SABADO 17 DE

NOVIEMBRE DE 2018

ING. FRANCISCO LÓPEZ CELYCOORDINADOR DE

PROYECTOS

ING. FELIPE GUZMANINGENIERO DE PROYECTOS

COL ENERGY S.A.S.

CRITERIOS DE DISEÑO Y BUENAS PRÁCTICAS DE INSTALACIÓN

EJEMPLOS DE APLICACIÓN

AGENDA

λ Parámetros de diseños sistemafotovoltaicos: Sistemas ON GRID,Sistemas OFF GRID y sistemasHIBRIDOS.

λ Dispositivos de almacenamiento:tipos de tecnología, datos técnicos.

λ Equipos de conversión de energía:inversor de tensión, de corriente ybidireccional

λ Diagramas unifilares: Simbología yorden de conexión.

λ Sistema de protecciones: Lado DC ylado AC.

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PARAMETROS DE DISEÑO SISTEMA ON GRID

Área disponible

4

CRITERIOS DE DISEÑO Y BUENAS PRÁCTICAS DE INSTALACIÓN DE SISTEMAS "ON - GRID"

Determinación de la planta a instalar – estudio de consumo

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PARAMETROS DE DISEÑO SISTEMA ON GRID

PRESUPUESTO

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PARAMETROS DE DISEÑO SISTEMA ON GRID

Principales componentes

1) Campo de módulos

2) Caja de conexión PV

3) Inversor para la red

4) Contador de alimentación/ consumo

5) Conexión a la red

6) Consumidores

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PARAMETROS DE DISEÑO SISTEMA OFF GRID

Área disponible

8

CRITERIOS DE DISEÑO Y BUENAS PRÁCTICAS DE INSTALACIÓN DE SISTEMAS "ON - GRID"

Determinación de la planta a instalar – estudio de consumo

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PARAMETROS DE DISEÑO SISTEMA OFF GRID

PRESUPUESTO

10

PARAMETROS DE DISEÑO SISTEMA OFF GRID

Principales componentes

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TIPOS DE ALMACENAMIENTO

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Baterías

Libres de mantenimiento

AGM(Plomo Ácido)

Sujetas a mantenimiento

Baterías

Tensión nominal: 2[V], 6[V] o 12[V]

Tensión de diseño:12[V], 24[V], 48[V] o 96[V]

Tecnología:Plomo ácido ó Gel

OPzS(Gel)

VL3.000 ciclos

VL bloc2.500 ciclos

OPzV(Gel)

VR L3.000 ciclos

VR L bloc2.500 ciclos

VR M2.500 ciclos

Carga eléctrica asociada:48[Ah], ... , 4.700[Ah]

TIPO DE ALMECENAMIENTO

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Baterías

π La capacidad de las baterías está indicada en:

Ω Amperios-hora [A*h]Ejemplo: Si se tienen una batería de 100[Ah], se puede suministrar:

1 amperio durante100 horas10 amperios durante 10 horas

Ω Valor C: C100, C48, C24, entre otros.

Indica la capacidad de una batería durante una intensidad de descarga.

Ejemplo: Si se tienen una batería de 100[Ah], se puede suministrar:C100: 1 amperio durante 100 horasC20 : 5 amperios durante 20 horas

CRITERIOS DE DISEÑO Y BUENAS PRÁCTICAS DE INSTALACIÓN DE SISTEMAS "OFF - GRID"

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TIPOS DE ALMACENAMIENTO

5 = No. De placas positivasOPzV = Tipo de batería250 = Capacidad NominalC10= Capacidad durante la descarga con10 horas de corriente (I10) sobre untiempo de descarga de 10 horas (t10)267 = Capacidad actual C10

Identificación del producto

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TIPOS DE ALMACENAMIENTO

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TIPOS DE ALMACENAMIENTO

Tiempos de descarga

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BateríasN

úm

ero

de

cic

los

[n

]

Profundidad de descarga [%]

TIPO DE ALMACENAMIENTO

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Baterías

π Requerimientos de ventilación

Cap

ac

ida

d [

%C

10]

Tiempo de almacenamiento [meses]

CRITERIOS DE DISEÑO Y BUENAS PRÁCTICAS DE INSTALACIÓN DE SISTEMAS "OFF - GRID"

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TIPOS DE INVERSORES

- Inversores de corriente

- Inversores de tensión

- Inversores bidireccionales

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TIPOS DE INVERSORES ON GRID

Inversores de corriente tipo String:

-Flexibilidad en el diseño de plantas

-Parámetros eléctricos

-Instalación: bajo peso y dimensiones compactas

-Grado de protección

-La eficiencia

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TIPOS DE INVERSORES ON GRID

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Basic version

-S2 version

-S2F version

-S2X version

Productos ABB

TIPOS DE INVERSORES ON GRID

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Parte DC, inversor trifásicos, ABB, 27,6[kW]

Topología

TIPOS DE INVERSORES ON GRID

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1) Competitividad en precios

2) Integración en sistemas de comunicación externos

3) Campo fotovoltaico orientado uniformemente.

4) Diseñados para gestión de red

5) Todos los paneles del campo fotovoltaico tienen las mismas especificaciones técnicas

6) Manteniemiento

Inversores Centralizado

TIPOS DE INVERSORES ON GRID

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Principales componentes de una planta solar fotovoltaica

Sub estación Secundaria

Inversor Central

Sub estación Primaria

Campo Fotovoltaico

Inversores Centralizado

TIPOS DE INVERSORES ON GRID

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TIPOS DE INVERSORES OFF GRID

π TiposΩ Onda PuraΩ Onda Modificada

π ParámetrosΩ Tensión a la entrada: 12[V], 24[V], 48[V] o 96[V]Ω Tensión a la salida: 115[V] ó 230[V]Ω Potencia de la cargaΩ Frecuencia

π Algunas referencias

230[VAC]

Ω 12[VDC] :800[W], 2.000[W]Ω 24[VDC] :300[W], 2.000[W]Ω 48[VDC] :500[W], 7.000[W]

115[V]

Ω 12[VDC] : 200[W]Ω 24[VDC] : 1.000[W]Ω 48[VDC] : 5.500[W]

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Inversores

Datos técnicos requeridos para la elección de un inversor DC adecuado

Datos del módulo UMPP

USTC

IMPP

ISC

Datos del inversor Ámbito de la tensión de entrada MPPTensión máximaTensión del encendido, corriente de entrada máximaNúmero de localizadores MPP

TIPOS DE INVERSORES OFF GRID

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Inversores

Datos técnicos requeridos para la elección de un inversor AC adecuado

Alimentación monofásica/ trifásica

Corriente máxima

Carga desequilibrada de la red permitida

TIPOS DE INVERSORES OFF GRID

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Paso 1) Información BaseTabla de consumo

π Tensión de salida

π Demanda de Energía

π Potencia de la carga

π Autonomía

π Brillo Solar

: 24[VDC]

: 612[Wh/día]

: 51[W]

: 1[día]

: 4[h]. Promedio Multianual – IDEAM – 2005

EJERCICIO DE DIMENSIONAMIENTO SISTEMAS "OFF - GRID"

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Potencial de Generación

Mapa de irradiancia – Fuente: IDEAM 2005 Mapa de Brillo Solar – Fuente: IDEAM 2005

EJERCICIO DE DIMENSIONAMIENTO SISTEMAS "OFF - GRID"

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Paso 2) Determinar la carga eléctrica necesaria para dimensionar la batería

Como la demanda de energía es de 612 [W*h/día] y la tensión del banco debaterías es de 24[V] (debido a la tensión de salida de la luminaria):

612[W*h/día] / 24[V] = 25,5[A*h/día]

Con el fin de contrarrestar pérdidas se aumenta un 15% la carga eléctrica requerida(margen de seguridad):

29,33 [A*h/día]

Para proporcionarle autonomía y no permitir la descarga profunda, la carga eléctricade la batería debe ser igual o superior a (factor 3: descarga al 50% y un día deautonomía):

88 [A*h]

EJERCICIO DE DIMENSIONAMIENTO SISTEMAS "OFF - GRID"

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Paso 2) Determinar la carga eléctrica necesaria para dimensionar la batería

Por tanto se deben conectar en serie dos (2) baterías de 12[V] y cada una debe

tener una carga eléctrica mayor a 88[Ah].

Por último, es necesario definir la profundidad de descarga de las baterías, lo

cual se obtiene multiplicando los días de autonomía por el número de horas de

uso de mayor duración. Para este caso:

88 [Ah] = (51[A*V] / 24[V] ) * tn - - - - > tn = 41 y por tanto C48

Por costos, “el cliente elige” la tecnología AGM (ofrecen 1.500 ciclos al 50%,

libre de mantenimiento). Así, al remitirse a la hoja de datos se encuentra:

Sun power VR M 12V 90 – C48 - - - > 89[Ah]

EJERCICIO DE DIMENSIONAMIENTO SISTEMAS "OFF - GRID"

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Paso 3) Definir el número de paneles fotovoltaicos

Tomando el brillo solar del sitio de montaje se obtiene:

29,33[A*h/día] / 4[h/día] = 7.3 [A]

Teniendo en cuenta las característica eléctricas de diferentes potencias pico depaneles de 24[V] (de 275[Wp] – 340[Wp]), el resultado más eficiente yconservador, para este caso, se obtiene con el panel de 310[Wp]. Esto es:

7,3 [A] / 8,35[A/panel] = 0,88 [paneles]

Por tanto se utilizará 1 panel de 310[Wp].

EJERCICIO DE DIMENSIONAMIENTO SISTEMAS "OFF - GRID"

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Diagrama Unifilar sistema “off-grid”

CRITERIOS DE DISEÑO Y BUENAS PRÁCTICAS DE INSTALACIÓN DE SISTEMAS "ON - GRID"

AGENDA

λ Tipos de sistemas: funcionamiento,aplicaciones, ventajas, nuevasoportunidades y modelo de negocio

λ Criterios de diseño y buenas prácticasde instalación: topología, datostécnicos

λ Ejemplo de aplicación

λ Ejercicio de dimensionamiento

SISTEMAS DE PROTECCIONES

SISTEMA DE PROTECCIONES EN CORRIENTE DIRECTA

SISTEMA DE PROTECCIONES EN CORRIENTE ALTERNA

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SISTEMA DE PROTECCIONES:

Sistema de Protecciones en Corriente Directa

φ Fusible por cadena

φ Seccionador

φ Supresor de transientes

Clasificación General

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SISTEMA DE PROTECCIONES:

Sistema de Protecciones en Corriente Directa

Seccionador en DC

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SISTEMA DE PROTECCIONES:

Sistema de Protecciones en Corriente Directa

Fusibles por cadena

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SISTEMA DE PROTECCIONES:

Sistema de Protecciones en Corriente Directa

Elección del dispositivo protector

1. Tensión de funcionamiento nominal (Ue): determinado por la aplicación

2. Corriente ininterrumpida nominal (Iu): corriente que el equipo puedeconducir durante un tiempo indefinido

3. Intensidad Nominal (In): valor de corriente que caracteriza la unidad dedisparo de protección

4. Capacidad definitiva nominal de corte de cortocircuito (Icu): valor decorriente de cortocircuito máximo que el interruptor automático puedecortar dos veces.

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SISTEMA DE PROTECCIONES:

Sistema de Protecciones en Corriente Directa

Sobre tensiones

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SISTEMA DE PROTECCIONES:

Sistema de Protecciones en Corriente Directa

Interruptores comerciales de acuerdo con el nivel de tensión

Serie S202Ue = 125V

Ue – Tensión nominal

Serie S280 UCUe = 440V

Serie S800S UCUe = 250V

Serie S800 PVUe = 800V – 1.500V

Serie TmaxUe = 250V

Serie Tmax PVUe = 1.000V

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SISTEMA DE PROTECCIONES:

Sistema de Protecciones en Corriente Directa

Interruptores comerciales de acuerdo con el nivel de tensión

Conexiones de un interruptor automático termomagnético tripolar entre la carga y la fuente de alimentación

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SISTEMA DE PROTECCIONES:

Sistema de Protecciones en Corriente Alterna

Clasificación general Protecciones en AC

φ Interruptor termomagnético

φ Interruptor diferencial

φ Supresor de transientes

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SISTEMA DE PROTECCIONES:

Sistema de Protecciones en Corriente Alterna

Sobre tensiones

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SISTEMA DE PROTECCIONES:

Sistema de Protecciones en Corriente Alterna

Sobre tensiones

Pasos de selección

1) Selecciones la tensión de servicio:

480V – 277V – 240V – 120V

2) Selecciones la capacidad de reacción

160kA – 320kA

3) Ir a la tabla de productos

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SISTEMA DE PROTECCIONES:

Sistema de Protecciones en Corriente Alterna

48

SISTEMA DE PROTECCIONES:

Sistema de Protecciones en Corriente Alterna

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SISTEMA DE PROTECCIONES:

Sistema de Protecciones en Corriente Alterna

50

SISTEMA DE PROTECCIONES:

Sistema de Protecciones en Corriente Alterna

Corriente residual

51

SISTEMA DE PROTECCIONES:

Sistema de Protecciones en Corriente Alterna

Corriente residual

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SISTEMA DE PROTECCIONES:

Sistema de Protecciones en Corriente Alterna

Corriente residual

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SISTEMA DE PROTECCIONES:

Sistema de Protecciones en Corriente Alterna

Corriente residual

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SISTEMA DE PROTECCIONES:

Sistema de Protecciones en Corriente Alterna

Seccionador AC