instalações isoladas: como configurar um inversor cargador
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Instalações fotovoltaicas isoladas: conselhos práticos para configurar um inversor carregador.TRANSCRIPT
KRANNICHSOLAR
INSTALAÇÕES FOTOVOLTAICAS ISOLADAS: CONSELHOS PRÁTICOS PARA CONFIGURAR UM INVERSOR CARREGADOR.
Sr. Arturo Andrés,
Responsável do departamento técnico da Krannich Solar. Idioma espanhol.
2
ÍNDICE
1. Introducción• Grupo Krannich• Evolución del mercado Offgrid para Krannich Solar
2. Pequeños sistemas aislados
3. Sistemas híbridos con acumulación• Razones de ser un complemento perfecto • Costes• Ejemplos
4. Sistemas híbridos sin acumulación• Razones de ser un complemento perfecto • Ánalisis de costes• Ejemplos
5. Conselhos práticos para configurar um inversor carregador
3
COMPROMISO TOTAL DEL GRUPO
Oficina de Krannich Solar Representación comercial de Krannich Solar
Países Bajos2013
Melbourne 2012
España
Valencia 2004 Tesalónica 2007
Atenas 2009
Lyon 2008
ItaliaTurín 2006
Bolonia 2009Brno 2009 Reading 2010Gante 2010
Estados UnidosNueva Jersey 2005
California 2013
Grecia Francia República Checa Bélgica Reino Unido Australia
Stuttgart 1995
Múnich 2008
Coblenza 2011
Wurzburg 2011
Bremen 2012
AustriaWels 2012
DinamarcaTommerup
2013
SuizaBaden 2013
JapónNagoya 2013
Alemania
4
DATOS IMPORTANTES
POTENCIA COMERCIALIZADA
(EN MW)
5 9 1215 12 25
58
103
211190
285325
1 6 18
32
18
3940
42
20
0
50
100
150
200
250
300
350
400
2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
Resto del grupo Krannich Solar España
5
EVOLUCIÓN DEL MERCADO OFFGRID EN KRANNICH ESPAÑA
Pequeños sistemas aislados
Sistemas híbridos con acumulación
Sistemas híbridos sin acumulación
66
SEGMENTACIÓN DE MERCADO FV / DIESEL
77
PEQUEÑOS SISTEMAS AISLADOS
Reguladores: Phocos, Victron, OutbackMonitor de batería(Recomendado)BMV-702S
Inversor: Victron Phoenix
88
PEQUEÑOS SISTEMAS AISLADOS
Monitor de batería: BMV-702S -Visualiza el estado de carga de la batería
- Necesita una carga completa para tomar de referencia el 100%
- Posibilidad de automatizar un relé por tensión o por SOC
- Monitoriza la tensión del punto medio de las baterías
99
PEQUEÑOS SISTEMAS AISLADOS
Cable incluido Fusible incluido
Phoenix 180 y 350 Si, 1,5 m Si
Phoenix 800 y 1200 Si, 1,5 m Si
Phoenix compact 1200 y 1600 Si, 1,5 m Si
Phoenix compact 2000 No Si
Phoenix 3k y 5k No No
Multiplus Compact 800 1200 1600 Si, 1,5 m Si
Multiplus Compact 2000 230V No Si
Multiplus 3k No No
Multiplus 5k 230V No No
Quattro 3k 230V No No
Quattro 5k 8k 10k 230V No No
Protecciones y cables
1010
PEQUEÑOS SISTEMAS AISLADOS
Reguladores MPPT: Victron, OutbackMonitor de batería: BMV-702S
Inversor: Victron Phoenix
+30%+30%
1111
PEQUEÑOS SISTEMAS AISLADOS
Marca Modelo
Corriente
max
Módulos
[A]
Corriente de
Consumos
(cargas DC)
[A]
Tensión
Máxima VOC
12V/24V [V]
Potencia
Módulos
Admitida
sistema 12V
[W]
Potencia
Módulos
Admitida
sistema 24V
[W]
Potencia
Módulos
Admitida
sistema 48V
[W]
Indicación
estado
batería
PVP
[€]
Victron 12/24V-5A 5 10 28/55 a a n.d. LED 31
Phocos CX10 10 10 30/50 a a n.d. Display 49
Victron 12/24V-10A 10 10 28/55 a a n.d. Led 36
Phocos CX20 20 20 30/50 a a n.d. Display 70
Victron 12/24V-20A 20 20 28/55 a a n.d. LED 60
Phocos CX40 40 40 30/50 a a n.d. Display 111
Phocos CX40-48V 40 40 50/95 n.d. a a Display 177
Victron MPPT 75/15 15 15 75 200 400 n.d. LED 95
Victron MPPT 100/15 15 15 100 200 400 n.d. LED 125
Victron MPPT 12/24V-40A 40 15 55 a a n.d. LED 260
Phocos MPPT 100/30 30 n.d. 95 450 900 n.d. LED 336
Victron MPPT 75/50 consultar n.d. 75 700 1400 n.d. LED 316
Victron MPPT 150/70 consultar n.d. 150 1000 2000 4000 Display 720
Outback FM60-150VDC 48 n.d. 150 750 1500 3000 Display 691
Outback FM80-150VDC 64 n.d. 150 1000 2000 4000 Display 791
a. Para 12V, utilice paneles solares de 36 células. Para 24V, utilice paneles solares de 72 células. Para 48V, utilice 2 paneles en serie de 72 células.
Reguladores
1212
PEQUEÑOS SISTEMAS AISLADOS
Reguladores
1313
SISTEMA HÍBRIDO FOTOVOLTAICO-DIESEL CON ACUMULACIÓN
� Compuesto por: Paneles fotovoltaicos, grupoelectrógeno, baterías e inversores
� Instalaciones <300kW
� Sin conexión a red o red inestable
� El inversor de aislada es el componente principal:
• Forma la microred (V,Hz) y controla la producción FV
• Convierte DC/AC y AC/DC
• Controla el proceso de carga de la bateriapara alargar su vida útil
1414
SISTEMAS HÍBRIDOS CON ACUMULACIÓN
- Gama de inversores cargadores de 800-10000 kVA
- Máximo 6 equipos en paralelo y 18 en trifásica.
- Dos entradas CA (Todos los Quattro ) y dos salidas CA (Todos los Quattro y varios Multiplus )
- Limitación de potencia FV lineal (Hz)
-Potencia FV 1:1 Potencia inversor (kVA)
Sistemas Victron
1515
SISTEMAS HÍBRIDOS CON ACUMULACIÓN
- Invesrores Sunny Island 6.0H / 8.0H
- Fácil de usar , robusto y flexible.
- Permite instalaciones del tamaño de 3 hasta 300 kWp
-Sistema multicluster
-En sistemas de 48V, 100Ah por cada 1kWp
Sistemas SMA
1616
CONTEXTO TÍPICO
0
1
2
3
4
5
6
7
8
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25
RESIDENCIAL
0
2
4
6
8
10
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23
RESTAURACIÓN HOTEL
0
5
10
15
20
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23
kW
kWkW
Característica principal:
- Picos de consumo- Inexistencia de un red eléctrica fiable
1717
Sistema híbrido de 16kW en Mauritania, promedio de curva de carga, uso de batería y generador diésel, % Inclusión FV de 35%.
Con la FV y el banco de baterías se cubre la principalmente demanda del mediodía el generador diésel los picos de potencia
1.- OPTIMIZACIÓN DEL USO DEL GRUPO ELECTRÓGENO:
SISTEMAS HÍBRIDOS CON ACUMULACIÓN
1818
• Aumenta el rendimiento
• Se reduce el número de horas de funcionamiento
• Aumenta su vida útil
Se recomienda usar el grupo electrógeno con un factor de carga superior al 40%
Aumento del consumo de diésel en función de la carga
1.- OPTIMIZACIÓN DEL USO DEL GRUPO ELECTRÓGENO:
SISTEMAS HÍBRIDOS CON ACUMULACIÓN
1919
2.- DISPONIBILIDAD:
• 230V/400V 24h/365d
• Posibilidad de sumar potencia del generador con la del sistema, por ejemplo:
Inversor 3kVA con una corriente de entrada máxima de 50A(3000 / 230 = 13A)
Salida: 50 + 13 = 63A
Esquema instalación con generador como apoyo
Fuente: GENERGY
SISTEMAS HÍBRIDOS CON ACUMULACIÓN
2020
3.- OPTIMIZACIÓN DE LAS BATERIAS:
- Reduce su capacidad y por tanto la inversión inicial
- Optimiza la carga compensatoria cada 30 ciclos (en caso de uso diario)
- Evita descargas profundas
Debido al coste inicial (20-30%), se recomienda diseñar el banco de baterías para que duren entre 6-10 años
Número de ciclos
Profundidad de descarga
SISTEMAS HÍBRIDOS CON ACUMULACIÓN
2121
TÍPICA DISTRIBUCIÓN DE COSTES DE UN SISTEMA HÍBRIDO CON ACUMULACIÓN
El coste real de la instalación de un sistema híbrido de PV / diésel está en el intervalo de 2500 - 4000 EUR / kWp dependiendo del tamaño y la localización.
*El coste no incluye ninguna red de baja o media tensión
2222
EJEMPLO 1 : RESTAURANTE EN IBIZA
Datos iniciales:
- Consumo diario aproximado: 300 kWh- Generador diésel 50kVA- Coste combustible: 1,04 €/l
Configuración propuesta:
- Pot. FV: 45 kWp- Inv. Aislada: 6 x SI 5048 (30kW)- Inv. Red: 2 x STP15000 + 1 x STP10000- 1 Multicluster 12.3- Acumulador: 288kWh
Porcentaje de inclusión fotovoltaica: 52%Coste aproximado: 3000€/kWpHan reducido el gasto de combustible medio mensual de 5000€ a 800€
Fuente: SMA
2323
EJEMPLO 1 : RESTAURANTE EN IBIZA
30% 40%
80%
2424
EJEMPLO 1 : RESTAURANTE EN IBIZA
2525
EJEMPLO 2: HOTEL RURAL EN TOLEDO
Datos iniciales:
- Consumo diario aproximado: 100 kWh - Generador diésel 40 kVA- Coste combustible: 1,04 €/l
Configuración propuesta:
- Pot. FV: 18 kWp- Inv. Aislada: 3 x SI 5048 (15kW)- Inv. Red: 1 x STP17000- 1 Multicluster 6.3- Acumulador: 120 kWh
Porcentaje de inclusión fotovoltaica: 63%Coste aproximado: 3200 €/kWp
2626
EJEMPLO 3: HOTEL EN GAMBIA
Datos iniciales:
- Generador diésel 120 kVA- Red eléctrica inestable - Coste combustible: 1,04 €/l
Configuración propuesta:
- Pot. FV: 60 kWp- Inv. Aislada: 9 SI8.0H (54kW)- Inv. Red: 4 x STP15000- 1 Multicluster 12.3- Acumulador: 270 kWh
Porcentaje de inclusión fotovoltaica: 60%Coste aproximado: 3780 €/kWpRetorno de la inversión estimado: 8 años
Mes A·h/day Wh/day Wh/month
Enero 10166,7 488000,0 15128000,0
Febrero 10166,7 488000,0 13664000,0
Marzo 8041,7 386000,0 11966000,0
Abril 8041,7 386000,0 11580000,0
Mayo 7916,7 380000,0 11780000,0
Junio 7437,5 357000,0 10710000,0
Julio 7437,5 357000,0 11067000,0
Agosto 7437,5 357000,0 11067000,0
Septiembre 6895,8 331000,0 9930000,0
Octubre 6895,8 331000,0 10261000,0
Noviembre 6895,8 331000,0 9930000,0
Diciembre 10166,7 488000,0 15128000,0
TOTAL Wh/año 142211000,0
2727
SISTEMA HÍBRIDO FOTOVOLTAICO-DIESEL SIN ACUMULACIÓN
� Compuesto principalmente por uno o varios grupos electrógenos, paneles fotovoltaicos, sistema de control y monitorización e inversores
� Una comunicación rápida entre los componentes del sistema para controlar y gestionar la energía, la sincronización y el funcionamiento en paralelo
� Configuración inicial del sistema, establecimiento de los puntos de ajuste y parámetros
� Monitorización del estado y el rendimiento de los componentes individuales y de todo el sistema
� De 300kWp hasta 6 MW
� El generador o generadores diesel, se encargande formar la red
2828
CONTEXTO TÍPICO
INDUSTRIAL
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
kW
Características principales:
- Consumos continuos y elevados
- Inexistencia de un red eléctrica fiable
2929
5.- AHORRO ECONÓMICO Y MÁS SOSTENIBILIDAD
Ejemplo de industria en Líbano:
- 6 generadores 600 kVA- Promedio de carga 2 MW
Propuesta:
- Potencia FV: 505 kWp en sistema fijo- Sistema “SMA FUEL SAVE CONTROLLER”- 23 inversores STP 20000TL
Simulación del rendimiento en un día normal:
- 2.500 kWh de energía FV producida- 714 litros de fuel ahorrados
SISTEMA HÍBRIDO FOTOVOLTAICO-DIESEL SIN ACUMULACIÓN
3030
SISTEMA HÍBRIDO FOTOVOLTAICO-DIESEL SIN ACUMULACIÓN
FUEL SAVE CONTROLLER
3131
5.- AHORRO ECONÓMICO Y MÁS SOSTENIBILIDAD
- Rendimiento FV específico:1.800 kWh/kWp
- Coste del sistema FV: 1.600 €/kWp
- Coste combustible: 0,75 €/l
- Energía FV producida al año: 909.000 kWh
- Eficiencia estimada del generador : 3,5 kWh/l
- Financiación FV: 70% deuda(con 7% de interés y 5 años de amortización)
Flujo de caja: Proyecto hibridación industria en Líbano
Se asume el 100% del consumo FV posible.
- Retorno de la inversión de 5 años
- Alrededor de 260.000 litros de combustible y 780 Tn de CO2 ahorrados al año
SISTEMA HÍBRIDO FOTOVOLTAICO-DIESEL SIN ACUMULACIÓN
3232
Ejemplo: LíbanoRendimiento FV: 1800 Kwh / kwpPot. Instalada: 505kwp
SISTEMA HÍBRIDO FOTOVOLTAICO-DIESEL SIN ACUMULACIÓN
3333
5.- MODULAR
505 kWp
505 kWp
SISTEMA HÍBRIDO FOTOVOLTAICO-DIESEL SIN ACUMULACIÓN
3434
EJEMPLOS DE APLICACIONES
Agricultura y ganadería
Abastecimiento enislas y lugares remotos
Centro de telecomunicaciones
Industria en lugares remotos
Hoteles rurales
Electrificación rural
Fuente: Kaco
3535
CONSELHOS PRÁTICOS PARA CONFIGURAR UM INVERSOR CARREGADOR
3636
CONSELHOS PRÁTICOS PARA CONFIGURAR UM INVERSOR CARREGADOR
Frecuencia del sistema
Números de esclavos para el maestro
en sistemas en paralelo
Sistema trifásico
Parámetros del relé interno:
-Rango de frecuencia y toma tierra
-Valores V de conexión y desconexión
-Asume la alimentación de las cargas
-Limita la Int de entrada (hay que
tener en cuenta el 80% de la potencia
del generador)
-no se toca el valor de la entrada 2
General:
3737
V salida que se puede variar por
ejemplo cuando alimenta los
consumos de la batería
Al activarla el inversor combinara el
elemento de entrada con las
baterías para suministrar potencia al
los elementos de consumo.
Ej :pot demandada 55A ;50A de la
entrada y el resto de las baterías.
Tensión a la cual se tiene que
desconectar el inversor
Tensión a la cual se tiene que volver
a conectar el inversor
Tensión de batería baja para
avisarnos antes de que se
desconecte el inversor.
Habilitamos esta pestaña cuando para que el inversor consuma menos recursos (modo ahorro)
cuando la potencia de las cargas es baja al valor que elegimos. Lo hace de dos maneras:
Onda sinusoidal modificada: Actúa sobre los interruptores de potencia.
Modo de búsqueda: busca si hay consumo mediante un pulso cada 1 segundo.
CONSELHOS PRÁTICOS PARA CONFIGURAR UM INVERSOR CARREGADOR
Inversor:
3838
CONSELHOS PRÁTICOS PARA CONFIGURAR UM INVERSOR CARREGADOR
Nos dará más margen de frecuencia
y voltaje en el generador. Nunca
hay que tener activada la función
SAI y CA débil simultáneamente.
Parar la carga de las baterías a las 10
horas que es la duración de la carga
en BULK. Si la duración de las
baterías en bulk y absorción es más
de 10 horas es que existe algún
problema. Hay que desactivarlo
cuando estamos conectados a RED
y no hay grupo.
Va gravando los datos de carga de la
batería. (SE USA PARA BARCOS).
En la curva de carga introducimos los valores de las etapas mas adecuados a nuestras baterías (según valore de
catálogo).
Absorción: 28.8V-29V para baterías de 24V.
Flotación: tensión para el mantenimiento de las baterías.
Corriente de carga: la máxima carga de una batería sin dañarla es un 20%.
El tiempo e intervalo de absorción repetida es cuando el inversor trabaja en modo SAI cuando no hay red y se tira
de las baterías y como están en carga necesitan en la fase de flotación absorber a cada “X” horas en cada “X”
días.
Cargador:
3939
CONSELHOS PRÁTICOS PARA CONFIGURAR UM INVERSOR CARREGADOR
Es preferible dejarlo en el 85%
que es el porcentaje al final de
la fase BULK.
Capacidad de la batería en C10
Monitor de baterías:
40