7/23/2019 SFV Conectado a La Red

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SISTEMAS FOTOVOLTAICOS CONECTADOS A LA RED

I. Introduccin

Los sistemas fotovoltaicos conectados a la

red elctrica pueden ser de pequeo tamao

(instalacin en vivienda individual) o

centrales de gran tamao (instalacin en

agrupacin, instalacin fija en el suelo, etc.).

Las instalaciones solares fotovoltaicas de

conexin a red tienen la particularidad de

trabajar en intercambio con la red elctrica

local. En prctica, durante las horas de luz el

usuario consume la energa solar producida por su propia instalacin, mientras que cuando

no hay luz o sta no es suficiente, o si el usuario requiere ms energa elctrica de la que lainstalacin est en grado de proveer, ser la red elctrica que garantizar el abastecimiento

de la energa elctrica necesaria.

Por otro lado, si ocurre que la instalacin solar

produce ms energa que aquella requerida

por el usuario, esa energa solar puede ser

cedida a la red. En este caso se habla de

transferencia del "excedente" a la red

elctrica local.

Las instalaciones fotovoltaicas integradas en

los edificios y conectadas a la red elctrica

representan por consiguiente una fuente

integral, ya que proveen una contribucin, de

entidad diversa segn la dimensin de la

instalacin, al balance elctrico global del

edificio.

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II. Configuracin

Un sistema conectado a red, tiene una configuracin ms o menos similar a la de los

sistemas autnomos. Las dos grandes diferencias entre ellos se refieren a la ausencia de

bateras pues la red elctrica convencional se utiliza como respaldo y la otra es que

invariablemente requieren de un inversor de corriente que les permite inyectar electricidada la red. Este tipo de sistemas puede intercambiar energa elctrica con la red cuando la

generacin excede las necesidades de energa del usuario y tomar energa de la red cuando

la demanda es mayor a la energa generada por el arreglo fotovoltaico.

Pero existen otros sistemas llamados SFV con Back-Up as como se aprecia en la siguientefigura:

Pero estos sistemas solo se utilizan para instalaciones en viviendas individuales.

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III.

Caractersticas

Funcionan sincronizados con las redes de distribucin.

Sistemas On Grid no funcionan en caso de cada de la red.

Inversin segura, ms de 25 aos de vida til para los mdulos y 10 aos para inversor.

IV.

Alternativas de Facturacin:

Existen dos conceptos de facturacin bsica y un tercero a discrecin de la compaa

elctrica. Los primeros dos son basados en el costo evitado y en la medicin neta

respectivamente, el tercero es un contrato de compra y venta de energa.

a.

Costo Evitado

El concepto del costo evitado es mandatario por el Public Utility Regulatory Policies

Act(PURPA) de 1978 que establece que toda compaa elctrica en Estados Unidos

tiene la obligacin de comprar la energa producida por una facilidad cualificada en

por lo menos el costo evitado de produccin de esa compaa elctrica. El costo

evitado es el costo que la compaa elctrica no incurrir en suplir la energa

desplazada por el generador cualificado. En el caso de Puerto Rico es la misma

compaa elctrica, la que establece el costo evitado de su generacin a diferencia

de otras jurisdicciones en Estados Unidos donde una agencia externa determina

estos costos. El costo evitado provisto por la compaa elctrica puede ser visto en

una analoga como el costo del mayorista y el del consumidor como el costo

detallado. Para el ao 1983 la Autoridad de Energa Elctrica estableci un

Reglamento titulado Rates and Conditions of Service for Cogenerators and Small

Electric Power Producers. En respuesta a los requerimientos de PURPA y luego

derog el mismo a finales de los aos noventa.

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Gda(a,): valor medio anual de la irradiacin diaria sobre superficie orientada con acimut

a he inclinacin (Kwh.m-2.da-1).

PGFV: potencia del g.f.v. en c.e. (Kwp).

PR: rendimiento del sistema o performance ratio (adimensional).

5.2Mdulos Fotovoltaicos a emplear (modelos):

Existen varios fabricantes en el mercado, de modo que cada uno de ellos ofrece varios

modelos.

El modelo de modulo se caracteriza en c.e. de medida por:

PM: potencia del mdulo (Wp)

VOC: tensin de circuito abierto (V)

ISC: corriente de cortocircuito (A)

VMP: tensin en el punto de mxima potencia (V)

IMP: corriente en el punto de mxima potencia (A)

RS: resistencia serie de la clula (O)

Tambin resulta de inters conocer:

NCP: nmero de clulas en paralelo

NCS: nmero de clulas en serie

Parece que si se quiere instalar una potencia del GFV PGFV y se dispone de mdulos

fotovoltaicos de potencia PM, el nmero de estos a instalar sera igual a:

En general no es as: se ha de tener en cuenta el margen de tensiones de entrada del

inversor.

5.3Conexionado de los mdulos:

Se ha de determinar:

NMP: nmero de mdulos en paralelo

NMS: Nmero de mdulos en serie

Dichos valores dependen del modelo de mdulo fotovoltaico a utilizar y del margen

de tensiones de entrada en las que el inversor busca el punto de mxima potencia del

GFV. Asimismo se ha de cuidar el no sobrepasar la mxima tensin en circuito abierto

que el inversor es capaz de soportar.

NMS debe ser tal que la variacin con el tiempo de la suma de las tensiones en el

punto de mxima potencia de todos los mdulos se encuentre en el margen de

tensiones en el cual el inversor busca el punto de mxima potencia de la curva V-I del

GFV.

Se deben aadir tantas ramas en paralelo NMP como sean necesarias hasta

completar, aproximadamente, la potencia del GFV que se desea instalar.

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Donde VMAXINV es el lmite superior del margen para el que el inversor busca el

punto de mxima potencia de la curva V-I del GFV.

5.4

Dimensionado del inversor

Se ha de determinar la potencia DC de entrada nominal (mxima) que debe admitir el

inversor PINV.

En general, PINV depende de PGFV. Una recomendacin muy usada que proporciona

valores de FS = PINV/PGFV, en funcin de la latitud, es la siguiente:

* Sur de Europa: FS = 0.81.0

* Centro Europa: FS = 0.750.9

* Norte de Europa: FS = 0.70.8

La recomendacin anterior es vlida para GFVs orientados al Sur e inclinados un

ngulo aproximadamente igual a la latitud del lugar.

5.5

DIMENSIONADO DE LAS SECCIONES DEL CABLEADO.

La seccin de los cables debe ser tal que soporten la mxima corriente que circular

por ellos, a la temperatura de trabajo.

A efectos de aadir un margen de seguridad al dimensionado de las secciones de los

cables, es conveniente considerar la mxima corriente que va a atravesar los

conductores un 20% mayor que la obtenida. Los cables utilizados para conectar las

ramas de mdulos a la caja de conexin con el inversor suelen estar al aire y ser

unipolares. Los cables utilizados para conectar la caja de conexin con el inversor

suelen estar al aire y ser unipolares.Los cables utilizados para conectar la salida del inversor a la red no suelen estar al aire

y a menudo son unipolares. A partir de los valores obtenidos en la simulacin, la

mxima corriente que deben soportar es igual a:

a)

Inversor monofsico:

b)

Inversor trifsico: donde:

Dnde:

ICmx (A) es la mxima corriente que circula por el conductor

PACmx (W) es la mxima potencia que suministra el inversor a lo largo de todo

un ao de operacin.