06 Jun
-En un sistema fotovoltaico conectado a red se produce una conversión de la corriente continua proporcionada por el generador fotovoltaico, en corriente alterna de iguales características cuanto a tensión y frecuencia que lo que esta circulado por la red eléctrica.
-Una de las ventajas importantes de las instalaciones fotovoltaicas conectadas a la res es que no necesitan un gran mantenimiento y tiene una vida útil estimada de más de 35 años.
-El proceso de producción de electricidad consiste en:
1. Captación de la radiación solar mediante las células.
2. Producción de energía eléctrica en forma de corriente continúa.
3. Conversión en corriente alterna mediante inversores.
4. Elevación de la tensión mediante un transformador de potencia.
5. Venta a la red eléctrica.
-La finalidad de los sistemas fotovoltaicos conectados a red es maximizar anualmente la producción de energía eléctrica que se inyecta a ella..Ala hora de diseñar un sistema de este tipo debemos considerar.
-Los aspectos de integración arquitectónica y con el entorno de la instalación.
-Posibles pérdidas de sombreado, difícilmente eludibles de sistemas integrados en edificios.
-Aspectos de seguridad y calidad de la energía generada así como la ausencia de efectos perturbadores de la red eléctrica.
*Las principales aplicación de dichos sistemas son:
-Plantas de generación de energía.
-Producción de electricidad en viviendas y edificios.
Elementos de una instalación solar fotovoltaicos conectada a la red eléctrica
:
Las instalaciones conectadas a red se pueden encontrar en viviendas o edificios, o bien formadas una central de producción eléctrica. Los componentes son iguales en ambos casos y únicamente se diferencia en al potencia producida.
1. Generador solar fotovoltaico.
2. Protecciones DC
3. Inversor
4.
Protecciones AC
5. Contador
6. Red eléctrica.
7. Contador
8. Conexión de los equipos.
A. El generador fotovoltaico.:
Las diferentes opciones existentes en instalaciones conectadas a la red son: Generadores fijos y Seguidores solares.
B. El inversor
Es el elemento más importante en una instalación conectada a la red. Las características principales son inversores actúan como fuente de corriente sincronizada con la red y suponen de microprocesadores de control y de uno de comunicación PLC.
-Trabajan conectado por su lado de corriente continua a un generador fotovoltaico y por su lado de corriente altera a un transformador que adapte la tensión de salida.
-Son capaces de transformar en corriente alterna y entregar a al red toda la potencia que el generador fotovoltaico genera.
-Además permiten la desconexión-conexión automática de la instalación fotovoltaica en caso de perdida de tensión o frecuencia lo que garantiza la seguridad para los operarios.
C. El sistema eléctrico
El sistema eléctrico esta compuesto por los siguientes elementos:
-las cajas de conexión, el cableado, las protecciones y tomas de tierra.
-Los contadores tanto en venta de consumo.
-El centro e transformación que es los puntos de conexión con la red.
Las instalaciones conectadas a al red constaran de las siguientes protecciones:
1. Interruptor general manual
2.Interruptor automático diferencial.
3. Interruptor magnetotérmico tetrapolar
4. Interruptor magnetotérmico para cada inversor.
5. Interruptor automático de interconexión controlador por software
6.Protectores de sobretensiones.
7. Fusibles
8.Puesta a tierra del marco de los módulos de la estructura soporte y resto de masas metálicas.
9. Aislamiento clase II
10.Configuración flotante del campo del generador
3. Diseño y calculo de instalaciones fotovoltaicas conectadas a red
Como requisito precio para el diseño y dimensionado de sistemas fotovoltaicos conectado a red es necesario hacer un análisis de viabilidad y económico.
Si se decide hacer la instalación para realiza el dimensionado deben tener en cuenta criterio diferentes si la instalación va a ser del tipo central solar o si se va a encontrar integrada en el edificio.
Sea cual sea el tipo de instalación se necesita disponer de la superficie precisa para la colocación de los panales que proporcionen la potencia pico demandad, su orientación e inclinación establecerán la generación energética
3.1 Diseño de un huerto solar
Las consideraciones que se debe tener en cuenta a la hora de realizar un proyecto de este tipo son:
*Elección de la ubicación de la instalación:
Deberá ser un lugar libre de sombras y con fácil acceso a la red eléctrica
-Es conveniente que el lugar donde se va a ubicar la instalación tenga un fácil acceso para camiones y maquinas.
-Conviene que la zona donde se va a ubicar el huerto solar tenga un alto índice de irradiación solar puesto que la producción eléctrica será diferente a la proporcional a la radiación recibida.
Calculo de la potencia del generador fotovoltaico
Para determinar la potencia pico que debe suministrar el generador fotovoltaico debemos conocer:
-La potencia que se requiere inyectar a la red eléctrica
-El valor de la radiación solar.
-La estimación de las pérdidas que pueden existir en la instalación.
Elección de los paneles solares para configuración del generador fotovoltaico
Para elegir los paneles fotovoltaicos una vez que tienes la potencia estimada tenemos que elegir los paneles adecuados para ellos debemos considerar:
-Tensión necesaria APRA que el inversor proporcione energía correcta a la red
-Potencia total que debe entregar el generador.
Es conveniente elegir materia de gran calidad para su mejor funcionamiento, vida útil….etc.
Determinación del inversor
Los inversores se caracterizan por su curva de rendimiento en función de la potencia de operación. Los inversores de conexión a red operan e ¡n busca del punto de máxima potencia del generador fotovoltaico
Se requieren la realización de un dimensionado en el que se valore el tamaño relativo de la potencia nominal de inversor respecto a la potencia nominal del generador.
Es aconsejable que la potencia del inversor sea entre un 70 % y un 90 % de la potencia nominal del generador fotovoltaico.
4. Interacción de la instalación con la red eléctrica.
4.1 Análisis de posibles perturbación y calidad de suministro.
En al interacción del sistema fotovoltaico con al red eléctrica es preciso que el sistema no trastorne las condiciones de seguridad de la red, al igual que debe inyectase energía siguiendo algunos requerimientos de calidad. Deberemos tener las siguientes consideraciones:
-La energía infectada a al red eléctrica por el sistema fotovoltaico deber cumplir las siguientes características:
-Distorsión armónica total de la onda de corriente inferior al 5% para un THD de la onda de tensión inferior al 2%
-Inyección con un factor de potencia unidad o minimizado de la energía reactiva. No inyección de corriente continúa a la red eléctrica.
-En cuanto a niveles de armónicos y compatibilidad electromagnética, todos los elementos de la instalación deberán cumplir con al reglamentación vigente de forma que los certificados que así lo acrediten abra de incluirse en la documentación a presentar cuando se hace la solicitud de conexión a red.
4.2 Medidas de los consumos eléctricos
A continuación los siguientes puntos que se debe considerarse:
La medida de los consumos de la instalación fotovoltaica se realizara con equipos propios e independientes que servirán de base para su facturación.
El contador de salida tendrá capacidad de medir en ambos sentido y su defecto se conectara entre el contador de salda y el interruptor general un contador de entrada.
-Todos los elementos integrados del equipo de medida tanto los de entrada como los de salida de energía serán precintado por al empresa distribuidora. El instalador autorizado solamente podrá abrir los precintos con el consentimiento escrito de la empresa suministradora.
-Los puestos de los contadores deberán señalizar de forma indeleble de manera que la asignación a cada titular de la instalación quede patente sin lugar o confusión. Además se indicar para cada titular de la instalación si se trata de un contador de entrada de energía procedente de la empresa distribuidora o de un contador de salida de energía de la instalación fotovoltaica.
5. Seguridad y protecciones en al instalación
Para la parte de corriente continua de la instalación:
1. La estructura del generador y todas las partes metálicas de la instalación están obligadas a tener una buena toma de tierra de acuerdo co la normativa vigente.
2. La configuración eléctrica del generador fotovoltaico podrá ser flotante: así ninguno de los polos ni el positivo ni el negativo estará conectado a al tierra de la instalación.
3. Es aconsejable la utilización de descargadores de sobreintensidades o varistores situados entre los terminales positivo y negativo y tierra.
Para la parte de corriente alterna las protecciones de seguridad pueden estar incorporadas en el inverso son las siguientes:
1. El sistema se tendría que desconecta si la tensión o frecuencia de la tensión de la res esta fuera los siguiente tantos de operación:
*Máxima y minima tensión (1,1 y 0,85 de la tensión nominal respectivamente)
*Máxima y minima frecuencia (51 y 49 Hz, respectivamente)
2.El sistema ha de disponer de una preelección contra a operación de modo isla.
-Modo isla: Consiste en que el sistema Fv ni debe continuar generando energía mientras este desconectado la sección de la red de distribución en baja tensión donde este conectado.
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