Presentación de PowerPoint - Feria Exposolarinversor de tensión, de corriente y bidireccional λ...
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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
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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
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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
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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
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SISTEMA DE PROTECCIONES:
Sistema de Protecciones en Corriente Alterna
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SISTEMA DE PROTECCIONES:
Sistema de Protecciones en Corriente Alterna
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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
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