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UNIVERSIDAD POLITCNICA DE CARTAGENA
Escuela Tcnica Superior de Ingeniera Industrial
TRABAJO FIN DE MSTER
Cuantificacin de las prdidas econmicas debidas a ladesconexin de instalaciones fotovoltaicas por
perturbaciones en la red elctrica externas a la generacind
TITULACINMsterenEnergasRenovablesDIRECTORAAnaMaraNietoMoroteALUMNOGinsngelGarcaLpez
Cartagena,Septiembre2009
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Cuantificacindelasprdidaseconmicasdebidasaladesconexindeinstalacionesfotovoltaicasporperturbacionesenlaredelctricaexternasalageneracin
GinsngelGarcaLpez 1
RESUMEN
El presente trabajo fin de mster consiste en calcular las prdidas econmicas que ocasiona la red
elctricaen las instalaciones fotovoltaicas,yaqueun funcionamiento fuerade losparmetrosnominales
provocaladesconexindelsistemayunaimportanteprdidaeconmicaenlasinstalaciones.
Paradarle un sentidoprctico al trabajo, ydebido aque el estadode la red va adepender en gran
medidade laubicacinde la instalacin,serealizarelestudiodeuna instalacinrealsobrecubiertaque
presentabaunadesconexinsistemticadebidoaunatensinderedfueradelosvaloresnominales.
Secomenzarconunpequeoresumende lanormativaquenosdicta lascondicionesdeconexinde
dichasinstalaciones.Seguidamentesecitarnlasperturbacionesmsfrecuentesquesepuedenproduciren
laredelctrica,ysuincidenciaenlainstalacin.
Estudiaremos el funcionamiento y los componentes de la instalacin, particularizando para nuestra
instalacin.Enestaparteprofundizaremoseninversordeconexinaredysusmodosdefuncionamiento,ya
queeselelementoencargadoderealizarlaconexinconlaredelctrica.
Unavezrealizadaladescripcingeneral,seanalizarnlosdatosrecogidosenlainstalacinparaaveriguar
lascausasquemotivan ladesconexindelsistema,ascomo lapotenciaquesedejade inyectara lared.
Conocidalapotenciaquedejadeinyectarlainstalacin,ysabiendoelpreciodelkilowatiohora,podemos
hacerunpequeoestudioeconmicodelasprdidasquehasufridolainstalacin.
Porltimo seanexarn loshojasde caractersticasde losdiferenteselementosde la instalacin,una
simulacindelaproduccingeneradaenunaaoyelesquemaunifilardelainstalacinestudiada.
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Contenido
RESUMEN1
1. INTRODUDCIN....................................................................................................................................3
2. NORMATIVAAPLICABLEALASINSTALACIONESFOTOVOLTAICAS......................................................4
2.1.NORMATIVAREFERENTEALASCONDICIONESDECONEXIN.....................................................4
2.2.NORMATIVAREFERENTEALARETRIBUCIN................................................................................5
3. PERTURBACIONESENLAREDELECTRICA............................................................................................6
3.1.CARACTERIZACINDELASPERTURBACIONES..............................................................................6
3.2.TIPOSDEPERTURBACIONES(IEEE1159).......................................................................................7
3.3.PAPELDELOSSISTEMASFOTOVOLTAICOSENLAREDELCTRICA.............................................13
4. INSTALACINFOTOVOLTAICA............................................................................................................14
4.1.TIPOSDEINSTALACIONESFOTOVOLTAICAS...............................................................................14
4.2.FUNCIONAMIENTODELAINSTALACIN.....................................................................................15
4.3.ELEMENTOSDELAINSTALACIN................................................................................................16
5. ESTUDIODELASPRDIDASDEPOTENCIA.........................................................................................22
5.1.PROCEDIMIENTODEESTUDIO....................................................................................................22
5.2.
INSPECCIN
DE
LA
INSTALACIN
FOTOVOLTAICA
Y
EL
CIRCUITO
DE
DISTRIBUCIN
................
23
5.3.MEDICINDELOSPARMETROSELCTRICOSDELAREDYLAINSTALACIN...........................24
5.4.ANLISISDELOSRESULTADOS....................................................................................................25
5.5.DETERMINACINDELASCAUSASDELASDESCONEXIONES......................................................30
5.6.SOLUCIONESPROPUESTAS..........................................................................................................32
6. ESTUDIODELASPRDIDASECONMICAS.........................................................................................33
6.1.PARMETROSECONMICOS......................................................................................................33
6.2.ESTUDIOECONMICO................................................................................................................33
7. CONCLUSIONES..................................................................................................................................35
URLS/BIBLIOGRAFIA/ SOFTWARE..............................................................................................................36
ANEXOI:HOJADECARACTERSTICASDELOSELEMENTOS..........................................................................38
ANEXOII:ESTIMACINDELAPRODUCCIN................................................................................................47
ANEXOIII:ESQUEMAUNIFILARDELAINSTALACINAESTUDIO.................................................................50
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1.INTRODUDCINPara laconsecucindelMsterdeEnergasRenovablesde laUniversidadPolitcnicadeCartagena,he
optadoporeste trabajo findemster (TFM) yaqueeranovedosoparamelpoderevaluar lasprdidas
econmicasquegeneraredelctricaenunainstalacinfotovoltaica.
Enprimerlugarsepensenlaideadehacerunestudioglobal,condatosestadsticossobrelacalidadde
lared,ysuincidenciaenunainstalacintipo,peroestonosplanteabavariosproblemas.Existeladificultad
deencontrardatosrealessobrelosparmetrosdelareddedistribucin(REEsolonosdadatosdelasredes
dealta tensin,y lascompaasdistribuidorano suelen facilitareste tipode informacin).Ademsestas
incidenciasdependenengranmedidadellugardondeseencuentrelainstalacin.Elsiguienteproblemaera
quenotodaslasinstalacionesson igualdesensiblesantedichasfaltayaque,porejemplo,lasqueposeen
transformadornosontansensiblesantetransitoriosdealtafrecuencia.
Portanto,seoptoporrealizarelestudiodeuna instalacinrealquepresentabaproblemas,yaquede
estaformapodemosestudiarmejorelproblema,profundizandoendiferenteselementosdelainstalacin,
realizandounestudiode losdatosobtenidosporequipos reales, yhaciendoun clculodeunaprdidas
econmicasdeformamuchomsaproximadaquelarealizadaenunestudiogeneralizado.
Losobjetivospropuestosportantosonlossiguientes:
Estudio de los problemas que se presentan en una instalacin real, particularizado para una
instalacin
que
sufre
problemas
debidos
a
las
sobretensiones.
Clculodelaenergaperdidadebidoalamalacalidaddelaredelctrica,conlosdatosrecogidos
porlaunidaddemonitorizacinSunnyWebbox,yprocesadoenMSExcel.
Estudiode lasprdidaseconmicasque seproducenennuestra instalacin, con losdatosde
energaperdidayelpreciodeventadelkWh.
Una vez realizado el estudio, el procedimiento de captacin de datos, procesado de los mismos y
evaluacin de prdidas econmicas puede servir como modelo para otras instalaciones que tambin
presentenprdidaseconmicasdebidoalareddedistribucin.
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2.NORMATIVAAPLICABLEALASINSTALACIONESFOTOVOLTAICAS2.1.NORMATIVAREFERENTEALASCONDICIONESDECONEXIN
Hasta la publicacin del RD 1578/2008, a las instalaciones FV no se les requera que cumplieran
condicionesdehuecosdetensin.Alcontrario,elRD1663/2000nosobligaatenerunaproteccindebaja
tensin, comoproteccinde funcionamientoen islade la instalacin,quedesconecta la instalacin si la
tensinenbarrascaepordebajode85%delatensinnominal,noindicandoningunatemporizacinloque,
de hecho, supone la desconexin inmediata de la instalacin ante un hueco; as estn diseados todos
nuestrosinversoreseinstalaciones.
SinembargoelRD1578/2008,ensuartculo13, indicaque,medianteOrdendelMinistrode Industria,
Turismo y Comercio (MITyC), se establecern requisitos tcnicos y de calidad de las instalaciones
fotovoltaicas,esdecir,enlaprcticaaplicablealosinversores,paracontribuiralaseguridaddesuministro,
loqueincluyelaobligacindesoportarloshuecosdetensin.Asmismoindicaqueobligaracumplirestos
requisitosatodaslas instalacionesFV,alasfuturasya lasinstaladasenelpasado,aunquetambin indica
queastasselesdaraunperiodotransitorioparaadaptarse.
Elproblema recaeenque todavano sehaespecificadoparmetros tcnicosen loquea tensionesy
tiemposserefiere.Asquedemomentonosabemoslascondicionesdefuncionamientoquedebenposeer
losinversoresenfuncindedichorealdecreto.
Porestemotivo,elpresentetrabajo lorealizaremosenbasealRD1663/2000,yaqueprcticamente la
totalidaddelosinversoresinstaladosenlaactualidadestnrealizadossegndichanormativa,ytodavano
sehaespecificadoelperiododeadaptacin.
Segndichanormativa,elinversorsedebedesconectardelaredsiempreque:
Latensinderedesmenorde196Vomayorde253V
Lafrecuenciaderedesmenorde49Hzomayorde51Hz
Para
que
el
inversor
se
conecte
a
la
red,
los
niveles
de
tensin
y
frecuencia
de
red
deben
estar
dentro
de
loslmitesmencionados.
En el siguiente apartado del trabajo estudiaremos las perturbaciones de red que estn fuera de los
mrgenescitados,provocandoladesconexindelosinversores.
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2.2.NORMATIVAREFERENTEALARETRIBUCIN
Tambin es necesario para poder conocer las prdidas econmicas ocasionadas, hacer un pequeo
repaso
de
la
retribucin
que
poseen
este
tipo
de
instalaciones.
Elmarcolegalenqueseencuadranlas instalacionesfotovoltaicasqueseinstalenhoyenda,eselReal
Decreto1578/2008quesustituyal661/2007,porelqueseestablecelametodologaparalaactualizaciny
sistematizacin del rgimen jurdico y econmico de la actividad de produccin de energa elctrica en
rgimenespecial.EnesteRDseaseguranvariosaspectosimportantesdelasinstalacionesfotovoltaicas:
Se establecen tres tipos de instalacines: Instalacin sobre suelo (tipo II), instalacin sobre
cubiertaconmsde20kW(TipoI.1)einstalacinsobrecubiertaconmenosde20kW(TipoI.2).
Laretribucineconmicaparacadaunadelasinstalacioneslapodemosverenlasiguientetabla:
Figura1.TarifasegnRD1578/2008
Laspotenciasmximassonde2MWentejadoy10MWensuelo.
Seestablecencuposdepotenciamximainstaladaparacadatrimestreparalosdiferentestipos
deinstalacin.Elcupodepotenciapara2009esde400MW,dosterceraspartes(267MW)para
tejadoylaterceraparte(133MW)parasuelo.
Toda aquella instalacin que quiera tener la retribucin contemplada en este Real Decreto
deber inscribirelproyectoenelRegistrodepreasignacinderetribucin.Las inscripcionesen
esteRegistroestnasociadasaunperodotemporal(trimestral).
Se establecen 4 convocatorias anuales para la solicitud de inscripcin en el registro de
preasignacin,unaportrimestre.Enfuncindelapotenciainstaladaencadaunodeloscuposse
estableceelpreciodelsiguientetrimestre.
Estergimentieneunavigenciade25aos,sinefectosretroactivosdeotrasleyesposteriores.
Lacompaaelctricaestobligadaacomprarlaenergaproducidaporlainstalacin.
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3.PERTURBACIONESENLAREDELECTRICA3.1.CARACTERIZACINDELASPERTURBACIONES
Para poder evaluar las prdidas producidas por la red elctrica, es necesario estudiar a fondo su
comportamiento, y las diferentes perturbaciones que pueden provocar la desconexin de nuestra
instalacin.
Laredelctricaa laqueconectamos la instalacin,alimentaunaseriedeequiposperturbadores, tales
como convertidores de potencia conmutados, dispositivos de arco o los propios interruptores
electromecnicos,yalmismotiempoalimentaequiposelectrnicossensiblesalasperturbaciones.
Dependiendodelentornopodemosencontrardiferentestiposdeperturbacioneselectromagnticas.Las
perturbacionesradiadasdebajaoaltafrecuenciasuelenserdenaturalezaelectromagnticacausadaspor
equipostalescomolneasdealtatensin,antenas,aparatosmagnticos,transmisoresderadio,radares,etc.
Lasperturbaciones conducidas tantodebaja comode alta frecuencia, suelen estarproducidaspor el
acoplamiento de grandes cargas como convertidores de potencia, motores elctricos, bancos de
condensadoresocirculacindecorrientesdefalloporlasredesdedistribucin.Losfenmenosdedescarga
electrosttica,porsuparte,seproducenporlaacumulacindecargaestticaenpersonasuobjetosconla
consiguienteposibilidaddedescargacuandoseentraencontactoconellos.
Lasnormasmsimportantesquetratansobrelamedidaycaracterizacindeeventosenlatensindela
red a la que se inyecta nuestra instalacin (y en general de la calidad de la energa elctrica) son las
siguientes:
EstndarEN50160:Eslanormaeuropeabsicaencalidaddelaenergaelctrica. Estanormada
los lmites o los valores de las caractersticas de la tensin que todo cliente tiene derecho a
esperar,ynosdalosvalorestpicosenlareddedistribucin.
EstndarIEC61000:Entreotrosparmetrosdefinelosmtodosdedeteccinyevaluacindelos
huecosdetensin,sobretensionestemporalesylasinterrupcionesdelatensindesuministro.
Estndar IEEE 1159: Define siete categoras distintas de fenmenos electromagnticos en las
redes elctricas: transitorios, variaciones de corta duracin, variaciones de larga duracin,
desequilibriodelatensin,distorsindelaformadeonda,fluctuacionesdetensinyvariaciones
delafrecuencia.
EnelpresentetrabajovamosautilizarelEstndarIEEE1159,yaquedefinedeformamsdetalladalos
diferentestiposdeperturbacionesquepuededarorigenaladesconexindelainstalacin.
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3.2.TIPOSDEPERTURBACIONES(IEEE1159)
A continuacin vemos una tabla realizada en base al estndar IEEE 1159, ya que explica de forma
detallada
los
rangos
y
duraciones
de
las
diferentes
perturbaciones
de
origen
electromagntico:
Figura2.TiposdeperturbacionessegnIEEE1159
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Encualquieradeestoscasos,estaremosfueradelasespecificacionesdefuncionamiento(enbasealRD
1663/2000), yporlotantoseranecesarialadesconexindelainstalacin.
En los siguientes apartados se explicar con ms detalle cada una de las diferentes perturbaciones
enunciadasenlatablaanterior.
3.2.1.TransitoriosSon variaciones en la tensin y/o en la corriente y que tienen como duracin mxima unas cuantas
decenasdemilisegundos.
Los fenmenos transitoriossonclasificadosendos tipos,deacuerdoa lacaractersticade la formade
ondatransitoriadelatensinodelacorriente:
TransitorioImpulsivo
El transitorio impulsivoes tpicamenteocasionadopordescargasatmosfricas.Secaracterizanporser
fenmenosdemuycortaduracin(desdenanosegundoshastaalgunosmilisegundos)yunaformadeonda
con una atenuacin tpica al 50% del valor pico en un tiempo de 50 microsegundos (Ver figura 3). La
polaridadsemantieneincambiadahastaqueseatenaal100%.
Figura3.TransitorioImpulsivo
TransitorioOscilante
De
acuerdo
a
su
contenido
espectral
se
clasifican
en
alta,
media
o
baja
frecuencia
(Ver
Fig.
4).
Los
transitoriososcilantesdealtafrecuenciatienensucomponenteprincipaldefrecuenciamayora500kHzysu
duracinesdealgunosmicrosegundos.
En su mayora son debidos a algn tipo de switcheo. Los transitorios de frecuencia media tienen su
componenteprincipalenelrangode5a500kHzyunaduracintpicade20microsegundos.Laenergizacin
deunbancodecapacitoresenproximidadelctricadeotroqueseencuentreyaenergizadoesunafuente
deestefenmeno.Lostransitoriososcilantesdebajafrecuenciasondemenosde5kHzydeunaduracinde
entre0,3a50milisegundos.
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Estos fenmenossonencontradostpicamenteen lasredesdesubtrasmisinydistribucinysedeben
entreotrascosasalaenergizacindebancosdecapacitoresotransformadoresoaferroresonancia.
Figura4.Transitorio Oscilante
3.2.2.VariacionesdecortaduracinSoneventosde laredelctricaconvariacionesen latensindeduracionesdesdemediociclohastaun
minutoyendondelamagnitudpuedeestarenelrangode0,1pua1.2pu.
Deacuerdoasuduracin,estasvariacionesseclasificanen:
Instantnea(0,5a30ciclos)
Momentnea(de30ciclosa3segundos)
Temporal(de3seg.a1minuto)
Deacuerdoaltipodevariacindelatensin,setienentrescategoras:
Interrupciones
Lasinterrupcionessondescensosdelatensinmenoresaun10%delvalornominalduranteunperodo
queno excede alminuto (Ver Fig.5).Aestasperturbaciones se les conoce tambin comomicro cortes.
Puedenserocasionadosporfallasen laredelctrica,fallasen losequiposomalfuncionamientodealgn
control.
Figura
5.
Interrupcin
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Sags,DipsoHuecosdeTensin
Los sags (odipsohuecosde tensin) sondescensosde la tensinavaloresdel90%al10%delvalor
nominal de la onda durante un perodo de tiempo que no excede al minuto (Ver Fig. 6). Estos son
usualmente asociados con cortocircuitosen la red,a laenergizacindegrandes cargasoalarranquede
grandesmotores.
Figura6.Sag
Swells
Losswellssondefinidosporun incrementoen latensinconunaduracindesdemediociclohastaun
minuto(VerFig.7).Sonsobretensionesmomentneascuyosvalorestpicamenteestnentre1.1y1.8pu.
Sondebidasafallasenlared,maniobrasoswitcheosdegrandescagas.
Figura7.Swell
3.2.3.VariacionesdelargaduracinSon eventos de la red elctrica con variaciones en la tensin de duraciones mayores a un minuto.
Generalmenteestasvariacionessondebidasavariacionesenlacargaopormaniobrasdereconexinenel
sistema.Enestacategorahaytrestiposdefenmenos:
Sobretensiones
Lassobretensionesconsistenenincrementosdelatensinmayoresal110%desuvalornominal.Suelen
presentarsedebidoaladesconexindegrandescargasobienfallasenlaregulacindelatensin.
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Subtensiones
Lassobretensionesconsistenenincrementosdelatensinmayoresal110%desuvalornominal.Suelen
presentarsedebidoaladesconexindegrandescargasobienfallasenlaregulacindelatensin.
Interrupciones
Lassubtensionessoncadasde la tensinmsalldel90%desuvalornominal.Suelenapareceren la
conexindegrandescargasysemantienenhastaqueelsistemaderegulacindetensinllevalatensina
suniveldereferencia.Lasinterrupcionessoncortesenlaalimentacinporunperodosuperioraunminuto.
3.2.4.DesbalanceenvoltajeEnestacategoraaparecenlosfenmenosligadosalaaparicindecomponentesdesecuencianegativay
cero.Eldesbalancedetensinesdefinidocomolarelacindelascomponentesdesecuencianegativaola
componentedesecuencianegativaconrespectoalasecuenciapositiva.Generalmentecuandoseregistran
tensionesdesecuencianegativaycerosonocasionadosporcargasdesbalanceadasenlaredelctrica.
3.2.5.DistorsindeformadeondaSepuededefinircomoladesviacinenestadoestabledelaformadeondasenoidalidealyquesepuede
caracterizarporsucontenidoespectraldeladesviacin.Seconsiderancincotiposdedistorsindeonda:
ComponentedeDC(DCOffset)
Lapresenciadeunacomponentedecontinuaenunsistemadealternaselaconocecomocomponente
deDC.Puedeseroriginadaporperturbacionesmagnticasoalefectoderectificacindemediaonda.Esta
componente
puede
ocasionar
efectos
adversos
en
ncleos
de
transformadores
que
pueden
ser
saturados
en
condicionesoperativamentenormales.
Armnicas
Lasarmnicassontensionesocorrientessenoidalescuyafrecuenciaesmltiploenterodelafrecuencia
fundamentaldelsistemaelctrico.Estasdistorsionessoncausadaspor lascaractersticasdeoperacinno
linealesdealgunascargaselctricastalescomorectificadoresyhornosdearcoelctrico.Otrosequiposque
producen esta distorsin armnica son por ejemplo los balastros de estado slido de los circuitos de
alumbrado,losvariadoresdevelocidadparacontrolarmotores,losrectificadores,etc.
Interarmnicas
Las interarmnicassoncomponentesde latensinode lacorriente,cuyafrecuencianoesunmltiplo
enterode la fundamentaldel sistema. Lasprincipales fuentesdeestaperturbacin son losconvertidores
estticosdefrecuencia,loscicloconvertidores,loshornosdeinduccinydearcoelctrico.
Notching
El notching es una perturbacin de la tensin causada por la operacin normal de convertidores
electrnicoscuandolacorrienteesconmutadadeunafaseaotra.Sepresentacomounfenmenoenestado
estableconcomponentesdealtafrecuencia(VerFig.8).
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Figura8.Notching
Ruidodealtafrecuencia(Noise)
El ruidodealta frecuencia (noise)secaracterizapor sealesconunespectroarmnicodisperso,cuya
frecuenciaesinferiora200kHz.Estassealesseencuentransuperpuestasalasformasdeondadelatensin
y/olacorriente.Elruidopuedesercausadopordispositivoselectrnicosodecontrolengeneral.Consisteen
cualquierdistorsinnodeseadadelasealelctrica,cuyasolucinpodraserdadamediante lautilizacin
defiltrosotransformadoresdeaislacin.
3.2.6.FluctuacionesdevoltajeSonvariacionesasimtricasdelaenvolventedelatensin,lascualespuedensercontinuasodesviaciones
aleatorias.Estasvariacionesnormalmentenoexcedenelrangode0,95a1,05pu.(VerFig.9).Elefectovisual
causadoporestasfluctuacionesescomnmentellamadoflicker.
Figura9.Fluctuacindetensin
3.2.7.VariacionesdefrecuenciaLasvariacionesdefrecuenciaenelsistemaelctricoestnrelacionadasconlavelocidadrotacionaldelos
generadores del sistema elctrico. La frecuencia es un parmetro que depende del balance entre la
produccindeenerga y su consumo.Cuando seproducendesequilibrios repentinosentreelbalancede
generacinycargaseproducencambiosenlafrecuenciadelsistema.
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3.3.PAPELDELOSSISTEMASFOTOVOLTAICOSENLAREDELCTRICA
La generacin fotovoltaica tiene un potencial significativo para contribuir al futuro sostenible de la
generacin
elctrica
basado
preferentemente
en
fuentes
de
energas
renovables.
Para
asegurar
este
crecimientopotencialentreotrosaspectos,lacalidaddesuministroelctricoenlasredesdedistribucinde
mediaybajatensin,nodebeverseafectadaconlainclusindeestageneracin.Paralograresteobjetivo,
varios proyectos de investigacin europeos en este contexto se han desarrollado y otros continan
desarrollndoseoplantendoseparaelfuturo.
La regulacin europea existente en relacin con la calidad de suministro para la conexin a red de
sistemasfotovoltaicosest fuertemente fragmentadayavecesnoespecificadaoadaptadaaestetipode
generacin. Por tanto, a nivel general y como conclusin de la revisin de este aspecto normativo, una
urgente armonizacin europea es necesaria para alcanzar un desarrollo fuerte del mercado europeo
fotovoltaico.
Porotrolado,analizandoelaspectomsparticulardelimpactoenlacalidaddesuministrodeunadela
plantafotovoltaica,proyectoUniver,enlared,apartirdelacampaademedidasrealizadassededucenlas
siguientesconclusiones:
Los generadores fotovoltaicos que tienen inversores con tecnologa PWM inyectan corrientes
armnicasalaredmnimas,siendopocoprobablequeafectenalacalidaddesuministro.Estaconclusinse
aplica incluso a generadores fotovoltaicos con un nmero importante de inversores como es el caso
analizado.
Flickerydesequilibriosdetensinsoncomparablesalosexistentesenlaredelctrica(bajatensin)sin
generacinfotovoltaica.
La desconexin del generador fotovoltaico ante un hueco de tensin no siempre es el mejor
planteamiento.Siexisteunagran integracin fotovoltaicasudesconexinpuedeoriginarproblemasenel
balancePfyQV.
El inversor fotovoltaico juega el papel fundamental en la operacin del generador fotovoltaico en
relacin
con
los
parmetros
de
calidad
de
suministro.
Amedidaquelacalidaddesuministrosehaconvertidoenunaspectodecisivoparalosconsumidores,las
medidas que capturan la situacin actual de este aspecto de las plantas fotovoltaicas tienen una gran
importancia.Nosolotienenelintersdevalorarlasituacincalidaddesuministroenunpuntodeterminado
delaredsinotambintienenungranintersparalosequiposdeinvestigacin.
Estasmedidassontilespara lavalidacindemodelostilesquepermitanposteriormentemejorar los
parmetrosactualesdecalidaddesuministro.
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4.INSTALACINFOTOVOLTAICA4.1.TIPOSDEINSTALACIONESFOTOVOLTAICAS
Alahoradeclasificarunainstalacinfotovoltaica,podemosusarvarioscriterios:
Instalacin aislada: La electricidad se emplea para el autoconsumo de viviendas familiares,
explotacionesagrcolasyganaderas,extraccindeagua,etc.,enlugaresdondeelabastecimiento
elctricodelaredimplicaunaelevadadificultadtcnicaocosteeconmico.
Instalacinconectadaared:Viertenlaenergaproducidaalareddedistribucin,obteniendoun
beneficioeconmico.
Resultaobvioqueenelpresentetrabajorealizaremosestudiandounainstalacinconectadaared,quea
suvezlaspodemosclasificarallugardeinstalacin:
Instalacionessobresueloohuertossolares:Losmdulosfotovoltaicosse instalandirectamente
sobreelterrenoconestructurafijaomedianteunsistemadeseguimiento.Sueleocupargrandes
extensiones,yposeenpotenciasquevaranentrelos100KWhastaplantasdemsde10MW
Instalacionessobrecubierta:Aprovechaunaedificacinexistenteparaotrofin,comopuedeser
lacubiertadeunanave industrial,unaparcamientodecoches,etc.,paracolocarmedianteuna
estructurafijalosmdulosfotovoltaicos.Deestaformaledamosundobleusoalsuelo,oscilando
laspotenciasentreplantaspequeasinferioresa5KW,hastacubiertasconmsde1GW.
Porltimo,sepuedehacerotrotipodeclasificacinnotanhabitualcomolasanteriores,peroquevaa
serimportanteparadefinirlasinstalacionesquealcanzaelpresenteestudio.
Instalaciones con transformadorde potencia: Todas las instalaciones conmsde 100 kWn, o
aquellasinstalacionesdemenorpotenciaenlasquelacompaaelctricaloconsiderenecesario,
deberninstalaruntransformadorelevador,yvenderenaltatensin.
Instalacionessintransformadordepotencia:En laspequeas instalaciones,normalmentesobre
cubiertas,sesuelevenderlaelectricidadenbajatensin,nosiendonecesariolacolocacindeun
transformadordeaislamientogalvnico.
La importancia de esta ltima clasificacin radica en que el transformador de aislamiento galvnico
desarrolla una funcin de aislamiento entre la red y nuestra instalacin, consiguiendo evitar los picos y
transitorios,ruidoelctricodealtafrecuencia.Estohacequelasinstalacionessintransformadorasusalida
seanmssensiblesalaredelctrica,presentandounmayornmerodeincidencias.
Eneste trabajoestudiaremosuna instalacinconectadaared,sobrecubierta,conunapotenciade18
kW,que inyectadirectamentea lareddedistribucin trifsica,contres inversoresde6kWconectadosa
cada
una
de
las
fases
des
sistema.
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4.2.FUNCIONAMIENTODELAINSTALACIN
La energa solar fotovoltaica consiste en el aprovechamiento de la luz del sol para producir energa
elctrica
por
medio
de
clulas
fotovoltaicas.
La
clula
fotovoltaica
es
un
dispositivo
electrnico
basado
en
semiconductoresdesilicio,quegeneraunacorrienteelctricadeformadirectaalrecibirluzsolar,pormedio
delefectofotoelctrico.
Lasclulasfotovoltaicassecombinanenserie,paraaumentarlatensin(V)oenparalelo,paraaumentar
la corriente, dando lugar a los paneles comerciales que suelen incorporar varias decenas de clulas
individualesencapsuladasenunmismomarcoconsistente.Lospanelesasuvezpuedencombinarseenserie
yparaleloparaconseguirlosvoltajesypotenciasadecuadosacadanecesidad.
Figura10.Esquemadeunainstalacinfotovoltaicaconectadaared
El conjunto de paneles solares fotovoltaicos conectados se denomina campo fotovoltaico. Lo que
obtenemosdeuncampo fotovoltaicoal incidir la luz,esunvoltajeyunacorrienteelctricacontinua,es
decirconunpolopositivo(+)yotronegativo().
Toda la energa procedente del campo fotovoltaico es adecuada por un dispositivo electrnico de
potenciadenominadoinversor.Dichoelementoseencargadehacerquelosmdulosfotovoltaicostrabajen
el punto de mxima potencia (ajusta su tensin de funcionamiento) por un lado, y es el encargado de
inyectarlapotenciageneradaalareddebajatensinquealimentanuestrasviviendas,industriasyservicios.
Enocasiones,sobretodocuandolapotenciadelainstalacineselevada,tambinesnecesarioincorporar
untransformadorelevador,detalformaquelainstalacininyectadirectamenteenlareddedistribucinde
mediatensin.
Por ltimo, estas instalaciones suelen incorporar aparatos de monitorizacin, diagnstico a distancia,
almacenamientodedatosyvisualizacin,querecogencontinuamentelosdatosdelainstalacinypermiten
informar
contantemente
del
estado
de
la
instalacin.
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4.3.ELEMENTOSDELAINSTALACIN
Toda instalacin fotovoltaica est compuesta por los paneles fotovoltaicos, estructura de soporte,
inversor
de
conexin
a
red,
el
cableado,
protecciones
elctricas
y
en
ocasiones
elementos
de
monitorizacin.
Enelcasoespecficoque senosplanteaenelpresente trabajo findemster, tenemos las siguientes
caractersticas:
PotenciadelCampoFotovoltaico(PotenciaPico):19,2KWp
PotenciadelosInversores(PotenciaNominal):18KWn
96mdulosfotovoltaicosConergyP200P
3inversoresSunnyMiniCentralSMC6000A
EstructuraFija
SistemademonitorizacinSunnyWebbox
A continuacin se explica de forma resumida las caractersticas de cada uno de los elementos que
confierennuestrainstalacin.Sisedeseamsinformacin,enelANEXOIdeestedocumentoseadjuntanlas
hojasdecaractersticasdeloscomponentesprincipalesdelainstalacin.
4.3.1.Mdulos Fotovoltaicos.Elmdulofotovoltaicoeselprincipalelementodelainstalacin,ademsdelmscaro,siendosufuncin
ladetransformarlaradiacinsolarenenergaelctrica.Existentrestiposprincipalesdemdulos:
SilicioMonocristalino
SilicioPolicristalino
SilicioAmorfo
Figura11.Diferentestiposdemdulosfotovoltaicosexistentesenelmercado
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Tambinpodemosencontrarnosotras tecnologasalmargendelsilicio,pero todavaseencuentranen
desarrollo:telurodecadmio,sulfurosyseleniosdeindio,inclusomaterialesplsticos.
EnelcasoquenoscompetetenemosclulasfotovoltaicasdesilicioPolicristalino,quepresentaunalto
rendimiento, una perdidas por temperatura que no son elevadas, y un precio inferior al del silicio
Monocristalino.
Figura12.MdulofotovoltaicoConergyP200P
La primera caracterstica del mdulo fotovoltaico es su potencia pico o potencia nominal, que es la
cantidadmximadepotenciaquepodramosobtenerdelpanelencondicionescasiperfectasderadiaciny
temperaturaquenormalmentenosesuelenllegaradar.Poresosedenominapico,yaqueenlaprctica
esunnivelmximo.Lapotenciapicovendrdadaporlaeficienciadelasclulasyporelnmerodeellas,es
decirporeltamaodelmdulo.
Otros parmetros importantes de los paneles son los coeficientes de prdidas por temperatura, que
indican el grado de prdida de rendimiento del panel segn se va calentando. El calor es uno de los
principalesenemigosenlageneracinfotovoltaica.
Ennuestrocasolapotenciapicodelosmdulosesde200Wp.Estoquieredecirqueencondicionesde
25Cde temperaturadeclulay1000W/m2de radiacinproduciraesapotencia,peroencondiciones
nonimalesdeoperacin(temperaturaambientede20Cy800W/m2deradiacin)tenemosquelapotencia
serde184W.
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4.3.2.InversordeConexinaredEl inversor es la pieza clave de la generacin fotovoltaica, de hecho su potencia es la que marca la
potenciade la instalacincompleta.Sumisinestransformar lacorrientecontinuageneradaenelcampo
fotovoltaicoencorrientealternalistaparaserconsumida.
Sinembargoesprecisoseleccionarunequipoquecumplacontodaslasmedidasdeseguridadqueexige
la legislacin,quedispongade loscorrespondientescertificadosyhomologaciones,yque tengaelmayor
rendimiento.Elinversortambinincorporaunaseriedeprotecciones,tantoparala instalacinsolarcomo
paralaredelctrica,quesonobligatoriasenlalegislacinespaola.
Ennuestrocasotenemos tres inversoresfotovoltaicosde6kWn,de loscualescadauno inyectaauna
fase diferente del sistema. Esto es debido a que la instalaciones no pueden inyectar un desequilibrio
superior
a
5
kW
en
ninguna
de
las
fases.
De
esta
forma,
si
dejara
de
funcionar
un
inversor,
lo
otros
inmediatamenteinyectarancomomximo5kW.Enlasiguientefiguraobservamosuninversorsimilaralos
denuestrainstalacinsinlacarcasa.
Figura13.Electrnicadeuninversorfotovoltaico
Acontinuacinsedescribeelfuncionamientodelequipofrenteasituacionesparticulares.
1. FalloenlaredelctricaEnelcasodequeseinterrumpaelsuministroenlaredelctrica,elinversorseencuentraensituacinde
circuitoabierto.Enestecasoelinversorsedesconectaporcompletoyesperaqueserestablezcalatensin
enlaredparainiciardenuevosufuncionamiento.
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2. TensinfueraderangoSi latensinderedseencuentrafueradelrangode trabajoaceptable, tantosiessuperiorcomosies
inferior,elinversorinterrumpesufuncionamientohastaquedichatensinvuelvaaencontrarsedentrodel
rangoadmisible.Apartirde250Vcaelequiporeducelapotenciaafindenoincrementarmsestatensin.
Siapesardeestareduccinlatensinsobrepasa253Vca,separar.
3. FrecuenciafueradelimitesSilafrecuenciadelaredestfueradeloslimitesdetrabajoelinversorseparainmediatamentepuesesto
indicaraquelaredesinestableoestenmodoisla.
4. TemperaturaelevadaEl inversordisponedeun sistemade refrigeracinpor conveccin.Est calculadoparaun rangode
temperaturassimilaralquepuedehaberenel interiordeunavivienda. Enelcasodequelatemperatura
ambiente se incrementeexcesivamenteoaccidentalmente se tapen loscanalesde ventilacin,elequipo
seguirfuncionandoperoreducirlapotenciadetrabajoafindenosobrepasarinternamentelos75C.Esta
situacinseindicaconelleddetemperaturaintermitente. Siinternamentese llegaa80C,separaryel
intermitentesequedarfijoiluminado.
5. TensindelgeneradorfotovoltaicobajaEnestecaso,elinversornopuedefuncionar.Eslasituacinenlaqueseencuentradurantelanoche,en
dasmuynubladososisedesconectaelgeneradorsolar. Elreddepanelesestarfijoapagado.
6. IntensidaddegeneradorfotovoltaicoinsuficienteLosgeneradoresfotovoltaicosalcanzanelniveldetensindetrabajoapartirdeunvalorderadiacin
solarmuybajo (de2a8mW/cm).Cuandoel inversordetectaquesedisponede tensin suficientepara
iniciarelfuncionamiento,elsistemaseponeenmarchasolicitandopotenciadelgeneradorfotovoltaico.Siel
generador no dispone de suficiente potencia debido a que la radiacin solar es muy baja, el valor de
intensidad mnima de funcionamiento no se verifica, lo que genera una orden de parada del equipo. Y
posteriormenteseiniciaunnuevointentodeconexin.El intervaloentreintentosesaproximadamentede
3minutos
Enelestudioquellevamosacabo,solotendremosencuentalasfaltasdel1al3,yaquesondebidasa
problemasenlaredelctrica. Losdemsfaltassedebenacausaspropiasdelainstalacinynoestndentro
delmbitodelpresentetrabajo.
Enparticular,paranuestrainstalacinveremosquesolosenospresentarnfallosdebidoatensionesde
red fuerade rango. Esto esdebido aque la reddonde estubicada la instalacin fotovoltaicapresenta
tensiones de red por encima de los 240 V, lo que hace que en ocasiones tengamos fallos debidos a
sobretensin.
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4.3.3.EstructuraEs laencargadadefijarelcampofotovoltaicoal lugardondeestubicadosea,terreno,tejado,terraza,
etcydarleunainclinacinadecuadaparamaximizarlaproduccindeenerga. Existendiferentestiposde
estructuras:
Estructurafija
Lainstalacinsobreestructurasfijas,omedianteseguidoresestacionales(de4posicionesfijas),son las
quemenorinversinrequierenperotambinsonlasquepeoresrentabilidadesofrecen,sibiensontambin
las instalacionesms robustas,puesnohayelementosmecnicosquepuedanestropearse. La superficie
necesariaparaestetipodeinstalacionesoscilaentrelos2.500y3.500m2/kWn.
Figura14.EstructuraFija(izquierda)ySeguidorsolar(Derecha)
SeguidoresSolares
EncuantoalosseguidoressolaressondispositivoscapacesdeseguirelsolgraciasaunPLCyorientarlos
paraque lospanelesestnentodomomentoperpendicularesal.Las instalacionessobreseguidoresson
mscarasquelasinstalacionesfijas,(delordendel10%a15%)perosuponenunaumentoderentabilidad
del30%a35%,locuallashacelasmsatractivascomoformadeinversin.Laocupacinesde4.500a6.000
m2/kWn
Ennuestrainstalacin,alrealizarsesobreunanaveindustrialseutilizlasiguienteconfiguracin:
Tipodeestructura:Fija
Material:AceroGalvanizado
Orientacin:Sur
Inclinacin:30(OptimizadoparaMurcia)
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4.3.4.MonitorizacinHoyendaunainstalacinfotovoltaicasiguesiendounainversineconmicanadadespreciable,por lo
quenos interesaqueestemosproduciendosiemprealmximorendimiento.Estemotivohace importante
utilizar un sistema de monitorizacin, ya que es posible ver el estado de nuestra instalacin en todo
momentoycomprobarsisufuncionamientoeselptimo.
Figura15.Sistemade monitorizacinconSunnyWebbox
Enlafigura15vemoselesquemadeunsistemademonitorizacinquecaptalosdatosdelosinversoresy
los transmite apanelde control o pc en la planta. Y si se tiene accede a internet a travs de routero
conexintelefnicapodemosinclusoexportarlosaunapginaweb.
En
nuestro
caso
los
datos
adquiridos
estn
en
un
archivo
CSV,
que
podemos
tratar
en
MS
Excel,
dndonos
losvaloresdelostresinversoresquetenemosenlainstalacin. Losparmetrosquenosdansonlosde:
EnergatotalGeneradayhorasdeinyeccindeenerga
FrecuenciadeRed
Estatusdelaparatoycdigodeposibleserrores
TensioneseIntensidadesdelCampoFotovoltaicoydered
ResistenciadeAislamientoydered
PotenciaGenerada
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5.ESTUDIODELASPRDIDASDEPOTENCIA5.1.PROCEDIMIENTODEESTUDIO
Alahoraderealizarelestudiodeunainstalacinquepresentaincidencias,hayquerealizarunaseriede
pautas para poder dar con el problema. En el caso de nos compete se han seguido las siguiente
procedimiento:
Figura16.Procedimientodeestudioutilizado
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5.2.INSPECCINDELAINSTALACINFOTOVOLTAICAYELCIRCUITODEDISTRIBUCIN
Lainstalacinpresenta,comoyahecomentadoanteriormentelossiguienteselementos:
96mdulosfotovoltaicosConergyP200P
3inversoresSunnyMiniCentralSMC600
EstructuraFija
SistemademonitorizacinSunnyWebbox
Y la forma en la que estn configurados los mdulos es tal que a cada inversor llegan 32 mdulos,
separadosendosramosenparalelode16mduloscadauna.EnlosanexoIIIpodemosverconmsdetalle
elesquemaunifilardelainstalacin.
Unavezrealizada la inspeccinseobservalgodesuciedaden losmdulosysombrasparciales(figura
17)enlainstalacin,perotantoloscuadroscomoelcableadoestabanenbuenestado.
Figura17.Detalledesombrasparcialesenunmdulo
Encuantoalaconexindelared,alasalidadelinversor,elestadodelainstalacintambinescorrecto,
siendotantolasseccionesdelosconductorescomolasproteccioneslasindicadasenelesquemaunifilardel
proyectolainstalacin.
Encuantoalareddepuestaatierrapresentabaunvalorde4ohmios,detalformaqueesmuyinferiora
los20ohmiosquerecomiendanenestetipodeinstalaciones.
Porlotantoatravsdelaobservacinvisualdelainstalacinnoseencuentrancausasqueexpliquenla
desconexin de los inversores, por lo que pasamos a estudiar los registros que nos da el equipo de
monitorizacin.
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5.3.MEDICINDELOSPARMETROSELCTRICOSDELAREDYLAINSTALACIN
Lamedicindelosdiferentesparmetroselctricosdelainstalacinserealizatravsdeunaunidadde
monitorizacin
Sunny
Webbox,
con
las
siguientes
consignas:
Tiempodelamedicinfuede4dascompletos
Periododemuestreocada5minutos
Muestreoindependienteparacadainversor(yportantocadafasedelaredtrifsica)
ExportacindelosdatosenunarchivoCSV(podemostratarloenMsExcel)
Parailustrarelprocedimientodeanlisisrealizado,estudiaremosafondoundadefuncionamientodela
instalacin,enconcretoenconcretounamedicinquefuerealizadael26deagostode2009.
Vemosenlafigura18laformaenquesepresentanlosdatosrecogidosporelsistemademonitorizacin
paraunodelosinversoresdelainstalacin.
Figura18.Parmetrosmedidosenelinversor
Lasdiferentescolumnasquesepresentanson:
TimeStamp:Tiempodelamuestra
ETotal:Energatotalquehainyectadoelinversorhastaesemomento
Fac:Frecuenciadelaredelctrica
Fehler:Cdigodeerrorinternodelinversor
hOn:Horasenlasqueestconectadoelinversor
hTotal:Horasenlasqueestinyectandoelinversor
IacIst:Corrientequeestamosinyectandoalared
Ipv:Corrientedelcampofotovoltaico
NetzEin:Nmerodereconexionesdelinversor
Pac:Potenciaqueinyectamosalared
Riso:Impedanciadelainstalacin(vigilantedeaislamiento)
Seriennummer:Nmerodeseriedelinversor
Status:Estadodefuncionamientodelinversor
Uac:Tensindered
UpvIst:Tensinquetienerealmentelainstalacinfotovoltaica
UpvSoll:Tensintericaquedeberatenerlainstalacinfotovoltaica
Zac:
Tensin
de
red.
CSV-E Version: Separator: Semicolon
WR6KA- WR6K WR6K WR6KA-0 WR6K WR6K WR6K WR6K WR6K WR6K WR6K WR6K WR6K WR6K WR6K WR6K
2E+09 2E+09 2E+09 2E+09 2E+09 2E+09 2E+09 2E+09 2E+09 2E+09 2E+09 2E+09 2E+09 2E+09 2E+09 2E+09
TimeSt E-Total Fac Fehler h-On h-Total Iac-Ist Ipv Netz-EiPac Riso Serien Status Uac Upv-Ist Upv-SoZac
hh:mm kWh Hz h h A A W kOhm V V V Ohm
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5.4.ANLISISDELOSRESULTADOS
5.4.1.AnlisisdelaproduccinobtenidaylasincendiasproducidasObservamosendichafiguraqueentodocasolaimpedanciaderedesde0Ohm.Queelinversornosde
estevalorsignificaquenoestconfiguradoparamedirdichaimpedancia,porloquerealmentenosabemos
realmenteelvalordelaimpedanciadered.
Figura19.Datosobtenidosparaunodelosinversores.Comienzodelageneracin
Estudiandolafigura19,vemosqueelinversorseconectaalas7:30(conlosprimerosrayosdesol),pero
queno comienzaa inyectarenergahasta las7.45.Enesemomentoel contadorde conexionespasade
22134 a22135. Sepuede apreciar tambin la tensinde la red esten todo casopor encimade230V,
llegandoalas243,4.
Lainstalacinseguirfuncionandosinproblemashastallegadaslas13:50.Esesemomentosedesconecta
lainstalacin,comopodemosverenelcontadordeconexiones(columnaNetze)delafigura20pasandode
22135a22136.
CSV-E Version: Separator: Semicolon
WR6KA- WR6K WR6K WR6KA-0 WR6K WR6K WR6K WR6K WR6K WR6K WR6K WR6K WR6K WR6K WR6K WR6K
2E+09 2E+09 2E+09 2E+09 2E+09 2E+09 2E+09 2E+09 2E+09 2E+09 2E+09 2E+09 2E+09 2E+09 2E+09 2E+09
TimeSt E-Total Fac Fehler h-On h-Total Iac-Ist Ipv Netz-EiPac Riso Serien Status Uac Upv-Ist Upv-SoZac
hh:mm kWh Hz h h A A W kOhm V V V Ohm
7:20
7:25
7:30 6818,81 39,96 0 4299,05 3600 0,00 13,11 22134 0 3000 2E+09 3 192,8 170,4 532,8 07:35 6818,81 49,96 0 4299,13 3600 0,00 0 22134 0 3000 2E+09 3 240,8 237,2 666 0
7:40 6818,81 49,96 0 4299,21 3600 0,00 0 22134 0 3000 2E+09 3 241 274,5 666 0
7:45 6818,81 49,95 0 4299,30 3600 0,05 0,07 22135 12,31 3000 2E+09 7 239,4 272,1 416,3 0
7:50 6818,81 49,96 0 4299,38 3600 0,23 0,26 22135 54,23 3000 2E+09 7 239,9 254,5 255 0
7:55 6818,82 49,96 0 4299,46 3600 0,43 0,45 22135 102,3 3000 2E+09 7 239,1 270,1 270,8 0
8:00 6818,83 49,97 0 4299,54 3600 0,64 0,64 22135 152,7 3000 2E+09 7 238,9 275,5 276 0
8:05 6818,85 49,98 0 4299,63 3600 0,80 0,79 22135 192 3000 2E+09 7 239,6 272,8 273,4 0
8:10 6818,87 49,98 0 4299,71 3600 0,91 0,89 22135 217,8 3000 2E+09 7 239,6 273,5 274 0
8:15 6818,89 49,98 0 4299,79 3600 1,04 0,99 22135 249,7 3000 2E+09 7 239,1 279,5 279,9 0
8:20 6818,91 49,96 0 4299,88 3600 1,13 1,06 22135 270 3000 2E+09 7 239 281,5 281,8 0
8:25 6818,94 49,96 0 4299,96 3600 1,14 1,07 22135 272,4 3000 2E+09 7 239,7 279,3 279,6 0
8:30 6818,96 49,96 0 4300,05 3601 1,03 0,97 22135 248,8 3000 2E+09 7 241 284,1 284,5 0
8:35 6818,98 49,95 0 4300,13 3601 0,99 0,94 22135 239,2 3000 2E+09 7 241,5 283,3 283,6 0
8:40 6819,00 49,95 0 4300,21 3601 1,16 1,09 22135 278,9 3000 2E+09 7 240 283,5 283,8 0
8:45 6819,02 49,96 0 4300,30 3601 1,27 1,18 22135 304,6 3000 2E+09 7 240,3 283 283,3 08:50 6819,05 49,97 0 4300,38 3601 1,51 1,41 22135 366,9 3000 2E+09 7 242,8 282,5 283 0
8:55 6819,09 49,97 0 4300,46 3601 1,97 1,71 22135 475,2 3000 2E+09 7 241,5 299,1 299,6 0
9:00 6819,14 49,97 0 4300,54 3601 2,35 1,99 22135 567,9 3000 2E+09 7 241,2 305,9 306,4 0
9:05 6819,20 49,99 0 4300,63 3601 2,69 2,17 22135 652,3 3000 2E+09 7 242,4 321,3 321,9 0
9:10 6819,25 49,98 0 4300,71 3601 2,85 2,31 22135 689,3 3000 2E+09 7 241,5 319 319,4 0
9:15 6819,31 49,98 0 4300,79 3601 2,96 2,46 22135 711,2 3000 2E+09 7 240,1 308,1 308,7 0
9:20 6819,39 49,97 0 4300,88 3601 3,81 3,06 22135 917,7 3000 2E+09 7 240,7 316,7 317,1 0
9:25 6819,47 49,96 0 4300,96 3601 3,90 3,11 22135 934,7 3000 2E+09 7 240,1 317,2 317,6 0
9:30 6819,54 49,97 0 4301,04 3602 3,68 3,05 22135 886,6 3000 2E+09 7 240,8 306,4 307 0
9:35 6819,63 49,97 0 4301,13 3602 4,32 3,46 22135 1041 3000 2E+09 7 241 316,7 317,1 0
9:40 6819,70 49,96 0 4301,21 3602 3,61 2,89 22135 861,2 3000 2E+09 7 238,4 314,8 315,3 0
9:45 6819,75 49,96 0 4301,30 3602 2,53 2,06 22135 600,3 3000 2E+09 7 237,5 312,3 312,8 0
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Lasincidenciascontinanhastalas15:40,dondeelcontadordeconexionesyamarca22185conexiones.
Es decir entre que comienzan las incidencias, hasta que terminan se producen 49 reconexiones en un
periododemenosde2horas.
Figura20.Datosobtenidosparaunodelosinversores.Primerasincidencias
Loprimeroquehacemosesobservarloscdigosdeerrorquetenemos(columnaFehler):
Error59:Tensinderedfueraderango
Error28:Tensinderedfueraderango
Amboscdigosenrealidadsonelmismoerror,perodadopordistintosprocesadores.Estoesdebidoa
quelosinversorestienendosprocesadoresquevigilancontinuamentelosmismosparmetrospararealizar
unaproteccinredundante.
Vemosenesoscasosque la tensinde redesdeoscila los240V,peronodifieremuchoa losdatos
recogidos anteriormente. Tambin llama la atencin que las desconexiones se producen en las horas
centralesdeda,justocuandomayoreslaradiacinsolar,yportantolaproduccindeenerga.
WR6KA- WR6K WR6K WR6KA-0 WR6K WR6K WR6K WR6K WR6K WR6K WR6K WR6K WR6K WR6K WR6K WR6K
2E+09 2E+09 2E+09 2E+09 2E+09 2E+09 2E+09 2E+09 2E+09 2E+09 2E+09 2E+09 2E+09 2E+09 2E+09 2E+09
TimeSt E-Total Fac Fehler h-On h-Total Iac-Ist Ipv Netz-EiPac Riso Serien Status Uac Upv-Ist Upv-SoZac
hh:mm kWh Hz h h A A W kOhm V V V Ohm
13:40 6828,24 49,96 0 4305,21 3606 5,42 4,8 22135 1296 3000 2E+09 7 239,2 282,2 282,7 0
13:45 6828,39 49,97 0 4305,30 3606 7,69 6,74 22135 1871 3000 2E+09 7 242,7 289,6 290,1 0
13:50 6828,47 49,99 0 4305,38 3606 4,17 3,47 22136 1008 3000 2E+09 2 241,1 349,1 478,5 0
13:55 6828,52 50,01 0 4305,46 3606 2,73 2,3 22138 667,9 3000 2E+09 2 242,7 351,2 514 0
14:00 6828,53 49,99 0 4305,55 3606 0,45 0,33 22142 112 3000 2E+09 6 242,9 380,9 623,8 0
14:05 6828,54 49,95 0 4305,63 3606 0,65 0,55 22145 160,5 3000 2E+09 6 242,8 373,2 620,9 0
14:10 6828,55 49,96 59 4305,71 3606 0,66 0,5 22148 163,7 3000 2E+09 8 242,7 372,3 610,5 0
14:15 6828,55 49,97 59 4305,79 3606 0,28 0,21 22151 68,83 3000 2E+09 8 242,7 371,6 631,9 0
14:20 6828,61 49,97 0 4305,88 3606 2,69 2,34 22153 659,7 3000 2E+09 7 244,1 334,9 465,7 0
14:25 6828,63 49,97 0 4305,96 3606 1,04 0,91 22155 257,7 3000 2E+09 2 245,2 365,3 586,4 014:30 6828,67 49,98 0 4306,05 3606 1,72 1,55 22158 423,4 3000 2E+09 7 245,1 349,9 525,8 0
14:35 6828,69 49,97 0 4306,13 3606 0,93 0,82 22160 229,3 3000 2E+09 2 245,8 370,4 583,6 0
14:40 6828,69 49,98 0 4306,21 3606 0,05 0,04 22162 13,26 3000 2E+09 2 247,3 368,2 630,6 0
14:45 6828,70 49,98 59 4306,30 3606 0,03 0,03 22165 7,34 3000 2E+09 8 248,1 375,1 631,6 0
14:50 6828,70 49,98 59 4306,38 3 606 0,00 0 22167 0 3 000 2E+09 8 248,3 374,5 649,8 0
14:55 6828,70 49,98 28 4306,46 3606 0,00 0 22167 0 3000 2E+09 8 249,5 372,3 666 0
15:00 6828,70 49,98 59 4306,55 3 606 0,00 0 22168 0 3 000 2E+09 8 248,9 370,2 657,8 0
15:05 6828,70 49,97 59 4306,63 3606 0,01 0,01 22170 1,83 3000 2E+09 8 247,3 372 638,7 0
15:10 6828,70 49,98 59 4306,71 3606 0,05 0,04 22173 12,49 3000 2E+09 8 246,9 375,1 637,1 0
15:15 6828,70 49,99 0 4306,80 3606 0,52 0,43 22176 126,9 3000 2E+09 7 244,3 359,5 609,3 0
15:20 6828,77 49,99 0 4306,88 3606 3,06 2,75 22177 753,2 3000 2E+09 7 245,1 317,2 398,5 0
15:25 6828,85 49,99 0 4306,96 3606 3,55 3,06 22178 873 3000 2E+09 3 244,3 344,8 467,1 0
15:30 6828,86 49,99 0 4307,05 3606 0,37 0,26 22181 89,6 3000 2E+09 2 240,7 382 619,4 0
15:35 6829,06 49,99 0 4307,13 3606 10,21 8,99 22183 2527 3000 2E+09 6 244,1 332,7 448,9 0
15:40 6829,19 49,99 0 4307,21 3606 6,18 5,41 22185 1527 3000 2E+09 7 242,3 345,9 514,3 015:45 6829,57 49,99 0 4307,30 3606 18,47 16,83 22185 4556 3000 2E+09 7 246,7 283,3 283,7 0
15:50 6829,95 49,99 0 4307,38 3606 18,21 16,26 22185 4461 3000 2E+09 7 244,9 287 287,7 0
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Porltimolainstalacinsedejadeproduciralas20:40(Figura21),siendolapotenciaproducidadurante
todoelda:
EnergaProducidaporelInversorI=6841,55 6818,8=22,8kWh
Figura21.Datosobtenidosparaunodelosinversores.Findelageneracin
5.4.2.ClculodelapotenciaperdidaEnelpuntoanteriorhemosestudiadoendetalleunode los inversores.Paranoserredundantesen la
explicacin,dardirectamentelaenergaproducidadelostresinversores:
Inversor1= 22,8kWh
Inversor2=23kWh
Inversor3=12,04kWh
Figura22.Potenciainstantneadecadaunodelosinversores
WR6KA- WR6K WR6K WR6KA-0 WR6K WR6K WR6K WR6K WR6K WR6K WR6K WR6K WR6K WR6K WR6K WR6K2E+09 2E+09 2E+09 2E+09 2E+09 2E+09 2E+09 2E+09 2E+09 2E+09 2E+09 2E+09 2E+09 2E+09 2E+09 2E+09
TimeSt E-Total Fac Fehler h-On h-Total Iac-Ist Ipv Netz-EiPac Riso Serien Status Uac Upv-Ist Upv-SoZac
hh:mm kWh Hz h h A A W kOhm V V V Ohm
20:20 6841,55 49,97 0 4311,88 3611 0,23 0,27 22186 57,46 3000 2E+09 7 245,9 277,8 278 0
20:25 6841,56 49,98 0 4311,96 3611 0,14 0,17 22186 33,58 3000 2E+09 7 245,2 262 262 0
20:30 6841,56 49,98 0 4312,05 3611 0,05 0,06 22186 10,86 3000 2E+09 7 243,5 262,4 262,6 0
20:35 6841,56 49,99 0 4312,13 3611 0,00 0 22186 0,4 3000 2E+09 3 244,9 273,5 557,3 0
20:40 6841,56 49,98 0 4312,21 3 611 0,00 0 22186 0 3 000 2E+09 3 244,8 245,7 666 0
20:45 6841,56 49,99 0 4312,30 3 611 0,00 0 22186 0 3 000 2E+09 3 243,8 193,9 666 0
20:50 6841,56 49,97 0 4312,35 3611 0,00 0 22186 0 3000 2E+09 3 241 138 666 0
20:55
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7:25
8:00
8:35
9:10
9:45
10:20
10:55
11:30
12:05
12:40
13:15
13:50
14:25
15:00
15:35
16:10
16:45
17:20
17:55
18:30
19:05
19:40
20:15
20:50
Potencia
Instantnea
de
Cada
Inversor
(kWh)
Inversor1
Inversor2
Inversor
3
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Vemosqueenelinversortreslaenergaproducidaesmuchomenorqueenloscasosanteriores.Estoes
debidoaquemientrasqueenelinversor1tenamos49reconexiones,enelinversor3senospresentan154
reconexiones,loqueesmuyelevado,yademsdelaprdidadeproduccin,disminuyelavidadelinversor.
Otracausa,aunquenoseadebidaalared,puedeserqueposealosmdulosquerecibensombra,loque
haceporlatardesupotenciaproducidatambindisminuyarespectoalosdems.
Tambinseobservaenlafigura22,quetodas lasdesconexionesseproducenenlashorascentralesde
da,dondelaradiacinesmayor,loquehacequelaenergaperdidaseabastanteelevada.
Paraverlaenergaquesehaperdido,debemosdeestimarlapotenciaqueentregaramosentrelas13:30
y las 15:30 en condiciones normales. Esto lo podemos realizar haciendo una media de los valores de
potenciaobtenidosenlahoraanterioryposterioralasfalta.Paralostresinversorestenemos:
Figura23.Potenciainstantneaantesdelafaltaparacadainversor
WR6KA-03 WR6KA-03 WR6KA-05
2000490527 2000490543 2000800530
TimeStamp Pac Pac Pac
hh:mm W W W
12:30 1955,4 2234,71 1834
12:35 1567,29 1728,83 1406,46
12:40 1474,46 1655,91 1347,82
12:45 1776,88 2106,09 1674,4
12:50 2068,09 2451,94 2044,2
12:55 4791,26 5309,09 3112,38
13:00 2313,14 2495,94 1015,0313:05 4398,46 4762,5 2739,83
13:10 3916,89 4112,94 3530,66
13:15 3914,51 4199,17 3583,17
13:20 1883,86 2162,06 1182,26
13:25 4601,46 4973,26 206,97
13:30 4895,34 4756,09 1178,62
15:30 89,6 66,23 18,4
15:35 2526,51 2723,28 0,11
15:40 1526,54 2781,26 597,34
15:45 4555,66 4493,6 2630,46
15:50 4460,74 4407,23 2626,6515:55 4392,68 2985,49 1115,46
16:00 4495,51 4402,12 183,83
16:05 4457,37 4309,31 0,63
16:10 4339,97 3237,97 230,12
16:15 4398,49 4013,89 1873,89
16:20 4280,18 4090,09 544
16:25 4186,33 4065,33 3274,33
16:30 3454,54 3320,39 2716,34
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Estudiamoselinversor1comohemoshechoanteriormente.Eliminandoelvalordelas15:30,yaquese
saledel rango, lamediade losdems valorespara este inversor esde:3446,5W,quepara las2horas
centralesdeldanosda6893Wh.Enlasiguientetablaresumenvemoslapotenciaestimadaylaproducida
paraesasdoshoras,ascomolaenergatotalperdidaalolargodelda:
Figura24.Clculodelapotenciaperdidaenunda,debidoalasincidenciasdelared
Vemosque lapotenciaquepierde la instalacinenundaesdelordende los16kWh.Estosuponeel
21,6%
de
la
energa
producida
en
dicha
instalacin,
lo
que
resulta
una
prdidas
ms
que
considerables.
Para calcular la potencia que perdemos a lo largo de un ao debemos hacer una estimacin de la
produccin que tenemos, ya que no existen registros reales medidos en la instalacin. Para realizar la
instalacinusarelprogramaSunnyDesign (Enelanexo IIencontramos todos losdatos facilitadosporel
programa.Deestaformatenemoslossiguientesdatosdepartida:
Produccin estimada: 30467 kWh
Porcentaje de prdidas estimado: 20%
Obtenemosportantolaproduccinyprdidasestimadas:
Prdidas estimadas: 6093,4 kWh
Produccin considerando las prdidas: 24373,6 kWh
Estos valoresnos servirnparapoder realizarunestudioeconmicode lasprdidasproducidasen la
instalacin, esdecir, eldineroquedejamosde ganar. Tambin veremos cmo afectan al valordelVAN,
TiempodeRetorno,ydemsparmetrosimportantesalahoraderealizarunainversin.
INVERSOR 1 INVERSOR 2 INVERSOR 3 TOTAL
Potencia Media (Horas centrales) (W) 3446,50 3657,44 2157,62 ---
Energa Producida (Estimacin sin faltas) (KWh) 28,63 29,12 16,02 73,78
Energa Producida (Medidas con Faltas) (KWh) 22,80 23,00 12,04 57,84
Energa perdida (kWh) 5,83 6,12 3,98 15,94
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5.5.DETERMINACINDELASCAUSASDELASDESCONEXIONES
Lo primero que se puede pensar a la hora de ver las prdidas de la instalacin es que el inversor
fotovoltaico
no
funciona
correctamente.
El
problema
es
que
esto
sucede
en
tres
inversores
de
forma
similar,
loquehacequeseadifcilquetodostenganelmismofallo.
De todas formas, se ha comprobado los rendimientos de los inversores, comparando la potencia
disponibleenelcampofotovoltaicoconlaentregadaared,siendoelresultadoelsiguiente:
Figura25.RendimientoInstantneodelosinversores
Seobservaqueelrendimientodelosinversoresllegaaserdel96%,porloquedescartamosquetengan
algnfallo,loquenoshacepensarqueelproblemaestenlaredelctrica.
INV 1 INV 2 INV 3
Pdc Pac Eff Pdc Pac Eff Pdc Pac Eff
W W % W W % W W %
2233,9 0,0 0,0% 0,0 0,0 0,0% 0,0 0,0 0,0%
0,0 0,0 0,0% 0,0 0,0 0,0% 0,0 0,0 0,0%
0,0 0,0 0,0% 0,0 0,0 0,0% 0,0 0,0 0,0%
19,0 12,0 62,9% 0,0 0,0 0,0% 0,0 0,0 0,0%
66,2 55,2 83,4% 0,0 0,0 0,0% 0,0 0,0 0,0%
121,5 102,8 84,6% 46,9 36,3 77,3% 38,6 29,4 76,0%
176,3 152,9 86,7% 139,3 121,5 87,2% 151,3 124,2 82,1%
215,5 191,7 89,0% 211,3 189,0 89,4% 200,4 171,0 85,3%
243,4 218,1 89,6% 273,6 249,0 91,0% 239,1 204,1 85,4%
276,7 248,7 89,9% 314,1 286,0 91,0% 263,2 228,2 86,7%
298,4 270,1 90,5% 349,2 323,0 92,5% 304,0 265,6 87,4%
298,8 273,2 91,4% 400,2 370,1 92,5% 334,8 295,6 88,3%
275,6 248,2 90,1% 436,4 404,3 92,6% 348,6 310,7 89,1%
266,3 239,0 89,8% 444,8 416,0 93,5% 334,2 297,2 88,9%
309,0 278,4 90,1% 416,2 385,1 92,5% 294,7 258,0 87,5%
333,9 305,2 91,4% 381,5 353,0 92,5% 364,6 328,3 90,0%
398,3 366,6 92,1% 452,1 420,9 93,1% 384,7 345,2 89,7%
511,5 475,7 93,0% 482,7 449,0 93,0% 515,8 472,9 91,7%
608,7 566,8 93,1% 606,3 571,1 94,2% 529,8 466,7 88,1%
697,2 652,2 93,5% 785,3 742,3 94,5% 635,1 570,0 89,7%
736,8 688,2 93,4% 909,1 866,0 95,3% 557,9 485,5 87,0%
758,0 710,7 93,8% 998,9 954,3 95,5% 136,9 108,7 79,3%
969,0 917,2 94,7% 986,4 939,6 95,3% 818,5 765,8 93,6%
986,5 936,2 94,9% 979,0 930,6 95,1% 1103,5 1043,0 94,5%
934,6 886,0 94,8% 1273,4 1220,7 95,9% 1108,6 1048,3 94,6%
1095,6 1041,1 95,0% 1259,9 1208,1 95,9% 990,2 934,9 94,4%
909,7 860,7 94,6% 1158,0 1107,9 95,7% 933,8 839,8 89,9%
643,3 600,8 93,4% 1391,6 1336,1 96,0% 982,2 925,2 94,2%
829,4 780,5 94,1% 1135,2 1084,5 95,5% 628,3 584,4 93,0%
564,0 525,0 93,1% 762,9 726,3 95,2% 452,4 387,1 85,6%628,2 588,8 93,7% 1034,2 981,1 94,9% 510,0 463,8 90,9%
897,2 850,9 94,8% 662,8 629,3 94,9% 617,2 571,4 92,6%
865,8 816,8 94,3% 759,4 722,6 95,2% 410,9 343,9 83,7%
763,2 715,3 93,7% 1076,2 1028,7 95,6% 201,0 160,8 80,0%
1544,3 1474,3 95,5% 1065,4 1017,2 95,5% 472,9 408,1 86,3%
2239,4 2150,0 96,0% 898,3 855,6 95,3% 829,9 701,5 84,5%
2484,7 2377,6 95,7% 1919,9 1843,8 96,0% 143,3 115,2 80,4%
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Cuantificacindelasprdidaseconmicasdebidasaladesconexindeinstalacionesfotovoltaicasporperturbacionesenlaredelctricaexternasalageneracin
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Enprimer lugar se apreciaque la tensinde red que tenemos en la instalacin esbastante elevada,
siendoparacadaunadelasfases:
Figura26.Tensionesmximasymediasenlastresfasesdelainstalacin
Seobservaqueentodoscasoslatensinmediaestporencimade240V,siendoespecialmenteelevada
enel Inversor3,dondeessuperiora245V.Estopuede lacausapor laqueeste inversorproducemucha
menosenergaquelosotrosdos,yaqueestconectado alafasemsdesfavorabledetodas.
De
todas
formas,
la
tensin
es
inferior
en
todo
caso
a
las
253
V
a
los
que
puede
inyectar
la
instalacin,
as
que,Dndeestelproblema?
Algunas caractersticas de la conexin a red de un inversor FV pueden causar, que bajo potencia de
inyeccinelevadas,latensindereddelinversorsubayabandoneelrangodefuncionamientopermitido.
Elfabricantedenuestroinversornosfacilitalasiguientegrfica:
Figura27.Tensionesdedesconexinenfuncindelaimpedanciaderedylapotenciainyectada
Vemosenlafigura27queparaunaimpedanciaderedde1,5ohmios,yunatensinde245Vseproducir
ladesconexinparaunapotenciadeinyeccindetansolo2kW.
Tensin
Media
(V) Tensin
Mxima
(V)
INVERSOR1 242,1 249,51INVERSOR2 241,8 247,03INVERSOR3 245,64 250,09
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Cuantificacindelasprdidaseconmicasdebidasaladesconexindeinstalacionesfotovoltaicasporperturbacionesenlaredelctricaexternasalageneracin
GinsngelGarcaLpez 32
Realizadalaexplicacinanterior,podemosdecirlascausasporlasqueseproducenlasdesconexionesen
nuestrainstalacinson:
Altaimpedanciadered
Tensinelevadaenlaredalaqueinyectalainstalacin
EsteproblemaseveacentuadoenelInversor3,dondelatensinderedeslamselevadadetodas.
5.6.SOLUCIONESPROPUESTAS
Aunqueestepuntoquedaunpocoalmargendelcontenidoglobaldeltrabajo,hedecididoaadirlopara
finalizar
lo
que
es
el
estudio
de
la
instalacin.
En
primer
lugar
se
aprecia
que
el
campo
fotovoltaico
del
inversor3generamenospotenciaquelosotrosdos.Deestaformalassolucionespropuestasson:
Comprobarquenohaypuntoscalientes(excrementosdepjaro,suciedadlocalizada,etc.)enla
instalacin.
Comprobarquetodoslosmdulosfuncionancorrectamentesegnsuhojadecaractersticas.
Encuantoloreferentealasprdidasdebidasalared,hemosvistotambinquelascausasdelas
desconexionessedebensobre todoaqueelvalorde la tensinenelpuntodeconexinesmuy
elevado.Porlotanto,podemosrealizaralgunadelassiguientesmedidas:
Verificarqueelinversorestbienconfiguradopararealizarladesconexina253V,ynoconuna
tensinmenor.
Comprobar la resistenciade red, y si esnecesario, ampliar la seccinde los conductores a la
salidadelosinversores.
Colocaruntransformadorreductordetensina lasalidade los inversores,detalformaque la
tensin
de
red
que
detectan
es
menor.
El
inversor
propuesto
es
trifsico,
de
potencia
18
kW
y
conrelacindetransformacin0,9.
Estaltimapropuestafuelautilizadaporelpropietariodelainstalacin,perodebetenerelvistobueno
deindustria,yaquesegnlanormativanopuedehaberningnelementoentrelosinversoresylamedida,
paraevitarqueseinyecteenergaprovenientedeotrasfuentesalared.Cabedecirqueunavezcolocadoel
transformacindetensin,lainstalacinfuncionsinproblemas,ynosevolvieronaregistrardesconexiones
debidasalaredelctrica.
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6.ESTUDIODELASPRDIDASECONMICAS6.1.PARMETROSECONMICOS
Alconsiderarlasprdidasenlainstalacin,nosolosemodificaeldinerolquidoquetenemosafinalde
ao,sinoquemodificademsparmetroseconmicosquesonbastanteimportantealahoraderealizaruna
inversin. Para estudiar el inters econmico del proyecto se realiza un anlisis de rentabilidad de la
inversinatendiendoacriterioscomosonelplazoderecuperacin(PAYBACK),elvalornetoactual(VAN)y
latasainternaderentabilidad(TIR),siendodichosparmetros:
Payback:Indicaenquaoserecuperalainversininicialrealizada,yportantomarcaelperiodo
enelquelainversinproduceunosbeneficiosmuysuperioresalosgastos.
ValorNetoAadido(VAN):SeentiendeporVANdeuna inversincomo lasumade losvalores
actualizadosdetodoslosflujosdecajanetosesperadosdelproyecto,deducidosdelainversin
inicial.Si la inversindeunproyecto tieneunVANpositivo,elproyectoes rentable,ycuanto
mayorseasuvalor,mayoressurentabilidad.
Tasa InternadeRetorno(TIR):EsunatasadedescuentoquehacequeelVANdeuna inversin
sea igualacero.Si laTIRresultantees igualosuperiora latasaexigidaporel inversor,yentre
variasalternativas,lamsconvenienteseraquellaquepresenteunTIRmayor.
Encuantoalaretribucinporlaenergaproducidaesde32/kWh,segnRD1578/2008,vigentecuando
serealizlainstalacinfotovoltaicaquehemosestudiado.
6.2.ESTUDIOECONMICO
Losdatosdepartidapararealizarelestudioeconmicosonlossiguientes:
Figura28.Datosdepartidapararealizarelestudioeconmico
CIFRASSINPRDIDAS
CIFRASCONPRDIDAS
1 Costetotal delainstalacin 76.800 76.800
2 PagadopormediosPropios 76.800 76.8003 Aosdecreditotieneunodecarencia(slolosrestantes) 10 10
4 Tipodeinteresdesalida. 4,00% 4,00%
6 Produccinprevistaao enkwh. 30467 24371,6
7 Perdidasdeproduccinestimadas. 0,90% 0,90%
8 Preciodelkwh. 0,32 0,32
9 Actualizacindelpreciokwh. 1,025 1,025
10 Gastosdemantenimiento 7,00% 7,00%
11 IPCdel incrementoanualdegastos. 2,50% 2,50%
12 Tasadedescuento. 5,50% 5,50%
DATOSDELAINSTALACION
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Realizandounasimulacina25aosconunatabladeExcel,obtenemoslossiguienteresultados:
Figura
29.
Resumen
de
los
datos
calculados
en
el
estudio
econmico
Alavistadelosresultadosloprimeroquemellamalaatencin,eselaumentodelosaosderetornode
la inversin, pasando de 13 a 21. Esto implica, que de seguir las prdidas en la instalacin, solo la
amortizaramoscercadesuvidatil.
Encuantoalosingresosanuales,vemosquedisminuyenen2.587. Estomultiplicadoporlos25aosde
vidadelainstalacin,tenemosquelasprdidasproducidasporlasincidenciasdelaredasciendenalanada
despreciablecantidadde62.082.
En cuanto a los dems parmetros tambin se ven significativamente afectados, lo quehace que de
haberconsideradolasprdidashubiesesidomuypocorentablerealizarlainstalacinfotovoltaica.
SINPRDIDAS CONPRDIDAS DIEFERENCIA1 ProduccindelaInstalacin(kWh) 30467 24371,6 6095,4
2 76.800 76.800
3 Beneficiosporproduccinmediaanualen25aos 7.938 5.351 2.587
4 Ingresosporproduccinmediaanual 662 446 216
5 Rentabilidadmediasobreinversintotal 10,34% 6,19% 4,14%
6 Aosderetornodelainversin 13 21 8
7 VANsobreinversindemediospropios% 2,59% 0,96% 1,63%
9 49.785 20.797 28.988
10 9,19% 6,10% 3,10%
CostedelaInstalacin
TIR
DATOSDELAINVERSION
VAN
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Cuantificacindelasprdidaseconmicasdebidasaladesconexindeinstalacionesfotovoltaicasporperturbacionesenlaredelctricaexternasalageneracin
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7.CONCLUSIONESA lo largodeesteestudio,medianteunametodologaprctica, sehademostrado la influenciade las
perturbacionesdelareddedistribucinenlasinstalacionesfotovoltaicasconectadasaellas.
Estasperturbacionespuedenpresentargrandesprdidaseconmicasen losproductores fotovoltaicos,
nosoloporlaenergaquedejandeinyectar,sinoporeldesgastedelosequipos,acortandosuvidatil.
Elpresenteestudioseharealizadoparaunainstalacinconcreta,queinyectaunaredelctricaconuna
tensinmuyelevada,ycongrandesprdidaseconmicas.
Noobstante,yaunqueresultaunbuenejemplolainstalacinestudiada,ysirvecomoguaparaextender
elestudioainstalacionesquesufranotrotipodeincidenciascomoloshuecosdetensin,microcortes,etc.
Y una vez llegado a este punto podemos plantearnos qu hacer en caso tener problemas, siendo la
compaaelctricalaresponsable.Esteejemplotambinnoshapuestodemanifiestoqueenocasioneses
mejortomarmedidaspornosotrosmismos,debidoalotediosoqueesrealizarreclamaciones,ascomolo
difcilqueesdemonstrarlaenergaquehemosdejadodeproducir.
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URLS/BIBLIOGRAFIA/ SOFTWARE
OrganismosPblicos/Privados RedElctricadeEspaa
http://www.ree.es
AsociacindelaIndustriaFotovoltaica
http://www.asif.org
ComisinEuropeadelaEnerga
http://sunbird.jrc.it/pvgis/apps/radmonth.php
AgenciadegestindelaEnergaenlaRegindeMurcia
http://www.argem.es/
PowerSatandardasLab
www.PowerStandards.com
PlataformaFotovoltaica
www.ptfv.org
Normativa/Estndares RealDecreto661/2007,de25demayo
RealDecreto1578/2008,de26deseptiembre
RealDecreto1663/2000,de29deseptiembre
ReglamentoElectrotcnicodeBajaTensin(RBT)
EstndarEN50160
EstndarIEC61000:
EstndarIEEE1159
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Fabricantes SMA
http://www.sma
iberica.com/
Conergy
http://www.conergy.de/
Libros/Artculos Deteccinautomticadeperturbacionesenlacalidaddelaenergaelctricayclasificacin
basadaeninteligenciaartificial,JuanA.ZorrilladeSanMartn
Metodologa para determinar las causas de perturbaciones elctricas de tensin en
instalacioneselctricas,AugustoAberuM.
CaracterizacindeHuecosdeTensinparalocalizacindefallasensistemasdedistribucin
Unprimerpasohaciaunmtodohbrido,JuanJoseMora,JoaquimMelendez
Monitorizacindelacalidaddelsuministrodeenergaelctrica,GabrielOrdnezPlata
Observabilidaddehuecosde tensinapartirde laevaluacinde la tensinendiferentes
situacionesdefallo,J.L.Falagn,L.I.Eguluz,J.C.Lavandero,M.Maana.
Localizacin de faltas en sistemas de distribucin de energa elctrica usando mtodos
basadosenelmodeloymtodosbasadosenelconocimiento,JuanJosMoraFlrez
SoftwareUtilizado MicrosoftWord2007
Microsoft
Excel
2007
SunnyDesing(SMA)
Autocad2008
AcrobatProfessional8
AdobePhotoshopElements6.0
MozillaFirefox
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ANEXOI:HOJADECARACTERSTICASDELOSELEMENTOS
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1.000
948
45
1.494
747
Los mdulos solares Conergy P 190205P estan diseados para las grandes necesidades de energa electrica. Sus
propiedades de alta calidad facilitan su uso en un gran nmero de aplicaciones. La alta eficiencia de sus clulas
policristalinas les convierten en mdulos extremadamente potentes y fiables.
Ventajas de producto
Clulas que incorporan EVA (Acetato de vinilo de etileno)
que garantizan el rendimiento a largo plazo
El cristal solar en la parte frontal mejora la UV y la resistencia
de aislamiento
Usa una pelicula impermeable que permite su uso en el
exterior
Robusto marco de aluminio que ofrece alta resistencia
Los mdulos estn equipados con conectores MC IV para
permitir una instalacin rpida y segura
Garanta y certificaciones
5 aos de garanta de producto
12 aos de garanta de un 90 % de potencia mnima
25 aos de garanta de un 80 % de potencia mnima
Certificaciones IEC 61215 e IEC 61730
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Todas las dimensiones en mm
Agujeros de
montaje
8.5 x 11.5mm
Agujero para toma
de tierra
4.5 mm
Cable
900 mm
Segn las condiciones de garanta Conergy
Conergy P 190205P
Datos tcnicos | Mdulos fotovoltaicos
Estos mdulos pueden usarse en un gran nmero de
aplicaciones. Son ideales para plantas fotovoltaicas (fijas, de
seguimiento o sobre cubiertas) y la mejor solucin para una
instalacin conectada a red.
Le recomendamos que conecte este mdulo con uno de
nuestros inversores fiables y flexibles IPG. Para todo tipo
de aplicacin y tamao, le ofrecemos sistemas de montaje
duraderos. Tanto en fijaciones sobre techo, terraza, suelo
o instalacines personalizadas. - las estructuras Conergy
Mounting Systems estn diseadas para satisfacer todos los
requisitos individuales.
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Conergy P 190P Conergy P 195P Conergy P 200P Conergy P 205P
Especifcaciones elctricas
Potencia nominal (PNOM) bajo STC1 190 W 195 W 200 W 205 W
Tolerancia 3 % 3 % 3 % 3 %
Efciencia del mdulo 12.7 % 13.1 % 13.4 % 13.7 %
Voltaje MPP (VMPP) 26.7 V 26.8 V 26.9 V 27 V
Corriente MPP (IMPP) 7.12 A 7.28 A 7.44 A 7.6 A
Voltaje circuito abierto (VOC) 32.6 V 32.7 V 32.8 V 32.9 V
Corriente corto circuito (ISC) 7.98 A 8.06 A 8.24 A 8.35 A
Coefciente de temperatura (PMPP) 0.47 % / C 0.47 % / C 0.47 % / C 0.47 % / C
Coefciente de temperatura (VOC) 0.104 V / C 0.105 V / C 0.105 V / C 0.105 V / C
Coefciente de temperatura (VOC) 0.32 % / C 0.32 % / C 0.32 % / C 0.32 % / C
Coefciente de temperatura (Isc) 0.04 % / C 0.04 % / C 0.04 % / C 0.04 % / C
Coefciente de temperatura (Isc) 3.2 mA / C 3.2 mA / C 3.3 mA / C 3.3 mA / C
Voltaje mximo del sistema 1,000 V 1,000 V 1,000 V 1,000 V
Valores en NOCT
Potencia nominal (PNOM) 175 W 179 W 184 W 190 W
Efciencia del mdulo 11.7 % 12 % 12.9 % 13.2 %
Voltaje MPP (VMPP) 24.7 V 24.7 V 24.8 V 24.9 V
Corriente MPP (IMPP) 7.1 A 7.26 A 7.43 A 7.63 A
Voltaje circuito abierto (VOC) 30.1 V 30.2 V 30.3 V 30.4 V
Corriente corto circuito (ISC) 8.0 A 8.08 A 8.25 A 8.43 A
Especifcaciones clula
Clulas policristalino
Nmero de clulas 54
Dimensiones de las clulas 156 156 mm
Dimensin del mdulo
Dimension (Long. anch. alt.) 1,494 1,000 45 mm
Peso 18 kg
Especifcaciones caja de conexiones
Dimensiones (Long. anch. alt.) 151 x 144 x 25mm
Grado IP IP 65
Conectores DC MC IV
ConergyP190-
205P-TD-ESP-0906
Laempresanoseha
ceresponsabledeposibleserrorestipogrfcos
2009Conergy
1 Condiciones estandar de comprobacin (Standard Test Conditions), defnidas
de la siguiente orma: Potencia de irradiacin de 1,000 W m
2
con una densidadespectral de AM 1.5 (AS TM E892). Temperatura de la clula de 2 5 C.2 Temperatura normal de uncionamiento de la clula (Normal Operating Cell Temperature):
irradiacin de 0,8kW/m, 20 C temperatura ambiente, velocidad del viento de 1 m/s
Conergy P 190205P
Datos tcnicos | Mdulos fotovoltaicos
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Sunny Mini CentralSMC 5000A y SMC 6000A
Mejor coeficiente de
rendimiento en inversores con
transformador: 96,1 %
Mejor relacin precio-calidad
de su clase
OptiCool:
Mximo rendimiento auna temperatura ambiente de
50 C gracias al sistema de
refrigeracin de dos cavidades
SMA grid guard 2:
Conmutador de desconexin
automtico
Electronic Solar Switch ESS:
Seccionador de potencia CC
(opcional)
Deteccin automtica de la fre-
cuencia de red 50 Hz / 60 Hz
Garanta SMA de 5 aos
Nuestros probados inversores SMC 5000 y SMC 6000, ofrecen en su versin per-feccionada con carcasa de aluminio, SMC 5000A y SMC 6000A, un rendimien-to todava mayor y un sistema de gestin de temperatura mejorado,
lo que los hace ideales para instalaciones fotovoltaicas, sean de poca potencia ode hasta varios cientos de kilovatios.La creacin de unidades ms pequeas posibilita, tambin en grandes instala-ciones, un dimensionamiento flexible y una monitorizacin detallada de lassubreas.
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SMC5000A_6000A-12:BS3106SunnyBoyySMAsonmarcasregistradasdeSMATechnologieA
GSujetoamodificacionesymejorastcnicasImpresoenpapelblanqueadosincloro
OptiCool: Sistema de refrigeracin de dos cavidades que garantiza unapotencia nominal plena a temperaturas ambientales hasta 40C
Datos Tcnicos
SMC 5000A
5750 W213 V 600 V
246 V600 V26 A
< 10 %4
Clavijas (MC o Tyco)ss
Diodo de cortocircuito
5500 W a 50 C5000 W
26 A< 4 %
220 V 240 V50 Hz / 60 Hz
1s, regulacin de corriente
Borne de CA
96,1 %95,2 %
Transformador de baja frecuenciaSMA grid guard 2
1
IP65OptiCool
de 25 C a +60 C
62 kg468 / 613 / 242
Opcional: RS232/RS485/por radioEstndar: display de 2 lneas5 aos (opcional: 10 aos)
Opcional: ESS
Compatibilidad p. ej. con Sunny BoyControl, Sunny Beam, Sunny WebBox
y Sunny Portal
SMC 6000A
6300 W213 V 600 V
246 V600 V26 A
< 10 %4
Clavijas (MC o Tyco)ss
Diodo de cortocircuito
6000 W a 50 C6000 W
26 A< 4 %
220 V 240 V50 Hz / 60 Hz
1s, regulacin de corriente
Borne de CA
96,1 %95,2 %
Transformador de baja frecuenciaSMA grid guard 2
1
IP65OptiCool
de 25 C a +60 C
63 kg468 / 613 / 242
Opcional: RS232/RS485/por radioEstndar: display de 2 lneas5 aos (opcional: 10 aos)
Opcional: ESS
Compatibilidad p. ej. con Sunny BoyControl, Sunny Beam, Sunny WebBox
y Sunny Portal
Parmetros de entradaPotencia mxima de CCRango de tensin CCTensin de servicio nominal (UFV,nom)Tensin mxima MPP (UMPP,max)Corriente de entrada mxima (IFV,max)Factor de distorsin de CC (UPP)Nmero mx. de Strings (en paralelo)Conexin de CCVaristores con control trmicoMonitorizacin de toma a tierraProteccin contra polarizacin inversa
Parmetros de salida
Potencia constante CA (PCA,max.)Potencia nominal de CA (PCA,nom)Corriente mx. de salida (ICA, max)Coeficiente de distorsin harmnica (THD)Tensin nominal CA (UCA, nom)Frecuencia nominal CA (fCA, nom)Factor de potencia (cos )Resistencia al cortocircuitoConexin a red
Coeficiente de rendimientoCoeficiente de rendimiento mximo (Max)Coeficiente de rendimiento europeo (Euro)
Electrnica de potenciaConcepto de circuitosMonitorizacin de red (DIN VDE 0126-1-1)Nmero de fases de inyeccin
Carcasasegn DIN EN 60529Concepto de refrigeracinTemperatura ambiente admisible
Parmetros mecnicosPesoAncho / alto / fondo (mm)
CaractersticasComunicacinDisplayGarantaDispositivo separador de CC
Monitorizacin de la instalacin
www.SMA-Iberica.comFreecall 00800 SUNNYBOYFreecall 00800 78669269
Ejemplo de cableado del Sunny Mini Central(conexin a red trifsica)
Innovaciones en la tcnica de sistemaspara el xito de la fotovoltaica
8/7/2019 TFM v3
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SUNNY WEBBOX
SUNNY WEBBOXEl registrador de datos profesional para su planta solar
Monitorizacin de la instalacin, diagnstico a distancia, almacenamiento de datos y visualizacin: Sunny WebBox es lacentral de comunicacin de su instalacin fotovoltaica. Recoge continuamente todos los datos de los inversores del lado delsistema y le permite informarse constantemente del estado actual de su instalacin. Este registrador de datos multifuncional
le ofrece diversas posibilidades para la visualizacin, el archivo y el procesamiento de los datos de su instalacin. La SunnyWebBox es la mejor opcin para cualquier usuario de una instalacin fotovoltaica que desee documentar la totalidad de losdatos de la instalacin. Incluso en lugares remotos sin conexin telefnica o Internet la instalacin fotovoltaica puede enviarlos datos al Sunny Portal va mdem GSM.