ampliacin en el futuro. A partir de la potencia recibida del campo fotovoltaico, el punto de operacin del inversor es optimizado constantemente en relacin a las condiciones de radiacin, las propias caractersticas del panel y la temperatura del mismo, y las caractersticas propias del inversor.

La tcnica de seguimiento del punto de mxima potencia (MPPT) consigue que se maximice la potencia entregada a la red, adems de la recibida del campo fotovoltaico.

El equipo permite el funcionamiento tanto en modo automtico como en modo manual. En modo automtico se realiza constantemente el seguimiento del punto de mxima potencia de panel. En modo manual es el usuario quien determina el punto de trabajo de panel, en el cual el sistema trabajar de forma constante.

Debido a sus caractersticas de diseo, el inversor entrega una corriente a la red elctrica con una onda senoidal idntica a la propia de la compaa elctrica suministradora, y con un factor de potencia prximo a 1 en todas las condiciones de funcionamiento del equipo.

El inversor seleccionado, est equipado con un transformador de aislamiento trifsico de baja frecuencia que cumple con la norma CEI 11-20, lo cual quiere decir que elimina la posibilidad de inyectar una componente de corriente continua a la red elctrica general cumpliendo, de esta forma, con la normativa vigente en Espaa.

7.2.2.1.- Punto ptimo De Funcionamiento Del Inversor.

Cuando el campo fotovoltaico recibe la radiacin solar, genera una energa que depende de la radiacin recibida y la temperatura de las clulas de los mdulos fotovoltaicos. Cuando al generador fotovoltaico se le conecta una carga, circular una corriente, y en consecuencia, el voltaje de las clulas disminuir de acuerdo a su curva de caractersticas I-V, dando a su vez una curva de potencia.

Hay slo un punto que maximiza la potencia entregada por el sistema (Punto de Mxima Potencia, MPPT), por lo tanto, si las caractersticas de tensin y corriente de las clulas varan debido a cambios de temperatura e irradiacin, el equipo deber modificar la resistencia para poder alcanzar dicho punto ptimo.

Las caractersticas tcnicas de este inversor son las siguientes:

Ingecon Sun Power 100

Valores de entrada en DC

Pot campo FV115-130 kwp

Tensin405-750

Tensin mxima900 v

corriente mxima286 A

N entradas4

MPPT1

Valores de salida

Pot nominal Ac100 Kw

correinte mxima161 A

Tensin mxima400V

Frecuencia50/60Hz

Factor potencia1

THD< 3%

Rendimiento

Eficiencia mxima96,8

Euroeficiencia95,7

Dimensionado

Las placas fotovoltaicas irn conectadas en serie formando grupos de 24 placas. De esta manera la tensin en el punto de mxima potencia tiene un valor de 24 x 30.0 V= 720 V, siendo esta mxima cuando las placas estn trabajando en vaco con 24 x 37,0 V= 888 V, valor inferior al mximo de tensiones de entrada del inversor (1200 V).

7.2.3.- Conexionado De Los Mdulos Fotovoltaicos.

Como se ha explicado en el apartado anterior, los mdulos fotovoltaicos conectarn formando grupos de 32 mdulos conectados en serie para alcanzar la tensin de de entrada del inversor deseada. A su vez, se agrupan en paralelo en 15 grupos de 32 placas.

La intensidad que circula para un grupo de mdulos conectados en serie viene definida para la intensidad del mdulo ms desfavorable. De esta manera, a fin de maximizar la produccin de la planta es importante conectar en serie mdulos que tengan condiciones de radiacin lo ms similares posible.

Asimismo, se busca minimizar las longitudes de cable utilizado de a fin de reducir el coste de la instalacin y minimizar las prdidas por el efecto Joule.

7.2.4.- Estructura De Soporte De Las Placas.

Las placas irn sujetas mediante estructura de sujecin diseada para tal efecto. En este proyecto se utilizar la estructura Sun Top III fabricada por la empresa Conergy.

Los soportes que constituyen la estructura de sujecin de los mdulos irn cogidos a dicha estructura.

Se construyen con perfiles de acero galvanizado en caliente y cumple las normas UNE 37-501 y UNE 37-508, con un espesor mnimo de revestimiento de 80 micras de espesor de zinc para asegura una proteccin completa contra las inclemencias climatolgicas y, por tanto, una mayor duracin y mantenimiento. Cumple con la normativa bsica de la edificacin (NBE-AE-88) y dimensionado con la norma NBE- EA- 95, por lo que ser capaz de soportar los mdulos y las sobrecargas de nieve y viento.

Esta estructura tiene una inclinacin ptima de 30 lo que permite maximizar la produccin anual para inyectar a la red elctrica y ser fijada a las cimentaciones, mediante pernos qumicos introducidos en los taladros correspondientes.

Este tipo de estructura se ha sido diseada para garantizar su eficacia y duracin, facilitar su transporte y manipulacin, y optimizar su integracin en el medio, respondiendo a los criterios marcados por la comisin de Medio Ambiente de la Unin Europea.

Se dispondr de un elemento de unin entre la estructura Sun Top III. Este elemento de unin se trata de una pieza de acero inoxidable que se adapta al dibujo de la chapa (a los montantes que hace la chapa de cada metro) y se sujeta a ella mediante cuatro tornillos auto-roscante de acero inoxidable.

7.2.5.- Contador Bidireccional De Energa.

El Modelo ORBITAX T3 es un Contador-Registrador integrado en un solo equipo electrnico, con funciones de medida de energa elctrica y analizador de red, que cumple con todas las normativas de la CEE y con las especificaciones impuestas para los Registradores de Tipo 2 y Tipo 3.

El Contador realiza la medicin de la energa en cuatro cuadrantes pudiendo funcionar en modo unidireccional o bidireccional. Para la medida de la energa reactiva, efecta la discriminacin entre capacitiva o inductiva.

El Contador dispone de emisores de pulsos y LED de calibracin, los cuales dan un pulso cada paso de energa medida. El valor de los impulsos figura en la cartula de cada equipo en funcin del modelo, y son fijados en fbrica. Estos pulsos son los que activan los LED de calibracin externos y los que salen por los remisores.

Caractersticas tcnicas de contador.

- Clase 1 Energa Activa y Clase 2 Energa Reactiva

- Sistema Totalmente Electrnico

- Medida de corriente directa o a travs de secundario de transformador de intensidad.

- Rango de medida: 5 (20) A a 10 (80) A

- Leds de calibracin de activa y reactiva

- Cuatro emisores de impulsos (activa, direccin de activa, reactiva, direccin de reactiva) segn la norma ISO.

- Dos rels de tarifa + un rel de maxmetro

- Display LCD con dgitos de gran medida (12 mm.) y gran contraste

- Visualizacin de energas / mximas en 8 dgitos. Programables.

- Registros de energas Totales y de 12 Meses / Periodos, con indicacin de fecha / hora de cierre.

- Registros de Mximas para los 12 Meses / Periodos, con indicacin de fecha / hora y tarifa aplicada.

- Registro de los ltimos 10 cortes de alimentacin (mayores de 0,5 segundos)

- Cierres de periodos en modo automtico manual

- Canal de comunicaciones pticas segn norma IEC-61107

- Canal de comunicaciones aislados, seleccionable entre RS-232 RS-485.

- Analizador de redes incorporado.

- Cumple con la norma de comunicacin IEC 870-5-102.

7.3.- Instalaciones Elctricas Interiores.

7.3.1 Caractersticas De Los Conductores.

Los conductores y cables que se utilicen en las instalaciones sern de cobre o aluminio y sern siempre aislados. La tensin asignada no ser inferior a 0,6/1 KV.

La seccin de los conductores a utilizar se determinar de forma que la cada de tensin entre el origen de la instalacin interior y cualquier punto de utilizacin sea menor del 4%.

El valor de la cada de tensin podr compensarse entre la instalacin interior (3%) y la de la derivacin individual (1%), de forma que la cada de tensin total sea inferior a la suma de los valores lmites especificados para ambas (4%).

En instalaciones interiores, para tener en cuenta las corrientes armnicas debidas a cargas no lineales y posibles desequilibrios, la seccin del conductor del neutro ser igual a las fases.

Las intensidades mximas admisibles, se regirn en su totalidad por lo indicado en la norma UNE 20.460-5-523. Slo se utilizarn conductores aislados con cubierta (incluidos cables armados o con aislamiento minera), unifilares o multifilares segn la norma UNE 20.460 -5-52.

7.3.2.- Instalacin Elctrica.

7.3.2.1.- Instalacin En Corriente Continua:

7.3.2.1.1- Conexin Elctrica De Los Mdulos.

Los mdulos fotovoltaicos, se conectarn entre s formando grupos de 24 mdulos en serie, para conseguir la tensin de trabajo en CC del inversor (mx. tensin en el punto de mxima potencia 750 V, mx. tensin en circuito abierto del campo de paneles 740 V), se realiza mediante conector rpido intemperie y con cable de 1 x 4 mm RV-K 0,6-1kV.

Los cables se fijarn mediante bridas plsticas de intemperie.

Desde cada grupo hasta su caja de conexiones (CPP) se utiliza igualmente cable de 1 x 4 mm RV-K 0,6-1 kV. En aquellos grupos situados en la misma fila que la caja de conexin, estos cables irn sobre las correas de la estructura, mientras que en los grupos que estn en diferentes filas los cables irn enterrados bajo tubo corrugado.

7.3.3.2.- Caja De Conexin En Campo De Paneles (Cp).

En la Instalacin Fotovoltaica disponemos de 4 cajas de conexiones en campo de paneles, de las cuales 3 de ellas reunifican 5 grupos y 1 de ellas 6 grupos, haciendo un total de los 21 grupos que tiene la instalacin.

- CP1, reunifica los grupos 1 al 5.

- CP2, reunifica los grupos al 10.

- CP3, reunifica los grupos 11 al 15.

- CCP4, reunifica los grupos 15 al 21.

En cada caja se juntan todos los grupos en un embarrado y salimos con un nico cable, protegido con un fusible de 125 A.

Hay, por lo tanto, dos tipos de cajas cuyos componentes se definen a continuacin:

Cajas de conexin a las que llegan 5 series de mdulos

- Caja plstica con grado de proteccin IP- 66, con placa de montaje aislante, resistente al impacto, al calor intenso y al fuego, dispone de doble aislamiento y cumple con la norma IEC-60670

- 5 seccionadores fusibles de 10 A, uno por grupo.

- Seccionador fusible de 125 A para la salida.

- Barras de distribucin de 125 A con proteccin aislante en cada barra.

Cajas de conexin a las que llegan 6 series de mdulos.

- Caja plstica con grado de proteccin IP-66, con placa de montaje aislante, resistente al impacto, al calor intenso y al fuego, dispone de doble aislamiento y cumple con la norma IEC-60670

- 6 seccionadores fusibles de 10 A, uno por grupo.

- Seccionador fusible de 125 A para la salida

- Barras de distribucin de 125 A con proteccin aislante en cada barra.

En ambas cajas se instalarn elementos de proteccin contra sobretensiones. Para ello, dotarmeos la instalacin de un descargador de sobretensin entre positivo y tierra, entre negativo y tierra y entre positivo y negativo.

7.3.3.3.- Linea Elctrica (Cp Cc)

Las lneas Elctricas desde las Cajas de conexiones en campo de paneles hasta la Caja de Proteccin Contra Sobreintensidades y Sobretensiones en la caseta del inversor irn por las correas de la estructura hasta el final de las filas donde se introducirn en las arquetas y a partir de aqu irn enterradas bajo tubo corrugado hasta la caseta de inversores. El conductor ser del tipo RV-K 0,6/1 Kv de:

Caja 1.- Lnea 1 1 x 50 mm

Caja 2.- Lnea 2 1 x 25 mm

- Caja 3.- Lnea 3 1 x 25 mm

- Caja 4.- Lnea 4 1 x 50 mm

7.3.3.4.- Caja Proteccin Contra Sobreintensidad y Sobretensiones (Cc

La caja sirve para la reunificacin de las cuatro lneas que llegan del campo de paneles y para evitar las sobretensiones por descargas atmosfricas que se puedan producir en stas.

Compuesta por:

- Caja plstica con grado de proteccin IP55 con placa de montaje, resistente al impacto, al calor intenso y al fuego, dispone de doble aislamiento y cumple con la norma IEC60670.

- Embarrado.

- 1 seccionador fusible de 400 A

- Descargador contra sobretensiones modelo DEHN DG Y PV 1000.

7.3.3.6.- Linea Electrica (Cc Inversor)

Est realizada dentro de la caseta del inversor y sale de la caja hasta el inversor protegida mediante canaleta, el cableado esta realizado con conductor 1 x 95 mm RV-K 0,6-1 kV. 7.3.3.7.- Caja De Proteccin Contra Sobreintensidades Y

Sobretensiones C.A. En La Caseta Del Inversor (Ca)

Compuesta por:

- Caja plstica con placa de montaje, resistente al impacto, al calor intenso y al fuego, dispone de doble aislamiento y cumple con la norma IEC60670

- Embarrado

- 3 seccionadores fusibles de 250 A

- Descargador DEHNguard TT 230 400

1 seccionadores fusible de 40 A para alimentacin a la caja de equipos auxiliares.

7.3.4.- Instalacin En Corriente Alterna (Baja Tensin)

7.3.4.1.- Linea Elctrica (Inversor Ca)

Une el inversor con la caja de proteccin contra sobreintensidades y sobretensiones, la lnea est realizada con cable 3 x 70 mm + 1 x 35 mm RV-K 0,6-1 kV. Esta lnea est protegida mediante canaleta.

7.3.4.2.- Linea Elctrica (Ca Apm)

La lnea elctrica desde la Caja de Proteccin Contra Sobreintensidades y Sobretensiones en la caseta del inversor hasta la caseta de contadores est enterrada bajo tubo corrugado y utiliza con cable 3 x 70 mm + 1 x 35 mm RV-K 0,6-1 kV.

7.3.4.3.- Armario De Proteccin Y Medida (Apm).

Compuesto por:

- Armario de polister prensado en caliente reforzado con fibra de vidrio segn normativa de Iberdrola. Dispone de una placa base de montaje de los equipos a montar, con velo protector y ventanilla para accionamiento del magnetotrmico y diferencial

- Interruptor automtico magnetotrmico de 250 A, 36 kA.

- Diferencial 250 A, 300 mA selectivo

- Contador Bidireccional Orbis modelo ORBITAX T3

- Transformadores de intensidad para la medida de Energa

- 3 Fusibles de 250 A

7.3.4.4.- Instalacin Elctrica En El Interior De La Caseta.

En el interior de la caseta y para dar servicio a los diferentes equipos auxiliares, se ha colocado una caja con proteccin contra sobreintensidades y contactos indirectos, para alimentar el extractor, el alumbrado de la caseta, el alumbrado de emergencia, y una toma de corriente.

7.3.4.5.- Caja De Proteccin Para La Distribucin De Equipos Auxiliares De La Caseta (Ac)

Esta caja es para la distribucin en C.A. 230 V, de los equipos auxiliares (iluminacin, alumbrado de emergencia, extractor, toma de corriente) esta compuesta por:

- Caja plstica con carril DIN, resistente al impacto, disponede doble aislamiento y cumple con la norma IEC60670

- Interruptor Diferencial 40 A, 30 mA (cargas de la caseta)

- Interruptor Magnetotrmico clase C de 20 A, 6 kA (toma de corriente)

- Interruptor Magnetotrmico clase C de 20 A, 6 kA (extractor)

- Interruptor Magnetotrmico clase C de 10 A, 6 KA (alumbrado)

- Interruptor Magnetotrmico clase C de 10 A, 6 KA (alumbrado de emergencia)

- Magnetotrmico clase C de 10 A, 6 KA (Sistema de adquisicin de datos).

- Termostato para encendido del extractor

7.4.- Puesta A Tierra.

El inversor as como los armarios con protecciones contra sobretensiones estn unidos a la red de tierra de la instalacin.

7.5.- Protecciones Elctricas De Las Instalaciones.

7.5.1.- Proteccin Contra Sobreintensidades.

Todo circuito estar protegido contra los efectos de las sobre intensidades que puedan presentar en el mismo, para esto la interrupcin de este circuito se realizar en un tiempo conveniente o estar dimensionado para las sobreintensidades previsibles. Las sobre intensidades pueden estar motivadas por:

- Sobrecargas debidas a los aparatos de utilizacin o defectos de aislamiento de gran impedancia.

- Cortocircuitos.

- Descargas elctricas atmosfricas.

7.5.2.- Proteccin Contra Sobrecargas.

El lmite de intensidad de corriente admisible en un conductor tiene que quedar en todo caso garantizada por el dispositivo de proteccin utilizado. El dispositivo de proteccin estar constituido por un interruptor automtico de corte omnipolar con curva trmica de corte y de caractersticas de funcionamiento adecuadas.

7.5.3.- Proteccin Contra Cortocircuitos.

En el origen de todo circuito se establecer un dispositivo de proteccin contra cortocircuitos con la capacidad de los cuales de corte estar de acuerdo con la intensidad de corto circuito que pueda presentarse en el punto de conexin.

7.5.4.- Proteccin Contra Sobre Tensiones.

Para la proteccin de descargas atmosfricas se utilizarn descargadores a tierra de clase C estratgicamente instalados.

7.5.5.- Proteccin Contra Contactos Directos E Indirectos.

a) Proteccin contra contactos directos.

Proteccin para aislamiento de las partes activas: Las partes activas tendrn que estar recubiertas de un aislamiento que no pueda ser eliminado ms que destruyndolo.

Proteccin por medio de barreras o envolvente: Las partes activas deben estar situadas en el interior de las envolventes o detrs de barreras que posean, como mnimo, el grado de proteccin IP XXB, segn UNE20.320.

Tanto en el lado de continua como en el de alterna las protecciones de acceso directo a las conexiones son:

- Mdulos fotovoltaicos: Bornas de conexin en el interior de las cajas, con la tapa atornillada y prensaestopas en la entrada de cables, conexin entre mdulos mediante conectores rpidos con proteccin de los contactos

- Cajas de conexin con doble aislamiento en el campo de paneles: Bornas en el interior de la caja con la tapa atornillada y prensaestopas en la entrada de cables y racores para los tubos.

- Cajas de conexin en la caseta de doble aislamiento

- Armario de contadores de doble aislamiento

- Inversor: Bornas de conexin interiores

- Cables de doble aislamiento 0,6 / 1 kV

- Gran parte de la instalacin enterrada bajo tubo

- Instalacin vallada para evitar la entrada de personas no autorizadas

b) Contactos indirectos.

Contactos indirectos en instalacin en corriente continua.

La prot