Ponencia Krannich Solar Curso Barcelona
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krannichsolar Planificación y dimensionado de instalaciones
fotovoltaicas
Arturo Andrés Perales
Resp. Dpto técnico
Actualización Marzo 2012
2
08:45h-09:30h: Presentación de Krannich Solar. Sr. Arturo Andrés, responsable del departamento técnico de Krannich Solar.
09:30h-10:20h : Instalaciones solares fotovoltaicas. Planteamiento y comparación de módulos. Sr. Arturo Andrés, responsable del departamento técnico de Krannich Solar.
10:20h-10:30h: Ruegos y preguntas.
10:30h-11:30h : Inversores trifásicos TL3. Montaje. Kaco Calc. Pro. - Sr. Marcus Schlichtmann y Sr. Juan Espinoza, Kaco, fabricante de inversores fotovoltaicos con sede en Alemania.
11:30h-11:45h: Ruegos y preguntas.
11:45h-12:05h: Coffee break.
12:05h-12:35h : Soluciones de montaje para tejados. - Sr. Miguel Giménez, responsable del departamento de Sistemas de montaje de Krannich Solar.
12:35h-12:45h : Ruegos y preguntas.
12:45h-13:45h: Tecnología de inversores SolarMax. - Sr. Pedro Fernández, SolarMax, fabricante de inversores fotovoltaicos con sede en Suiza.
13:45h-14:00h: Ruegos y preguntas.
14:00h-14:50h: Instalaciones solares fotovoltaicas. Ejecución, Operación y Mantenimiento. - Sr. Arturo Andrés, responsable del departamento técnico de Krannich Solar.
14:50h-15:00h: Ruegos y preguntas.
2
Agenda
3
1. Tipos de instalación fotovoltaica2. Diseño de la instalación 3. Selección de los módulos fotovoltaicos4. Selección del inversor5. Dimensionado de cables. Problema sobre tensión AC6. Protecciones contra sobre tensiones y fusibles7. Conectores8. Puesta a tierra9. Elección del lugar de los inversores10. Sistemas de comunicación
Planificación y dimensionado
3
Índice
4
Conexión a red
Instalación aislada (con baterias)
Instalación para autoconsumo o balance neto (sin baterías)
4
Tipos de instalación fotovoltaica
5
66
Efecto de orientación e
inclinación sobre la
producción
(Ej: PVGis)
Diseño de la instalación
O
SE
Norte
EsteOeste
Sur
Insolación anual en %
Ángulo de inclinación
Ejemplo
Ejemplo: 30°/ 45°suroeste /95 %
77
PV Gis
Diseño de la instalación
8
¿Cuántos kwp caben en una cubierta?
A) Aproximadamente en una cubierta plana
son 1800m2 por cada 100kwn
B) Cálculos
d = h/ tan (61°– latitud)
C) Usando un software:
Por ejemplo: Sketchup (gratuito)
8
Diseño de la instalación
99
Ejemplo 1
Diseño de la instalación
1010
Ejemplo 2
Diseño de la instalación
1111
Ejemplo 3
Diseño de la instalación
1212
Ejemplo 4
Diseño de la instalación
1313
Selección de los módulos fotovoltaicos
• Decisión del tipo de módulo (monocristalino, policristalino o capa fina)
• Cálculo del número de módulos en función del tamaño de la instalación deseado y el tejado disponible
• Determinación de la tensión de módulos en el rango esperado de temperaturas de servicio (-10°C hasta 70°C)
• Coste competitivo -> Apuesta de Krannich Solar por compañias “Full vertically-integrated manufacturing”
1414
Selección de los módulos fotovoltaicos
1515
Comparativa de rendimiento
Policristalino
Capa fina
Selección de los módulos fotovoltaicos
1616
Fábricas completamente
integradas
Selección de los módulos fotovoltaicos
1717
Selección de los módulos fotovoltaicos
18
Posición financiera sólida
Líder mundial en la industria FV
La empresa solar más integrada del mundo
Comprometidos con la innovación tecnológica
Orígen Noruego
Enfocados en la Calidad
18
Selección de los módulos fotovoltaicos
19
Tolerancia de la potencia pico: 0/+5 W(0/+2%)
225 W, 230 W, 235 W, 240 W, 245 W y 250 W
63 Meses de garantía limitada
Excelente rendimiento
Oficina en Vilardecans (Barcelona)
19
Destacado
Selección de los módulos fotovoltaicos
20
Diseño eficiente de células
- La tecnología de tres barras colectoras incrementa la eficiencia de los módulos.
- Diseño del lingote optimizado que reduce el sombreado en la superficie de la célula y aumenta la cantidad de luz solar recogida, con lo que se obtiene más electricidad.
Diseño eficiente del cristal
- Cristal de 3,2 mm- Un proceso exclusivo de tratamiento del
cristal que aumenta la producción de energía un 2%.
20
Selección de los módulos fotovoltaicos
21
Selección de los módulos fotovoltaicos
Diseño eficiente de células
22
Selección de los módulos fotovoltaicos
Diseño eficiente del cristal
23
Selección de los módulos fotovoltaicos
24
Fabricante líder mundial de módulos fotovoltaicos
Ingresos de $2.900 millones (2011)
20.200 empleados (Marzo 2011)
Capacidad fabricación anual de 2.4 GW
Cell Capacity: 2,4 GW
Wafer Capacity: 1,2 GW
Oficinas centrales • Wuxi (China) sede global y para APMEA• Schaffhausen (Suiza) para Europa • San Francisco (Estados Unidos) para
América
24
Selección de los módulos fotovoltaicos
25
Fabriación a gran escala para reducir el BOS
Monocristalino y Policristalino
Modelos STP190S-24/Ad+, STP250S-20/Wd, STP230-20/Wd y STP280-24/Vd
Clasificación por corriente
Los módulos Suntech sólo tienen tolerancia de potencia positiva de 0 /+ 5%
Excelente rendimiento a baja radiación
25
Selección de los módulos fotovoltaicos
26
Clasificación por corriente : Suntech por ejemplo clasifica sus módulos en 3 categorias de amperaje (I1, I2 ,I3) para maximizar la potencia de salida del string .
Los resultados de los test de strings optimizados por clasificación por corriente muestran un 2% más de potencia frente a strings con módulos sin clasificar.
26
Selección de los módulos fotovoltaicos
2727
Tolerancia positiva de 0 /+ 5%
Selección de los módulos fotovoltaicos
28
Garantia de producto y potencia de salida:
• 10 años de garantía al producto • Basado en la Potencia Nominal
28
Selección de los módulos fotovoltaicos
29
Selección de los módulos fotovoltaicos
3030
Linea de producto
Selección de los módulos fotovoltaicos
3131
Verticalmente integrada
Selección de los módulos fotovoltaicos
3232
Gran crecimiento
Selección de los módulos fotovoltaicos
3333
Garantía
Selección de los módulos fotovoltaicos
3434
Selección del inversor
• Selección del inversor en función de la potencia de la instalación, las tensiones de módulos y la intensidad admisible de entrada
• Tener en cuenta la garantía y el servicio postventa del fabricante del inversor
• Selección del concepto de inversor y la conexión de módulos de acuerdo con el rango de MPP del inversor
3535
Eficiencia europea
Selección del inversor
36
Siempre que un generador fotovoltaico sea irradiado de manera irregular, deberá dividirse en strings separados, por ejemplo, en el caso de que el techo tenga varias inclinaciones o de que determinados módulos reciban sombra. Esta división evita pérdidas de rendimiento considerables, ya que cada uno de los generadores parciales tiene un MPP diferente. Un inversor multi- string o con varios MPPs hace funcionar por separado, mediante un seguidor MPP propio, los strings de los módulos fotovoltaicos que reciben la misma radiación, garantizando así el máximo rendimiento energético.
36
Inversores con varios MPP
Selección del inversor
3737
Sobredimensionado
Selección del inversor
38
Un cortocircuito puede desviar la corriente del módulo y cargar el módulo fotovoltaico con una llamada corriente inversa, que puede doblar varias veces la corriente máxima normal (cortocircuito) de estemódulo.
Algunos inversores ya llevan fusibles electrónicos integrados, como por ejemplo: SUNNY TRIPOWER de SMA 8000TL/10000TL/12000TL/15000TL/17000TL o los Los Sunny Mini Central 9000TL / 10000TL / 11000TL
38
Fusibles string integrados
Selección del inversor
39
El trabajo con una instalación eléctrica requiere su separación de la fuente de energía. El seccionador CC esta diseñado para que el inversor pueda ser desconectado bajo carga de forma segura, es obligatorio en la mayoría de los países. Este dispositivo, equipado en los inversores de pequeñas potencias, evita trabajos de instalación adicionales y no influye en el rendimiento de la instalación fotovoltaica.
39
Seguridad seccionador CC
Selección del inversor
40
Dimensionado de cables
1% x 1200 h x 5kW * 0,41 euros/kWh x 25 años ≈ 600 euros en los primeros 25 años
Calculando de forma similar, para la instalación de
100kW, el 1% de pérdidas resulta ser,
aproximadamente, 12.000 euros en 25 años.
41
Debemos medir la impedancia de red paraconocer cuantos kw máximo podemos inyectarpor fase.
Ejemplo:
Potencia inyectada por fase en dependencia dela impedancia de red con UCAmax = 253 V
La tensión de red sin inyección es de 230 V
La impedancia de red en el punto de conexiónes de 0,7 ohmios
Criterio de desconexión con UCAmax = 253 V
41
Cálculo cable AC
42
La potencia resultante en el eje X es de aprox. 8,3 kW por fase. Para poder instalar más potencia por fase, sin que haya desconexiones por sobretensión de CA, deberá mejorar las condiciones de conexión del inversor, por ejemplo con:
• cables de mayor sección,• cables más cortos,• modificación de los criterios de desconexión del inversor.
42
Cálculo cable AC
43
PAS
F1
CGP
Efecto sobre tensiones
Protecciones
44
Velocidad deactuación
Capacidad dederivación
varistorvaristordiododiodo d.gasd.gas d.arcod.arco
Protecciones
45
10/350 10/350 µµs (IEC 61312s (IEC 61312--1)1)
8/20 8/20 µµs (IEC 60060s (IEC 60060--1)1)
810 20 t
µs
i%
100
50
0
0 100 200 300 350
Tipo 1
Tipos 2 y 3
Ensayo identificación Tipo de protección
Protecciones
46
DESCARGADOR DE SOBRETENSIONES LADO DCUoc < 1000 Vdc
•Esquema y conexionado eléctrico
• Tres módulos enchufables en una únicabase común
•Indicador de estado remoto
Protecciones
47
n CK
IK
ungeerdetesGestell
P
PE
N=
~
uPlus
uMinus
n CKgeerdetesGestell
P
PE
N=
~
uPlus
uMinus IE
Puesta a tierra
La estructura del generador se debe conectar a tierra
48
Ubicación inversores
Montar en una superficie sólida y no inflamable
>Temperatura ambiente entre –25°C y +60°C >Un espacio libre de entre 300 mm y 500 mm alrededor del inversor garantiza una ventilación optima .
Si es necesario usar una ventilación forzada en el recinto donde estan los inversores
>Tener en cuenta que el inversor puede alcanzar temperaturas de hasta 85ºC.
>Tener en cuenta los posibles ángulos para poder hacer la instalación. Ver manual.
49
Conectores
• H&S
– Suntech (Serie A)
• MC4 o compatible
– Rec
– Suntech(Resto)
– Luxor
– Bosch
– Jinko
– Samsung
– Mayoria de inversores
• MC3 (Obsoleto)
• Tyco
• Sunclix
– Inversores SMA
50
51
Conectores
El nuevo sistema de conexión CC para inversores SMA
» Cómodo y rápido gracias a la conexión sin herramientas.» Universal para conductores flexibles y rígidos desde 2.5a 6 mm²
» Alta conductividad de 40 A para 4 mm² – hasta 85°C detemperatura ambiente
» Seguro al disponer de enclavamiento con conexiones tipo
click
» Cómoda inspección visual de las conexiones delconductor – ajuste fácil en cualquier momento.
»Fácil de desenclavar con un destornillador estandar –incluso si los conectores están muy juntos.
» Coste ajustado gracias al conector de campo incluido en
la entrega.
» Proyección de futuro pues cumple todos los
requerimientos de los nuevos estándar de conexión FV
52
Sistemas de comunicación básicos
Geo SOLO PV
Son dispositivos que sirven para
monitorizar a través de un display los
datos de generación en Kwh. El Geo
SOLO PV además permite volcar los
datos a un portal manualmente.
Hasta 12 equipos
53
Sistemas de comunicación y control
Consulta remota
Transmisión automática de datos al portal y a un
servidor propio
Almacenamiento de datos a largo plazo en una
tarjeta de memoria
Integración sencilla de célula de radiación y
temperatura vía RS485
Actualización automática del firmware
Manejo sencillo, unicamente necesario Software de
navegación Web.
Sunny Webbox SMA
Kaco Prolog
Maxweb Solarmax
Solarlog
54
Sistema de monitorización: Solarlog
55
1. Solar-Log
2. Solar-Log™ WEB
3. Monitorización de grandes plantas
4. Conexión deinversores y sensores
5. Smart Metering
6. Presentación externa
55
Índice
5656
Ventajas y beneficios
Solarlog
57
Soporta 1 inversorEntrada RS485/422 (B) Conexión a inversor, Sensorbox o pantalla grande (inactiva si se utiliza la interfaz Bluetooth opcional)Interfaz de red EthernetConexión GPRS
Soporta hasta 10 inversores (1 fabricante)Entrada RS485/422 (B)Interfaz de red Ethernet Entrada/Salida de impulso S0-In/Out para la conexión a un contador de corriente o para la conexión a una pantalla grande externaDisplay alfanumerico 2 lineas6 Botones de mando
Soporta hasta 100 inversores (2 fabricantes)Entrada RS485 (A) y RS485/422 (B)Interfaz de red EthernetConexión GPRS Entrada/Salida de impulso S0-In/OutAlarmaPuerto USBEntrada PowerManagement (opcional)Amplia pantalla tactil con visualización graficas
Solar-Log 200
Solar-Log 500
Solar-Log 1000
57
Solarlog
5858
Compatibles con Solarlog
Solarlog
http://www.solar-log.com/en/products-solutions/sola r-log-1000.html
59
Solar-Log™ Easy InstallationBusqueda automática de inversoresConexión rápida a internet, a través de DHCPFácil de acceder a través de la red local http://solar-logCuando el LED 2 permanece encendido el registro se ha realizado con éxito
Solar-Log™ WiFi (wireless LAN)
Solar-Log200/1000 GPRS
Monitorización de la planta
59
Destacado
Solarlog
6060
Monitorización de la planta
Solarlog
61
Comparación de stringEstas variaciones pueden ser enviadas por email
Estado del inversor Registro de estado o códigos de error
Mensajes de alarma y de rendimiento
Degradación del módulo
61
Destacado
Solarlog
62
Exportacion de los datosTarjeta SD, USB ó .CSV
Actualizaciones
Tamaño de la memoriaCon registros cada 5 minutos la memoria puede almacenar hasta unperiodo de 30 años
62
Destacado
Solarlog
6363
ConexionesSolarlog 1000
Solarlog
6464
Resumen
Solarlog
65
Pensado para clientes finales, se pueden ver gráficos, beneficios, producción, etc.. Es gratis hasta 30 kWp.http://home.solarlog-web.es/register.html
•Con Commercial Edition, el instalador puede ofrecer el paquete completo, con la vigilancia, mantenimiento y reparación de la planta. Esto permite que el instalador pueda responder rápidamente a los mensajes de error y ahorrar tiempo, esfuerzo y costes. Los cambios en la configuración de Solar-Log ™ se puede hacer cómodamente desde su silla en la oficina. El dueño de la planta siempre tiene acceso a plantas y rendimiento de datos.
65
Classic II Edition
Commercial Edition
Solar-Log™WEB
6666
Commercial Edition
Solar-Log™WEB
6767
Solar-Log1000 PM+
Monitorización de grandes plantas
68
Cable RS485, RS422 y Canbus
Paquete RS485 Wireless
68
Accesorios
Conexión de inversor y sensores
69
Solar-Log™ BT (Bluetooth)
Máxima distancia en linea recta 50m
Sensor de irradiación y temperatura
Medida de referencia de la irradiación solar
Medida de la temperatura del modulo
Anemometro para medida velocidad viento (opcional)
Sensor de temperatura ambiente (opcional)
Compatible con SMA Sensorbox/Wind Sensor
69
Accesorios
Conexión de inversor y sensores
7070
Optimización del autoconsumo
Smart Metering
71
Solarlog 1000 soporta hasta 4 enchufes IP
Posibilidad de automatizar ON/OFF
71
Smart Metering
7272
Solar-Log™ APP
Presentación externa
73
32“ (81 cm) a 47“ (119 cm)Diseñado para uso interior y disponible
para operación continua.These devices deliver daylight-compatible,
non-reflective presentationÁngulo de visión hasta 178°.Included features:
Solarfox-Display con control por PC y remoto, tilting wall bracketSoftware Solarfox con administración online via explorador webFunción videoUMTS/WLAN soporte USB
73
Solarfox® SF-200
Presentación externa
74
Sistemas de comunicación Alternativa al display: Flashview
75
Gracias por su atención!