Hugo rojas sistemas de energía hibridos solar diesel de alta confiabilidad para una red dorsal...

Preparado por: Hugo Rojas Espinoza

IMPLEMENTACION DE SISTEMAS DE ENERGÍA HIBRIDOS SOLAR DIESEL DE ALTA CONFIABILIDAD PARA UNA RED DORSAL DE

TELECOMUNICACIONES ENTRE YURIMAGUAS E IQUITOS

Hugo Rojas Espinoza / [email protected] Vergara Prado / [email protected] Lopez Giraldo/ [email protected]


Presentación

CIME Comercial S.A. es una empresa 100% Peruana con más de 30 años en elmercado (creada en 1991) , brindando soluciones globales e integrando tecnología.Enfocados en el Logro, con una Cultura determinada por valores. Estamoscomprometidos con el desarrollo de Clientes, Proveedores y Colaboradores.Integrando proyectos en los siguientes rubros:

� Energía (UPS, Rectificadores, GE� Energía Renovable (Solar, Eólica, Termal e Híbridos)� Aire Acondicionado� Telecomunicaciones� Data Centers� Seguridad Electrónica� Metal Mecánica

Contamos con una fábrica de estructuras, gabinetes, tableros , Shelters y todo lonecesario para su integración en proyectos a Nivel Nacional.


Representaciones


Principales Clientes


Antecedentes

Proyecto de Concesión


Antecedentes

En el mes de enero del 2013 Telefónica Móviles comunicó la aceptación de lascláusulas para la renovación de licencias de concesión por 18 años y 10 meses.Dichas cláusulas comprometen a nuestra empresa en el desarrollo de lascomunicaciones en nuestro país en un periodo de 4 años.

Objetivos

Cláusula I: Plan de cobertura del servicio de telefonía móvil

Cláusula II: Desarrollo de red de transporte (microondas) Rioja – Moyobamba –Yurimaguas – Iquitos

Cláusula III : Tarifa social de telefonía móvil prepago

Cláusula IV: Acceso a internet sin costo a entidades beneficiarias en capitales deprovincia

Cláusula V: Obligación de acceso a internet sin costo endistritoscon mayor pobreza,fronterizos y capitales provinciales aisladas

Cláusula VI: Capacitación a cargo de Telefónica en materia de telecomunicaciones

Cláusula VII: Puesta a disposición de circuitos para la transmisión de señales devideo para Seguridad Nacional


Antecedentes

• Para la selección de los sitios el operador realizó estudios de campo a través de encuestas conlos pobladores de mayor edad en la búsqueda de zonas con menos probabilidad de inundarse.

• Para la ubicación de las estaciones se han buscado las “RESTINGAS”, términoque usan lospobladores para indicar las zonas que nunca se ALAGAN y que en algunos casos son zonasque no tienen mucha extensión (entre 100 a 500 metros de ancho y en algunos casos algunoskilómetros de largo), son en estos lugares (RESTINGAS) donde normalmente los antiguospobladores han ubicado los cementerios y es así que varias de las estaciones están ubicadascerca a estos lugares.

• Otra factor para la selección de sitios es que el acceso puede ser factible. Es por ello que enmuchos de los sitios se encuentran caminatas de 20minutos a 2 horas en el caso mayordificultad.


Diagrama Final de la Red


Sistemas de Energía Híbridos

Ejemplos de Sistemas Aislados con Diferentes Configuraciones de fuentes de Generación


REGULADOR

EOLICO

BANCO DE BATERIASRECTIFICADORGE AC

AERO

SOLARREGULADOR

FOTOVOLTAICO

EQUIPOS

AC INVERSOR

Sistema Energía Hibrido en Serie


BANCO DE BATERIASCARGADOR

RECTIFICADOR

GE AC

EQUIPOS

AC INVERSOR

Sistema Energía Tipo Conmutado


BANCO DE BATERIASINVERSOR

CARGADOR

GE AC

EQUIPOS

AC

CONTROL DE

SINCRONISMO

Sistema Energia Tipo Paralelo


BANCO DE BATERIAS

INVERSOR

CARGADOR

BIDIRECCIONAL

GE ACEQUIPOS

AC

Sistema Energía Combinado

AC RED


CONTROLADOR

DESCARGAREGULADOR

EOLICO

Sistema Energía – Eólico / Solar / Diesel

BANCO DE BATERIAS

RECTIFICADOR

GE AC

AERO

SOLARREGULADOR

FOTOVOLTAICOEQUIPOS DC

EQUIPOS AC

INVERSOR


FRENO

MANUAL

CONTROLADOR

DESCARGA

REGULADOR

EOLICO

Sistema Energia – Eolico / Solar / Diesel

PDU

48VDC -

LOAD

Gabinete de Energía

BANCO DE BATERIAS

SOLAR ESTACIONARIO

ALARMAS (4)

BANCO DE BATERIAS

SOLAR ESTACIONARIO

Gabinete Baterías 1 Gabinete Baterías 2

SOLAR

CAJA PAC

REGULADOR

FOTOVOLTAICORECTIFICADOR

GE AC AERO


Confiabilidad

Diseño del Sistema de Energía


Consideraciones para el diseño

• Sistemas redundantes donde sea posible.

• Determinación de Tiempos de parada por componente

– MTBF: tiempo medio entre fallas – Cambio

– MTTR: tiempo medio para reparar – Reinicio

• Disponibilidad es la fracción de tiempo en que cualquier componente se encuentraoperacional, y está definido por la siguiente relación:

• La disponibilidad de un subsistema o sistema puede ser calculada desde lasdisponibilidades de sus componentes.

• La confiabilidad A de un sistema redundante, donde un componente debe ser operacional para que el sistema sea operacional, está dado por:

• A (sistema) = 1 -ππππ (1 - Ai) ,donde Ai es la disponibilidad del i-esimo componente.

MTTRMTBFMTBFA +=

∏= )A(A i)sistema(


Disponibilidad en Sistemas de Telecomunicaciones

Este es el tiempo máximo que la red no pueda estar disponible – fuera de servicio -aceptado por el operador.

Lo indicado no es un estándar escrito pero en red de telecomunicaciones la práctica es muy difundida y el servicio es monitoreado desde un centro de control de la red.


Ejemplos

• Si un nodo tiene 10 componentes, cada uno con una confiabilidad de 0.99, ¿Cuál es la disponibilidad completa del nodo?

• A (nodo) = (0.99)10 ~ 0.9 = 90%

• Si un sistema tiene 10 nodos, cada uno con disponibilidad de 90%, ¿Cuál es la disponibilidad del sistema?

• A (sistema)= (0.9)10 ~ 0.348 ~ 34,8%

• Así, la disponibilidad de los nodos de transporte debería ser muy alta (alrededor de 0.99999) y la disponibilidad de los componentes en un nodo debe ser al menos del orden de 0.999999 de confiabilidad.


Confiabilidad en sistemas redundantes

• Un sistema redundante es un sistema el cual tiene dos o más componentesdeque cumplen la misma función.

• La redundancia permite distribuir el riesgo.

• La redundancia permite que un sistema sea failsoft (Degradación aceptable).

• El mantenimiento de un sistema redundante puede resultar caro si se tiene unaalta tasa de fallas.

• Si el sistema está compuesto de dos nodos (uno respaldo del otro), cada uno delos cuales tiene una disponibilidad de 0.99, la confiabilidad del sistema es:

– A (sistema)= 1 - (1-0.99)2 = 0.9999

• Un sistema redundante de dos nodos tiene una disponibilidad muy alta,comparado con un sistema con un sólo nodo con la misma disponibilidad.


Resultados del diseño

• Sistema híbrido 80% Solar - 20% Diesel

• 10 Sistemas de Energía de 26kWp de arreglo solar como promedio (Varía por estación), Generador Diesel de 30kW, Planta de Rectificador de 600Amp.

• Se tiene previsto que el Generador Diesel encenderá cada 10 a 12 días por 8 horas.

• Sistema de Arranque redundante.

• Diseño considera 4 etapas de crecimiento.

• Análisis de Sombra y su impacto.

• Máximo cuatro visitas de recarga de combustible.

• Sistema de gestión y monitoreo con respaldo de alarmas en el sistema de radio.


Sistema de Puesta a Tierra


Proceso de Implementación

Ejecución de trabajos del Proyecto Iquitos / Yurimaguas


Acarreos en zona…


Diseño para sitios InundablesZonas Alagadas


Construcción sobre PilotesSitios Inundables


Zonas Inundables


Fotos RepresentativasSistemas de Energía Red de Microondas Iquitos Yurimaguas


Vista del Interior del Shelter de Energía y Telecom


San Roque


Nueva Fortuna


Castilla


Vistas de Planta – 120 metrosEstación de Nueva Fortuna


Shelter de Telecom/Energía y Shelter de GE


Vistas ExterioresPaneles Solares – Torre - Shelters


Implementación Vista de Planta

52 metrosEstación Saramuro


Sistema de Seguridad


Impacto del Entorno

Pérdidas de Generación por Sombras


San Regis


Saramuro


Estación con Sombras y Sin Sombras

La suma de los Ah generados por los 3 primeros arreglos reflejan el déficit de generación por sombra más del 30% de pérdida frente a Saramuro (Sin sombra).


Procesos de carga – Primer Arreglo

No se superan los 160 minutos de absorción diarios.No hay etapa de flotación debido a la sombra.

Completa los 180 minutos diarios de absorción y mantiene procesos de flotación.


Sistemas de BalizajeTorres de 120 iluminadas de acuerdo a normativa ICAO


Ubicación de las luces de Balizaje


Sistema de Energía y Control de balizaje


Vista de Luces Instaladas – Norma ICAO

Luz de balizaje Tipo L-864 de Media intensidad en el Tope de la Torre

Luces de balizaje Tipo L-810 de Baja intensidad en dos niveles de la torre


Luces de balizaje en operación


Impacto de la Temperatura

Sistema de Ventilación Forzada


Reportes Diarios

Comportamiento del voltaje de los sistemas


CIME COMERCIAL S.A.

Av. Industrial 132 – ATE, Lima - PerúTelf.: 51-1-3260601 / 2027070 /Fax.: 51-1-3264879

[email protected]

Gracias.

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