ANTEPROYECTO DE INSTALACION HIBRIDA EOLICA/FOTOVOLTAICA CIUDAD DE PUERTO ESPERANZA - PURUS

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REDACTADO POR GRUPO HELICHE INSTALACIONES, S.L. [email protected] (+34 722325869) (+34 607 971 037) ANTEPROYECTO DE INSTALACION HIBRIDA EOLICA/FOTOVOLTAICA CIUDAD DE PUERTO ESPERANZA -PURUS REGION UCAYALI (PERU) REALIZADO POR: GRUPO HELICHE INSTALACIONES, S.L. ENCARGADO POR: Richard Barja Ñaupari PROVINCIA DE PURUS REGION UCAYALI

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ANTEPROYECTO DE INSTALACION HIBRIDA EOLICA/FOTOVOLTAICA CIUDAD DE PUERTO ESPERANZA - PURÚS Uno de los proyectos bandera del MIRCU - PURÚS, para generar ENERGÍA ELÉCTRICA las 24 horas en Puerto Esperanza, Purús, con generación de energía en el lugar de consumo y con 0 emisión de CO2, un proyecto que se ajusta a la generación de energía eléctrica sostenible que implantara en Purús, donde se encuentra la RESERVA NACIONAL DE ÁREAS PROTEGIDAS NATURALES MAS GRANDE DEL PERÚ, CON INFINIDAD DE BIODIVERSIDAD.

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  • 1. REDACTADO POR GRUPO HELICHE INSTALACIONES, S.L. [email protected] (+34 722325869) (+34 607 971 037) ANTEPROYECTO DE INSTALACION HIBRIDA EOLICA/FOTOVOLTAICA CIUDAD DE PUERTO ESPERANZA -PURUS REGION UCAYALI (PERU) REALIZADO POR: GRUPO HELICHE INSTALACIONES, S.L. ENCARGADO POR: Richard Barja aupari PROVINCIA DE PURUS REGION UCAYALI

2. REDACTADO POR GRUPO HELICHE INSTALACIONES, S.L. [email protected] (+34 722325869) (+34 607 971 037) Antecedentes y Objeto del Ante-Proyecto El objeto de este anteproyecto es el estudio de la viabilidad de una planta solar fotovoltaica hibrida (SOLAR-EOLICA) aislada de 750Kw en Puerto Esperanza ,Purus ,regin de Ucayali (Per). La finalidad de esta instalacin es la incorporacin a la red de Puerto Esperanza toda la energa elctrica producida mediante la conexin del generador fotovoltaico/ elico a la red con la ayuda de varios transformadores MEMORIA DESCRIPTIVA Peticionario, promotor y titular de la instalacin Este anteproyecto se realiza por la empresa GRUPO HELICHE INSTALACIONES S.L. con CIF B91606806 y direccion en la Calle Escultor Gabriel Cuadrado N 10 de Villanueva del Ariscal (Sevilla), Espaa. Se realiza bajo el encargo de D. Richard Barja aupari, Secretario General del MIRCU -PURUS, Direccion: jr: San Martin s/n Puerto Esperanza, Purs, Ucayali, Per. El cual se considerar el peticionario ante el gobierno de Per y ser posteriormente el promotor y titular de la misma. VISIN Y OBJETIVOS La visin de Grupo Heliche es ser reconocido como un referente internacional en el desarrollo y comercializacin de soluciones innovadoras y de mxima calidad en energas renovables en el lugar de consumo. De forma especfica los objetivos de Grupo Heliche son: Proporcionar al mercado productos de generacin de energa en el lugar de consumo. Aprovechar las fuentes inagotables de energa existentes y reducir la dependencia de fuentes de energa fsil. Brindar soluciones energticas eficientes. Generar y almacenar energa en zonas aisladas y urbanas. Reducir el coste operativo para las pymes y comunidades. Proteger al consumidor ante la volatilidad del precio de la energa. Reducir la emisin de CO en el planeta. Permitir una rpida amortizacin de la inversin. Transmitir fiabilidad, garanta, eficiencia y capacidad tcnica. Situacin y emplazamiento de la instalacin El emplazamiento definitivo de las instalaciones, se encuentra por definir, pero a tenor de las conversaciones mantenidas con el Promotor y estudiando las diferentes zonas con una radiacin (DNI) superior a 5 hay disponibles diferentes asentamientos para este tipo de instalaciones, en principio es las siguiente localidad Puerto Esperanza ,Purus ,regin de Ucayali (Per). 3. REDACTADO POR GRUPO HELICHE INSTALACIONES, S.L. [email protected] (+34 722325869) (+34 607 971 037) 1. INTRODUCCIN 2. DESCRIPCIN DEL PROYECTO 2.1 OBJETIVOS 2.2 SITUACIN 2.3 ALTERNATIVAS Y ELECCIN 2.4 CARACTERSTICAS 3. HERRAMIENTA DE CLCULO 3.1 ENERGIA NECESARIA 3.1.1 Datos a introducir 3.1.2 Clculo del consumo 3.2 DATOS NECESARIOS 3.2.1 Especificaciones del mdulo 3.2.2 Especificaciones del lugar 3.2.3 Radiaciones del lugar 3.2 DISEO DE LA INSTALACIN 4. DETERMINACIN DE LA ENERGA NECESARIA 5. DIMENSIONAMIENTO DE LA INSTALACIN FOTOVOLTAICA 5.1 MDULO FOTOVOLTAICO 5.1.1 Tipos 5.1.2 Eleccin del mdulo 5.1.3 Modelo elegido 5.1.4 Dimensionamiento 5.1.5 Nmero de mdulos ESTUDIO DE UNA INSTALACIN MIXTA, FOTOVOLTAICA Y ELICA, 5.1.6 Conexionado 5.2 BATERA 5.2.1 Tipos 5.2.2 Clculo de la batera 5.2.3 Eleccin de la batera 5.2.4 Modelo elegido 5.2.5 Nmero de bateras 5.2.6 Conexionado 5.3 REGULADOR 5.3.1 Tipos 5.3.2 Clculo del regulador de carga 5.3.3 Eleccin del regulador 4. REDACTADO POR GRUPO HELICHE INSTALACIONES, S.L. [email protected] (+34 722325869) (+34 607 971 037) 5.3.4 Modelo elegido 5.3.5 Nmero de reguladores 5.3.6 Conexionado 5.4 INVERSOR 5.4.1 Tipos 5.4.2 Eleccin del inversor 5.4.3 Modelo elegido 6. ESTUDIO ELICO 6.1 AEROGENERADOR 6.1.2 Caractersticas 6.1.3 Clculos 7. MANTENIMIENTO 7.1 MDULO FOTOVOLTAICO 7.2 BATERIAS 7.3 REGULADOR 7.4 INVERSOR 7.5 RECOMENDACIONES Y CONSEJOS 8. CONCLUSIONES. 9. BIBLIOGRAFA 1. INTRODUCCIN El sistema energtico actual basado en el uso de combustibles no es sostenible indefinidamente ya que las reservas son finitas y los efectos medioambientales del cambio climtico se hacen cada vez ms evidentes. Es por ese motivo, por lo que se estn desarrollando fuertemente los sistemas de produccin de energa abastecidos por fuentes renovables. Entre estas energas renovables cabe destacar la energa solar y elica. Una forma de aprovechamiento de la energa contenida en la radiacin, es el efecto fotovoltaico, mediante el cual se produce la energa elctrica a partir de la energa contenida en los fotones de la radiacin solar. Las principales ventajas de la energa fotovoltaica son: Medioambientales: Es una energa limpia ya que no emite gases y la energa utilizada en su fabricacin es generada por el propio panel. Autoabastecimiento energtico: El combustible no proviene de terceros pases, sino que proviene de una fuente de energa inagotable y es eliminado en el tiempo en comparacin con las reservas de combustibles fsiles. 5. REDACTADO POR GRUPO HELICHE INSTALACIONES, S.L. [email protected] (+34 722325869) (+34 607 971 037) Supone el uso de una energa elctrica con los parmetros ms valorados en el nuevo modelo energtico: sostenible, limpia, renovable y distribuida. Los principales inconvenientes son: Slo se produce energa cuando hay luz solar. Por lo tanto, se necesita un sistema de seguridad para almacenar la electricidad para su uso en los das nublados o durante la noche. El impacto visual de los parques solares, que suelen ocupar grandes superficies de captacin. . Otra forma de aprovechamiento es la energa obtenida del viento, es decir, la energa cintica generada por efecto de las corrientes de aire, y que es transformada en otras formas tiles para las actividades humanas. Las principales ventajas de la energa elica son: Medioambientales: La energa elica no contamina, es inagotable y frena el agotamiento de combustibles fsiles. Autoabastecimiento energtico: Al igual que la energa solar fotovoltaica, no proviene de terceros pases, sino que proviene de una fuente de energa inagotable, como es el viento. La energa elica se suele usar principalmente en sitios apartados, donde no es posible la conexin a la red elctrica o en sitios donde la conexin a la red elctrica no existe y tienen estaciones del ao donde predomina vientos fuertes. 2. DESCRIPCIN DEL PROYECTO 2.1 OBJETIVOS El objetivo de este proyecto es el estudio de una instalacin mixta (hibrida), por medio de mdulos fotovoltaicos y aerogeneradores, de una Planta situada prxima a Puerto Esperanza, en la provincia de Puru, en la comunidad de Ucayali. Dicha planta, esta en una zona donde no dispone de red elctrica y por lo tanto la instalacin ser aislada. Se estudiar una instalacin mixta para cubrir las necesidades de todo el ao, teniendo una especial consideracin en el consumo energtico de manera que la instalacin permita el suministro energtico pleno sin sobredimensionarla. Tambin determinaremos el tipo y el nmero de cada uno de los componentes de la instalacin, as como su eficacia. Para el dimensionamiento de la instalacin fotovoltaica se crear una herramienta de clculo en Excel que permite calcular el nmero y coste de paneles solares, inversores, bateras y reguladores de carga que necesita una instalacin aislada de red. Para esto bastar con insertar los datos de la zona donde se va a llevar a cabo la instalacin y los modelos elegidos de los componentes de la instalacin que nosotros seleccionaremos de las opciones existentes en el mercado. La herramienta dispondr de tres modelos para el clculo de la energa necesaria segn las caractersticas de la instalacin a disear. Estos modelos permitirn calcular el dimensionamiento con ocupacin completa, de manera que se pueda elegir el que ms se ajuste a las necesidades del proyecto a realizar. 2.2 SITUACIN La planta est situada prxima a la ciudad dePuerto Esperanza, en la provincia de Purus, en la comunidad de Ucayali. La Fig.1 muestra la vista area sealando dnde est situada la casa rural. 6. REDACTADO POR GRUPO HELICHE INSTALACIONES, S.L. [email protected] (+34 722325869) (+34 607 971 037) Viendo las caractersticas de nuestra instalacin, es decir, que no dispone de red elctrica y que se encuentra prximo al parque nacional de Altos de Puru con lo que debemos respetar el medio ambiente, hemos decidido realizar nuestro estudio en base a una instalacin mixta: Solar y Elica Especificaciones del lugar En esta tabla, introducimos el nombre del lugar elegido y las siguientes especificaciones del lugar, para que la hoja Excel pueda trabajar con esos datos. A continuacin se explicar los apartados de la tabla. Latitud del lugar (grados): Nos pide que introduzcamos en grados, la latitud donde se va a proceder la instalacin. Inclinacin ptima anual del lugar nos permite determinar el potencial de produccin fotovoltaica de cualquier zona . Radiaciones del lugar En esta tabla, podemos ver los meses del ao frente a los ngulos de inclinacin del mdulo. Una vez introducido los valores del apartado Especificaciones del lugar, la hoja de clculo mostrar los ngulos de inclinacin con los que conseguiramos mejores rendimientos. Estos ngulos se obtienen de la siguiente forma: Radiaciones del lugar. Dimensionado de la instalacin Nos calcula lo necesario para poder estudiar las posibles elecciones para nuestra instalacin, como veremos ms adelante. En este programa nos calcular lo referente al nmero de paneles, corriente que debe soportar el regulador y capacidad nominal de la batera 7. REDACTADO POR GRUPO HELICHE INSTALACIONES, S.L. [email protected] (+34 722325869) (+34 607 971 037) Nmero de paneles solares Primero el programa, nos muestra el nmero mnimo de paneles solares (celda roja) que debe tener la instalacin, que se obtiene al hacer el mnimo entre los valores, obtenidos en el apartado anterior Nmero de paneles solares para cada mes y ese valor, normalmente en decimal, el progrma redondea dicho valor para obtener el nmero total de paneles a instalar. Corriente del regulador Es la corriente que como mnimo tiene que soportar el regulador de carga. Para obtener dicho valor, el progrma utiliza la corriente de cortocircuito que nos proporciona el fabricante la cual hemos introducido Datos necesarios, en el apartado Especificaciones del mdulo y con el nmero de paneles obtenido en el anterior apartado nos muestra el resultado. La expresin en la que introduce los datos es la siguiente: Siendo estos los parmetros que el progrma sustituye en la expresin. Isc: La corriente unitaria del mdulo fotovoltaico en condiciones de cortocircuito. Dato introducido en la pestaa Datos necesarios en el apartado Especificaciones del mdulo. NP: El nmero de ramas en paralelo. Dato obtenido en la pestaa Fines de semana en el apartado anterior Nmero de paneles solares. 1.1: Margen de seguridad del 10% para evitar que el regulador trabaje al lmite de la corriente mxima que debe soportar el regulador. Capacidad nominal de la batera estacional Nos muestra la capacidad nominal que debera tener la batera para poder disponer de esta energa fuera de las horas de luz o durante periodos prolongados de mal tiempo, cuya misin es almacenar la energa producida por el generador y mantener constante el voltaje de la instalacin. Necesitamos generar una energa diaria Emd con nuestras bateras pero que podamos disponer de ella durante 7 das sin sol, sin permitir una descarga mayor del 70% y suponiendo un Factor de correcin de Temperatura (Fct = 1). Una vez sabida la energa en Wh de la batera, simplemente dividimos entre la tensin de la misma y ya tenemos la capacidad mnima que necesitamos para nuestro sistema de acumulacin en funcin de los das de autonoma Vistos todos los apartados del dimensionado de la instalacin, nos muestra el resultado de nuestra instalacin y esos datos nos sirven para enfocar nuestra instalacin a tener una mayor eficiencia. DISEO DE LA INSTALACIN En el ptogrma de clculo nos determina el diseo final de la instalacin que tendramos que llevar a cabo, para hacer un uso de la planta en esos periodos de tiempo, segn nos hara falta. Nos encontraremos varios apartados con diferentes ejemplos que calculan diferentes partes de la instalacin. A continuacin explicaremos el funcionamiento de cada apartado. Mdulo fotovoltaico Las especificaciones del mdulo elegido para llevar a cabo la instalacin nos da el total de la instalacin de mdulos fotovoltaicos. 8. REDACTADO POR GRUPO HELICHE INSTALACIONES, S.L. [email protected] (+34 722325869) (+34 607 971 037) Inversor hbrido En las siguientes especificaciones del Inversor hbrido elegido para llevar a cabo la instalacin. La palnta constara con 7 modulos de 100Kw cada uno Inversor hbrido modular monofsico (Para generacin solar, elica, bateras y red o grupo electrgeno) La serie GHI1 Compact ha sido diseado para dar suministro energtico a aquellas aplicaciones donde la red elctrica no llega o el coste de elctrico es un gran problema: Areas sin conexin a red Electrificacin rural Suministro de electricidad con grupo electrgeno La caracterstica ms importante del sistema GHI1 Compact es su capacidad para gestionar energa de diferentes recursos como Campo solar, Turbinas elicas, Bateras, Generador diesel y/o Red. Estos sistemas adems son capaces de integrar energa desde varias fuentes mientras las controla a travs de un nico sistema de gestin. La serie de inversores hbridos GHI1 Compact se basan en un concepto escalable y modular donde es muy sencillo ampliar la capacidad aumentando el tamao del campo solar, el nmero de turbinas elicas, la entrada de potencia AC y/o el nmero de bancadas de bateras. Dimensionamiento La colocacin de los mdulos fotovoltaicos es muy importante para la instalacin porque necesitamos sacarle el mayor rendimiento y aprovechar toda la radiacin solar que nos llega. Los factores ms importantes son la orientacin, la inclinacin y la radiacin de los mdulos fotovoltaicos. Orientacin: Mdulo Fotovoltaico Modelo del mdulo GHI PV 250 Potencia mxima 250 Wp Corriente cortocircuito 3,48 A Total de modulos 2600 und Silicio Puro monocristalino: Se componen de secciones de un nico cristal de silicio. Son los de mayor calidad, aunque en los ltimos aos han sido casi alcanzados por nuevas patentes de policristalinos. Su eficiencia es del 16-20%. mostramos el mdulo monocristalino. 9. REDACTADO POR GRUPO HELICHE INSTALACIONES, S.L. [email protected] (+34 722325869) (+34 607 971 037) La orientacin de los paneles solares es muy importante ya que interesa que los paneles capten la mayor cantidad de radiacin solar posible. Esta orientacin puede ser impuesta por el emplazamiento donde vamos a instalar los paneles, como es el caso de tejados con una cierta orientacin, o libre si la ubicacin lo permite, como extensiones de terreno llanas. La orientacin se define por el ngulo llamado azimut (), que es el ngulo que forma la proyeccin sobre el plano horizontal de la normal a la superficie del ESTUDIO DE UNA INSTALACIN MIXTA, FOTOVOLTAICA Y ELICA Inclinacin: Otro punto importante para el diseo de estas instalaciones fotovoltaicas, es la inclinacin que deben tener los mdulos para la captacin de la mayor cantidad de radiacin solar. La inclinacin de los mdulos solares se define mediante el ngulo de inclinacin , que es el ngulo que forma la superficie de los mdulos con el plano horizontal. Su valor es 0 para mdulos horizontales y 90 para mdulos verticales. La inclinacin optima, puede variar a lo largo de un ao, por lo tanto, para una instalacin de mdulos fijos (lo ms usual en instalaciones solares aisladas), se suele escoger un valor de inclinacin para la mxima potencia media recibida anualmente. En nuestra instalacin, para obtener la inclinacin a la que debern estar nuestros mdulos para obtener menores prdidas con un uso anual, por diferentes mtodos, podemos obtener diferentes ngulos. Primer mtodo: Se suele tender a escoger un valor aproximado a la latitud, para modulo y el meridiano del lugar. Los valores tpicos son 0 para los mdulos al sur, -90 para mdulos orientados al este y +90 para mdulos orientados al oeste. Para hallar la orientacin ptima de los paneles solares debe considerarse la ubicacin de los mismos. Como norma general, los mdulos fotovoltaicos deben orientarse al sur, ya que nos encontramos en el hemisferio norte. Por lo tanto, los paneles captaran la mayor cantidad de radiacin solar si se orientan al sur geogrfico, donde =0 Radiacin: La radiacin es la energa electromagntica emitida por los rayos del sol. Lo que debemos hacer es buscar los datos de radiacin solar global en Puerto Esperanza (PURU), localizacin de la Planta. Es la siguiente Radiaciones del lugar en diferentes meses del ao en H(Wh/m2/dia). Las horas de sol pico HPS(h), definido como las horas de luz solar por da equivalente, pero definidas en base a una irradiancia I(Kw/m) constante de 1 (Kw/m), a la cual est siempre medida la potencia de los paneles solares. La irradiancia H(Kwh./m) es igual al producto de la irradiancia de referencia I (kw/m) constante de 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) 10. REDACTADO POR GRUPO HELICHE INSTALACIONES, S.L. [email protected] (+34 722325869) (+34 607 971 037) Entonces, segn la ecuacin, los valores numricos de la tabla anterior son BATERA La energa elctrica producida por los mdulos puede seguir dos caminos: consumirse en el momento o acumularse. Para poder disponer de esta energa fuera de las horas de luz o durante periodos prolongados de mal tiempo, es necesario instalar acumuladores, cuya misin es almacenar la energa producida por el generador y mantener constante el voltaje de la instalacin. El sistema de acumulacin consiste en un juego de elementos REGULADOR Entre los mdulos fotovoltaicos y las bateras es necesario incluir un regulador de carga. Este es un dispositivo que se encarga de la proteccin de los acumuladores frente a sobrecargas y descargas profundas, ya que puede ocurrir que la potencia requerida por el usuario no sea proporcional a la energa acumulada en la batera o a la radiacin solar incidente sobre los mdulos fotovoltaicos sea insuficiente. Cuando las bateras estn cargadas, el regulador se encarga de cerrar el aporte de energa desde los paneles solares a la batera, para impedir la sobrecarga de las bateras y por consiguiente el acortamiento de su vida til. De igual forma, el regulador cierra el aporte de energa de las bateras al consumo cuando las bateras alcanzan su nivel de descarga, para impedir la sobredescarga de las bateras y por consiguiente el acortamiento de su vida til. Tipos En principio existen dos tipos de reguladores de carga: Reguladores PWM Un regulador PWM(Pulse Width Modulation) es un regulador sencillo que acta como un interruptor entre los mdulos fotovoltaicos y la batera. Conectados a un regulador PWM, los mdulos fotovoltaicos estn forzados a trabajar a la tensin de la batera (por ejemplo, en nuestro caso, cuando cargamos la batera a 48/64V, los mdulos tambin dan 48/64V), lo que resulta en prdidas de rendimiento respecto al punto de mxima potencia (MPP) de los mdulos. En cuanto llegamos a la fase de absorcin de la batera, el regulador empieza a cortar parte de la posible 11. REDACTADO POR GRUPO HELICHE INSTALACIONES, S.L. [email protected] (+34 722325869) (+34 607 971 037) produccin de los mdulos, modificando la anchura de los pulsos (es decir cortando muchas veces por segundo el contacto entre mdulos y batera), para que no se sobrecargue la batera Reguladores MPPT Un regulador MPPT lleva incorporado un seguidor del punto de mxima potencia (Maximum Power Point Tracking = MPPT) y un convertidor CC-CC (transformador de corriente continua de ms alta tensin a corriente continua de ms baja tensin - para la carga de la batera). El MPPT se encarga de trabajar en la entrada de los mdulos fotovoltaicos a la tensin que ms conviene (para sacar la mxima potencia o para limitar la potencia en fases de "absorcin" y"flotacin"). Clculo del regulador de carga Procedemos ahora al clculo del regulador. Para ello debemos calcular cual es la mxima corriente que debe soportar el regulador. Como hemos sealado, nuestra instalacin estar hecha para uso diario . En el progrma, una vez introducido los valores en la pestaaDatos necesarios en el aparatado Especificaciones del mdulo, nos dirigimos a la pestaa Das de diario+fines de semana, en el aparatado Dimensionado de la instalacin, nos muestra el resultado para nuestra instalacin. La corriente mnima que debe soportar el regulador es de Ir = XA. En el apartado Herramienta de clculo en lo referente a los reguladores, podemos ver como se ha realizado el clculo, con la explicacin de las expresiones utilizadas y los parmetros que las componen, para obtener la corriente que debe soportar el regulador para nuestra instalacin a disear. Conexionado Se agruparn los paneles con cada regulador, conectando todas las salidas al banco de bateras, es decir, se conectarn los reguladores en paralelo as mantendremos el voltaje fijo y se sumarn las corrientes de los reguladores. Para saber el nmero de mdulos solares que se conectarn a cada regulador, habr que realizar el cociente entre el nmero de mdulos solares que tiene nuestra instalacin y el nmero de reguladores que debemos instalar: ESTUDIO ELICO AEROGENERADOR Un aerogenerador es un generador elctrico movido por una turbina accionada por el viento. Estn formados normalmente por una , dos o tres palas aerodinmicamente diseadas para la captura de la mxima cantidad de viento posible, que al rotar convierten la energa cintica del viento en potencia mecnica que mueve un generador que produce energa elctrica de forma limpia y no contaminante. Una carcasa de proteccin es la que une el rotor, el generador y la cola, la cual es la encargada de alinear al rotor en la direccin en la que sopla al viento Caractersticas Los aerogeneradores tienen una serie de caractersticas. Las ms importantes son: Velocidad de arranque: Es la velocidad que tiene que alcanzar el viento para que las palas del aerogenerador comiencen a girar y este comience a producir energa. 12. REDACTADO POR GRUPO HELICHE INSTALACIONES, S.L. [email protected] (+34 722325869) (+34 607 971 037) Velocidad nominal: Es la velocidad del viento a la cual un aerogenerador genera su potencia nominal. Velocidad mxima: Es la mxima velocidad de viento que soporta el aerogenerador sin sufrir daos A velocidades comprendidas entre la velocidad de arranque y la velocidad nominal, el aerogenerador proporcionara una energa que ser, en general, proporcional al cuadrado de la velocidad del viento. Clculos Para realizar el clculo, usaremos datos de historial y programa de calculo,dicho estudio nos da el siguiente parmetro , Una vez vista la tabla anterior, calculamos la velocidad media del viento mensual que resulta ser de 2.52 m/s. Una vez vista la velocidad media del viento comprobamos que tal se comportaran los aerogeneradores existentes en el mercado con estos valores. TURBINAS ELICAS PENDULARES RANGO DE POTENCIA : 335kW Para Grupo Heliche, una turbina eolica es un "eslabon" entre dos medios de caracteristicas muy diferentes: de una parte, el viento cuyo comportamiento lo asemejamos al de un "potro salvaje", y por otro, la red que mas bien se parece a un "estanque de paz" (tension y frecuencia constantes) por tanto y 13. REDACTADO POR GRUPO HELICHE INSTALACIONES, S.L. [email protected] (+34 722325869) (+34 607 971 037) desde estos puntos de vista, una turbina eolica debe: capturar el maximo de energia posible;(la rafaga es pura energia) y amortiguar su efecto perturbador (pendulo, que acumula y restituye) para entregarla a la red en las mejores condiciones posibles. Por su diseo pendular, esta turbina, compensa, acumula y restituye las variaciones provocadas por las rafagas de viento, por disponer de tres sistemas mecanicos pasivos (rotor oscilante, tren de potencia pendular y gondola autotimonante) que atenuan asi los picos de potencia y cambios de direccion con ligeras cargas estructurales. Se trata de una turbina monopala a sotavento con par motor compensado, con rotor de paso y velocidad variables. Caractersticas principales SISTEMAS MECNICOS PASIVOS En todo diseo mecnico se tiende a buscar que las estructuras estn equilibradas, bien con respecto a sus apoyos o bien, si rotan, con respecto a su eje de rotacin. Esta turbina elica posee tres sistemas mecnicos pasivos que compensan y equilibran las sobrecargas estructurales y los picos de potencia producidos por los cambios de direccion y las rfagas de viento. El primero est formado por el rotor monopala oscilante, el segundo es el tren potencia pendular y el tercero es la gndola autotimonante. De este modo, cualquier perturbacin provocada por una rfaga de viento es absorbida: en primer trmino por el rotor oscilante y, a continuacin, transformada por el rotor en energia mecanica por el conjunto pendular, con la accin conjunta de ambas, ms la autotimonacin, consiguen que dichas perturbaciones afecten mnimamente a la estructura y a la calidad de la energa entregada. EQUILIBRIO DEL PAR MOTOR Las ligaduras entre componentes pueden ser rgidas o con ciertos grados de libertad. Ante una perturbacin, las primeras se tensionan, mientras que las segundas se acomodan cambiando su posicin. El resultado de situar las masas de ciertos componentes de la turbina (generador, disco de freno y multiplicador) en forma pendular, suspendidos de un rodamiento alineado con el eje del rotor que les permite girar hasta equilibrar en su desplazamiento al par motor del mismo, este es uno de los principios mecnicos basicos de nuestro diseo. Esta cualidad libera del citado esfuerzo al rodamiento de timonacion, gondola, columna, zapata y terreno. 14. REDACTADO POR GRUPO HELICHE INSTALACIONES, S.L. [email protected] (+34 722325869) (+34 607 971 037) ESTABILIDAD INERCIAL Todos los componentes que forman el tren de potencia tienen en s mismos y en su interior elementos que estn girando a diferentes velocidades y que acumulan energas cinticas de rotacin muy superiores a la del propio conjunto pendular que los alberga. Entendiendo como inercia la propiedad de un cuerpo a oponerse a cualquier cambio de posicin o de velocidad de rotacin o traslacin, diremos que cuando la suma de las inercias de las partes rotantes de los diversos elementos que forman el tren de potencia (ejes y engranajes, etc.) supere a la inercia del propio conjunto pendular, ser este ltimo el que reaccionar en mayor proporcion ante cualquier perturbacin del par motor, por ser el elemento de menor inercia. Con todo ello conseguimos que, ante una perturbacin, las masas rotantes se vean muy poco afectadas estando entre ellas el eje del generador, lo que afectar a la estabilidad del deslizamiento. TRANSPORTABILIDAD Los modelos de turbinas de hasta 335 kW son transportables en contenedores "open top" de 40'. Beneficios Como consecuencia de sus peculiaridades mecnicas y de la electrnica de potencia que incorporan, la electricidad vertida por los aerogeneradores Grupo Heliche tiene unas caractersticas muy estables y cumple con todos los requerimientos establecidos. En particular compensan la energa reactiva y soportan los huecos de tensin que se generan en las redes elctricas, de acuerdo con la normativa ms exigente. Al suministrar una energa de alta calidad, con menos cargas estructurales estas turbinas pueden conectarse, en zonas con redes dbiles y/o aisladas, y/o en paralelo con otras fuentes de energa, as como usarse en el repowering de parques elicos aprovechando las infraestructuras existentes que al estar menos sobrecargadas nos permiten aumentar la altura de columna y el rea barrida para la misma potencia, proporcionando mayor nmero de horas equivalentes. 15. REDACTADO POR GRUPO HELICHE INSTALACIONES, S.L. [email protected] (+34 722325869) (+34 607 971 037) MANTENIMIENTO Las instalaciones solares fotovoltaicas, en su conjunto, son fciles de mantener. Sin embargo, una instalacin que no tenga el mantenimiento adecuado fcilmente tendr problemas en un plazo ms o menos corto. Hay tareas de mantenimiento que de no llevarse a cabo conducirn simplemente a una reduccin del rendimiento de la instalacin, pero la omisin de otras podran provocar el deterioro de algunos de los elementos o el acortamiento de su vida til. MDULO FOTOVOLTAICO El mantenimiento bsico del panel solar fotovoltaico comprende las acciones siguientes: Limpiar sistemticamente la cubierta frontal de vidrio del panel solar fotovoltaico (se recomienda que el tiempo entre una limpieza y otra se realice teniendo en cuenta el nivel de suciedad ambiental). La limpieza debe efectuarse con agua y un pao suave; de ser necesario, emplee detergente neutro. Verifique que no haya terminales flojos ni rotos, que las conexiones estn bien apretadas y que los conductores se hallen en buenas condiciones. Podar sistemticamente los rboles que puedan provocar sombra en el panel solar fotovoltaico. No poner objetos cercanos que puedan dar sombra, como los tanques de agua y las antenas. BATERA La batera de acumulacin es el elemento de los sistemas solares fotovoltaicos de pequea potencia que representa mayor peligro para cualquier persona necesitada de manipularla (aunque sea para un mantenimiento bsico), tanto por sus caractersticas elctricas como por las qumicas. Por tanto, antes de reflejar las reglas de mantenimiento bsico se exponen los riesgos fundamentales que pueden ocurrir, as como algunas recomendaciones y consideraciones que deben tenerse en cuenta para evitar accidentes. Riesgos del electrlito El electrlito utilizado en las bateras de acumulacin de plomo-cido (comnmente usadas en estos sistemas) es cido diluido, el cual puede causar irritacin e incluso quemaduras al contacto con la piel y los ojos. Si por alguna razn el electrlito hace contacto con los ojos se deben enjuagar inmediatamente con abundante agua durante un minuto, manteniendo los ojos abiertos. Si el contacto es con la piel, lave inmediatamente con abundante agua la zona afectada. En ambos casos, despus de esta primera accin neutralizadora, solicite rpidamente atencin mdica. Riesgos elctricos La batera de acumulacin puede presentar riesgos de cortocircuitos. Se recomienda al manipularlas observar las siguientes reglas: Quitarse relojes, anillos, cadenas u otros objetos metlicos de adorno personal que pudieran entrar en contacto accidentalmente con los bornes de la batera de acumulacin. Usar herramientas con mangos aislados elctricamente. 16. REDACTADO POR GRUPO HELICHE INSTALACIONES, S.L. [email protected] (+34 722325869) (+34 607 971 037) Riesgos de incendio Las bateras de acumulacin presentan riesgos de explosin y por consiguiente de incendio, debido a que generan gas hidrgeno. Se recomienda lo siguiente: Proporcionar una buena ventilacin en el lugar de ubicacin de la batera de acumulacin para evitar acumulacin de gases explosivos. Mantener el rea de la batera de acumulacin fuera del alcance de llamas, chispas y cualquier otra fuente que pueda provocar incendio. No provocar chispas poniendo en cortocircuito la batera para comprobar su estado de carga, pues tambin puede provocar explosin. Mantenimiento bsico de la batera Verificar que el local de ubicacin de las bateras de acumulacin est bien ventilado y que las bateras se encuentren protegidas de los rayos solares. Mantener el nivel de electrlito en los lmites adecuados (adicionar solamente agua destilada cuando sea necesario para reponer las prdidas ocasionadas durante el gaseo). Se recomienda, en la prctica, que siempre el electrlito cubra totalmente las placas, entre 10 y 12 mm por encima del borde superior. En caso de que la caja exterior de la batera de acumulacin sea transparente y posea lmites de nivel del electrlito, este se situar entre los lmites mximo y mnimo marcados por el fabricante. Limpiar la cubierta superior de la batera y proteger los bornes de conexin con grasa antioxidante para evitar la sulfatacin. Verificar que los bornes de conexin estn bien apretados. Verificar que el uso de las bateras sea el adecuado y que su estructura de soporte est segura y en buen estado. CONCLUSIONES El proyecto ha cumplido los objetivos deseados. Se ha realizado el estudio de la instalacin mixta llegando a la conclusin de que la instalacin es viable. La instalacin Hibrida se ha realizado de manera que cubran la demanda en los meses menos favorables, (la baja radiacin solar en estos exige un mayor nmero de paneles solares y 2 areogeneradores ) y las bateras son capaces de soportar los meses de mayor radiacion solar, Con 17. REDACTADO POR GRUPO HELICHE INSTALACIONES, S.L. [email protected] (+34 722325869) (+34 607 971 037) esto en consideracin hemos elegido los paneles solares, el regulador, inversor hibridot aerogenerador pendular La inversin en energas renovables genera puestos de trabajo. La oferta de mano de obra calificada debe responder a esta necesidad. Anlisis del entorno general Factores econmicos: situacin de la energa solar fotovoltaica Para garantizar el suministro de energa a largo plazo es necesario la bsqueda de energas alternativas, asimismo cabe mencionar que los pases han ido evolucionando conjuntamente con la necesidad de energa. Siendo ste, uno de los hechos que ha influido en que sea la energa, una de las formas ms destacadas de mantener un crecimiento econmico sostenible. Se ha de tener presente que cada vez existe una mayor escasez del petrleo en el mercado mundial, por lo que algunos pases ya comienzan a quedarse sin petrleo y las olas para adquirir los suministros de este recurso son ahora organizadas por el precio A nivel internacional, los mercados energticos estn en el centro de atencin de Gobiernos y ciudadanos, fundamentalmente debido al crecimiento de los precios e implicaciones del cambio climtico. Sin embargo, no se han registrado problemas de abastecimiento, la oferta ha sido suficiente para cubrir la creciente demanda mundial tanto de petrleo como de otras fuentes energticas. El carbn sigue siendo la energa primaria de mayor crecimiento de demanda en el mundo en los ltimos aos, lo que unido al aumento sostenido de otras energas fsiles, sigue haciendo aumentar las emisiones globales relativas al cambio climtico, a pesar de las polticas orientadas a limitarlas. No obstante, se observa un generalizado crecimiento en el mundo del uso de energas renovables. PLAN DE ORGANIZACIN En este punto se van analizar los aspectos relativos en cuanto a la estructura organizativa como a la planificacin de los recursos humanos. En lo que respecta a la estructura organizativa, se detallarn que tareas se llevarn a cabo y las personas que sern asignadas, incidiendo en que personas ocuparn los puestos de trabajo y las actividades concretas en funcin de las necesidades de la empresa y la aptitud, habilidad y actitud del personal contratado. 18. REDACTADO POR GRUPO HELICHE INSTALACIONES, S.L. [email protected] (+34 722325869) (+34 607 971 037) En cuanto a la planificacin de los Recursos humanos, se analizar cuantas personas son necesarias y que caractersticas han de cumplir, adems de la forma de seleccin del personal, la formacin y la poltica retributiva. Seguridad y Salud El Contratista est obligado a cumplir las condiciones que en esta materia fueran de pertinente aplicacin. Asimismo, deber proveer cuanto fuese preciso para el mantenimiento de las mquinas, herramientas, materiales y tiles de trabajo en debidas condiciones de seguridad. Mientras los operarios trabajen en circuitos o equipos en tensin o en su proximidad, usarn ropa sin accesorios metlicos y evitarn el uso innecesario de objetos de metal; los metros, reglas, mangos de aceitera, tiles limpiadores, etc., que se utilicen no deben ser de material conductor. Se llevarn las herramientas o equipos en bolsas y se utilizar calzado aislante o al menos sin herrajes ni clavos en suelas. El personal de la Contrata viene obligado a usar todos los dispositivos y medios de proteccin personal, herramientas y prendas de seguridad exigidos para eliminar o reducir los riesgos profesionales tales como casco, gafas, banqueta aislante, etc., pudiendo el Director de Obra suspender los trabajos, si estima que el personal de la contrata est expuesto a peligros que son corregibles. El Director de Obra podr exigir del Contratista, ordenndolo por escrito, el cese en la obra de cualquier empleado u obrero que, por imprudencia temeraria, fuera capaz de producir accidentes que hicieran peligrar la integridad fsica del propio trabajador o de sus compaeros. El Director de Obra podr exigir del contratista en cualquier momento, antes o despus de la iniciacin de los trabajos, que presente los documentos acreditativos de haber formalizado los regmenes de Seguridad Social de todo tipo (afiliacin, accidente, enfermedad, etc.) en la forma legalmente establecida. Seguridad pblica 19. REDACTADO POR GRUPO HELICHE INSTALACIONES, S.L. [email protected] (+34 722325869) (+34 607 971 037) El contratista deber tomar todas las precauciones mximas en todas las operaciones y usos de equipos para proteger a las personas, animales y cosas de los peligros procedentes del trabajo, siendo de su cuenta las responsabilidades que por tales accidentes se ocasionen. El Contratista mantendr pliza de Seguros que proteja suficientemente a l y a sus empleados u obreros frente a las responsabilidades por daos, responsabilidad civil, etc., que en uno y otro pudieran incurrir para el Contratista o para terceros, como consecuencia de la ejecucin de los trabajos. 20. REDACTADO POR GRUPO HELICHE INSTALACIONES, S.L. [email protected] (+34 722325869) (+34 607 971 037) OTRO PRODUCTO INTERESANTES PARA LA PROVINCIA ES: TORRE ENERGTICA Las torres energticas modulares polifuncionales permiten captar energa solar y/o elica, dependiendo de las posibilidades de aprovechamiento que presente cada entorno. Constan de una estructura modular en forma de torre con plantas practicables sobre las que se montan un banco de bateras para almacenaje de energa, un depsito de agua e incluso un grupo electrgeno. Los generadores solares y elicos se montan sobre las extensiones articuladas de la parte superior Caractersticas Principales Produccin de energa elctrica de forma constante Precio de la energa estable al no depender de las variaciones del precio de los combustibles Reduccin de las emisiones de CO: Posible va de financiacin Instalacin segura y libre de vandalismo Solucin energtica fcil y a largo plazo Gran modularidad y variadas opciones extra Extensiones articuladas para fcil mantenimiento Aplicaciones Electrificacin rural Zonas aisladas de baja potencia Bombeo pozos Desalacin Equipo frigorfico / trmico