El personal en la planta es la mejor opción para garantizar la seguridad, ya que su presencia física disuade a posibles asaltantes. Además, pueden realizar tareas de mantenimiento preventivo.
Desventaja
Elevado coste de mantener personal en la planta de forma permanente. Requiere instalaciones para el personal.
1. SISTEMAS FOTOVOLTAICOS
Diseño, ejecución, explotación y mantenimiento
EXPLOTACIÓN DE LA PLANTA
Oscar Velasco. Grupo Generalia. 22 de Marzo de 2011
www.generalia.es
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2. ÍNDICE
Sistemas de control y telecomunicaciones
Componentes e infraestructuras necesarias de los sistemas
de control
Gestión de la información obtenida por el sistema de control
Seguridad de la instalación
Sistemas de protección frente a robos
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3. ÍNDICE
Sistemas de control y telecomunicaciones
Componentes e infraestructuras necesarias de los sistemas
de control
Gestión de la información obtenida por el sistema de control
Seguridad de la instalación
Sistemas de protección frente a robos
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4. SISTEMAS DE CONTROL Y TELECOMUNICACIONES:
INTRODUCCIÓN
Monitorización (Monitorizar):
Observar mediante aparatos especiales el
curso de uno o varios parámetros fisiológicos
o de otra naturaleza para detectar posibles
anomalías.
Telecontrol:
Conjunto de mandos y dispositivos que permiten cambiar el estado de los dispositivos de
la planta, desde localización remota.
Razones para monitorización & control:
1.- Facturación de la producción
2.- Detección de averías/incidencias
a) Disponibilidad
3.- Garantías del promotor b) Performance Ratio
c) Producción (kWh./kWp)
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5. TIPOS DE INSTALACIONES FV
Esta presentación se centra en las instalaciones FV de conexión a red.
Tanto inversores como contadores disponen de salida de comunicación para monitorizar
sus diferentes variables.
Se pueden incluir, células calibradas, sensores de temperatura, etc.
Energy Transformer
Photovoltaic DC / AC Meter
Array Inverter Electricity
Grid
La monitorización y/o telecontrol se realizan en base al objetivo que se desea conseguir,
teniendo en cuenta los medios que se disponen. En las instalaciones fotovoltaicas ya sean
aisladas o de conexión a red se usan dispositivos electrónicos que incorporan registradores
de datos de las variables mas importantes y una salida para su posible comunicación.
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6. SISTEMA DE MONITORIZACIÓN
Su capacidad dependerá de los costes asumibles para la instalación
Requisitos:
Fiabilidad: redundancia. Comunicaciones estables (cable)
Robustez: recuperación errores y alarmas
Soluciones:
Existentes en el mercado
Muy desarrolladas.
De cada fabricante o genéricas. Amplio abanico en inversores
Soluciones a medida
Actualizable
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7. ÍNDICE
Sistemas de control y telecomunicaciones
Componentes e infraestructuras necesarias de los sistemas
de control
Gestión de la información obtenida por el sistema de control
Seguridad de la instalación
Sistemas de protección frente a robos
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8. ELEMENTOS BÁSICOS DE UNA INSTALACIÓN
Elemento Parámetros Incidencias
Paneles - Corriente de String - Fallos de módulo
- Irradiación - Fallos de aislamiento
- Desalineación
Inversor - Potencia instantánea - Fallos electrónicos (bajo
- Energía producida rendimiento)
- Emisiones CO2 - Fallos eléctricos (parada)
Contador - kWh producidos - Parada del contador
- Curva de carga
Transformador - Tensión de fases - Red fuera de tolerancia
Red - Frecuencia
9. ELEMENTOS COMPLEMENTARIOS DE UNA
INSTALACIÓN
Elemento Parámetros Alarmas
Célula calibrada - Irradiación - Alta irradiación y baja producción
Estación - Velocidad viento - Alta velocidad del viento
Meteorológica - Temperatura
Sensores de - Intensidad - Sobretensión
Corriente - Tensiones - Corte
Protecciones - Estado (abierto/cerrado) - Disparo
10. SISTEMA DE MONITORIZACIÓN. TOPOLOGÍA
Sensores Comunicación Sala de control Alarmas
Varias opciones: Server 1. Locales:
1. Recogida Sirena
1. Diseño datos
2. SMS
- Cable 2. Tratamiento /
comparación 3. E-mail
Inversor - Radio-enlace
3. Generación Internet
Datalogger 2. Lógica alarmas
RS232/485 - Sin Lógica: 4. Comunicación 1. BBDD
Ethernet - Conversor Internet
2. Web
5. Logs
Contador - Con Lógica: 3. Túnel
- Datalogger 1. VPN
Display
RS232/485
Visualización 2. VNC
11. SISTEMA DE MONITORIZACIÓN: RUTINA
Recogida de datos + Análisis
Rendimiento Rendimiento ligeramente Rendimiento notablemente
mejor o igual inferior a previsión inferior a previsión
a previsión
Análisis de parámetros Diagnóstico
funcionales Alarma
del fallo
Acciones sobre el sistema
- In situ o telecontrol
Incorporación mantenimiento Generación informe y/o orden
preventivo y/o mejoras mantenimiento correctivo
Funcionamiento correcto Log de variables e
incidencias
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12. SISTEMA DE TELECONTROL. ARQUITECTURA
BÁSICA
Interruptores ON/OFF para rearme de sistemas
PC
REMOTO
Control Tracker
INTERNET
Sistema
Monitorización
Gateway Server
Sistema de
Seguridad
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13. SISTEMA DE TELECONTROL. ARQUITECTURA
AVANZADA
Un sistema de telecontrol avanzado requiere mayor ancho de banda y comunicaciones robustas.
- Actualizaciones
Tracker - Ajustes
PC
REMOTO - Configuración
INTERNET - Actualizaciones
Sistema - Ajustes
Monitorización - Configuración
- Altas
Gateway Server
- Actualizaciones
Sistema de
- Ajustes: cámaras…
Seguridad
- Configuración
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14. COMUNICACIONES
Comunicaciones Internas de la planta
Transferencia de datos entre dispositivos, datalogger, Server y Gateway.
Topologías:
Inalámbricas: bluetooth, wifi, móvil, etc..
Cableadas: RS232, RS485, Ethernet, fibra óptica, etc..
Uso de convertidores: Moxa, etc..
Comunicación externa de la planta
Comunicaciones con el exterior
Topologías: RTB, ADSL, Satélite, Móvil (GPRS/UMTS)…
Redundancia y Robustez.
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15. COMUNICACIONES
Línea GPRS UMTS Radio Vía Satélite
Telefónica
Cobertura
Ancho de
Banda
Fiabilidad/Rob
ustez
Coste
Instalación
Coste
Operativo
16. TELEMEDIDA: FACTURACIÓN REMOTA DE LA
COMPAÑÍA
La facturación remota de la compañía eléctrica que ya se produce en algunos países, como en
España, permite a la compañía eléctrica o al gestor de la red:
Prescindir de operarios que se desplazan a realizar mediciones manuales
Disponer de unos datos de contador que convenientemente tratados permiten la mejor
gestión de la demanda y generación cada vez mas necesaria
Modem Modem RS232/485 Bus de
GSM GSM Contadores
Server
Medida
Conversor
Bus de
Gateway Gateway Ethernet –
contadores
RS232/485
Compañía eléctrica Instalación generadora
17. PROBLEMAS HABITUALES
Replicación de sistemas
Un sistema funcional en una instalación puede no funcionar en otra: dispositivos,
versiones SW, bus comunicaciones, país, etc..
Incompatibilidades de soluciones.
Mezcla de soluciones comerciales pueden originar deficiencias de funcionamiento: tasas de
refresco de dispositivos, tiempos de transferencia, anchos de banda, etc..
Muchas soluciones están aún en desarrollo. Problemas de madurez
Falta de Cobertura
Regiones aisladas. Sin cobertura RTB, ADSL, UMTS o GPRS.
La perdida del canal de comunicación implica la pérdida del 90% de funcionalidades.
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18. ÍNDICE
Sistemas de control y telecomunicaciones
Componentes e infraestructuras necesarias de los sistemas
de control
Gestión de la información obtenida por el sistema de control
Seguridad de la instalación
Sistemas de protección frente a robos
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19. MONITORIZACIÓN ORIENTADA A LA OPERACIÓN
Para ello, lo más importante es el contador
Es el último elemento del sistema, lo que inyecto en la red, lo que voy
Objetivo, a facturar.
Maximizar la Controlar que estoy inyectando la máxima energía posible a la red
rentabilidad
Necesitamos referencias:
Irradiación (célula calibrada) y Temperatura.
Otros: experiencia, instalaciones referencia, etc..
El inversor nos puede ayudar a prevenir fallos futuros
Ejemplo: si sube temperatura progresivamente puede deberse a:
Un fallo técnico esporádico – REPARAR
Un fallo de diseño – REDISEÑAR
La planta podría pararse.
20. PUNTOS CLAVE EN LA OPERACIÓN
Detectar incidencias inmediatamente después de producirse (Tiempo real)
Predecir algunas averías
Solventar algunas averías
Avisar al personal de campo
El personal de campo NUNCA podrá ser sustituido por sistemas de telecontrol
o telemando
Es esencial disponer de repuestos y recursos en planta
Alto riesgo eléctrico: formación, concienciación y medidas de protección
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21. MONITORIZACIÓN ORIENTADA A LA OPERACIÓN
Ejemplo de monitorización orientada a la operación: Parque Solar Valdecarábanos. España
22. SISTEMA DE TELECONTROL: INTRODUCCIÓN
Control de los dispositivos de la planta desde localización remota
Actúan sobre:
Inversor, tracker, protecciones, monitorización, seguridad
NUNCA actúa sobre contadores
Razón:
1. Ahorrar costes.
2. Exigencia legal:
Exigencia de la Compañía Distribuidora: telecontrol de celdas de
aislamiento.
Normativa podría exigir que instalaciones superiores a una potencia
deben estar adscritas a centro de control de generación.
Está ligado al sistema monitorización (datos)
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23. ENVÍO DE INFORMACIÓN PARA EL
MANTENIMIENTO
Tipos de Mantenimiento
Correctivo: solucionar una incidencia.
Preventivo: prevenir una posible incidencia, e impedir que llegue a suceder.
Elementos para mantenimiento
Inversor
Seguidor
Paneles (en menor medida): limpieza, recambio, etc..
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24. MANTENIMIENTO DEL INVERSOR
Tipos de fallos:
Según gravedad:
Warning: fallos pequeños. Muchos. No importante (generalmente)
Alarma: fallo grave. Pocos. Importante. Implica parada.
Según tipo:
Interno: del propio inversor
Externo: de la instalación.
Del lado DC: de los paneles al inversor.
Del inversor a la red
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25. MANTENIMIENTO DEL INVERSOR
Problemas más corrientes:
Fallo de aislamiento (cable con insuficiente protección)
Fallo externo: problema en la instalación.
Bajo voltaje en DC:
Fallo externo: problema en el lado DC (Array).
Fallo de seguimiento de MPPT (Punto de Potencia Máxima)
Fallo externo: una mala configuración puede desviarnos del
MPPT
Fallo interno: problema de programación/Firmware
Red fuera de tolerancia: desvío en frecuencia / tensión
Fallo externo: entre el inversor y la red.
Limite por temperatura
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26. MANTENIMIENTO DEL SEGUIDOR
Fallo por orientación/posición.
Está en hora.
En caso de viento, está en estado de defensa
Fallo por sobretensión en motores.
Rotura o avería del reductor
Fallo en finales de carrera
Sobrepasar sensores de final de carrera, sin activar.
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27. ÍNDICE
Sistemas de control y telecomunicaciones
Componentes e infraestructuras necesarias de los sistemas
de control
Gestión de la información obtenida por el sistema de control
Seguridad de la instalación
Sistemas de protección frente a robos
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28. SEGURIDAD EN LA PLANTA. INTRODUCCIÓN
Razones:
Elementos de gran valor: inversores, paneles, cable…
Multitud de casos de robo
Evitar falta de producción (hay seguros que cubren falta de producción)
Zonas aisladas
Largos periodos desatendidas (salvo presencia física)
Grandes problemas de comunicación
La solución perfecta no existe.
Pero se acercará a la ideal combinando:
Presencia física
Tele-vigilancia
29. SEGURIDAD EN LA PLANTA: OPCIONES
Posibles sistemas de seguridad en una planta fotovoltaica:
Personal en planta.
Sistema de video-vigilancia
Sensores perimetrales.
Cosido de paneles
Controlador de String
Sensores infrarrojos/microondas
Los métodos de seguridad evolucionan en función de la capacidad que
van adquiriendo a su vez los asaltantes
31. ÍNDICE
Sistemas de control y telecomunicaciones
Componentes e infraestructuras necesarias de los sistemas
de control
Gestión de la información obtenida por el sistema de control
Seguridad de la instalación
Sistemas de protección frente a robos
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32. PERSONAL EN LA PLANTA
Ventaja
Es una solución muy disuasoria
Inconvenientes
Es la solución más cara a Largo Plazo
Reduce rentabilidad de la instalación
Opciones
Personal propio de la empresa.
Personal externo.
Óptimo: combinación Personal en planta + Tele-vigilancia.
33. SISTEMA DE VIDEOVIGILANCIA
CCTV vs IP
CCTV
Circuito Cerrado de
Televisión.
Necesitan líneas
dedicadas TX Video
Sistema IP
Versatilidad
Buena calidad
Buena transmisión
Menos cableado
Recomendado
Fuente: Condev
Sistema IP
34. ELEMENTOS DEL SISTEMA DE VIDEOVIGILANCIA
Digital Video Recorder (Encoder/Decoder)
Calidad D1 en tiempo real
Gran capacidad grabación D1 Quality
Opcionales:
- Full D1 video is 720x480.
Gestión de alarmas y relés - Cropped D1 is 704x480.
- Half D1 video is 352x480
Telecontrol y gestión remota cámaras
Analizador de video
Mediante Software especializado
Más caro, pero muy buena prestación
Detección de movimiento
35. ELEMENTOS DEL SISTEMA DE VIDEOVIGILANCIA
Cámara IP / Analógica
Cámaras IP / analógica
Calidad D1 a tiempo real.
Cámaras largo alcance (Varios Km*)
Visión las 24h
Zoom óptico 60x
Infrarrojos
Potentes infrarrojos de largo alcance
Visión nocturna: cuando mas riesgo de intrusión hay.
Alcance 1.5Km (visión con 0.00001 lux).
Control PTZ
Control de movimiento automático o Manual (Joystick).
* Según especificaciones, hasta 15 km.
36. SISTEMAS ANTI-INTRUSIÓN
Sistema de sensores perimetrales
Mejor solución: sensores de fibra óptica.
Sistema pasivo: inmune a sistemas
eléctricos/tormentas
Discriminación de falsas alarmas
Alarma en caso de corte de la fibra
Alarma en caso de movimiento cercano
Opciones:
En la valla o muro. Mas vulnerable
Zonas de tránsito
Enterrada. Más cara (zanjeado)
Intervalo temperatura: -30º a 75º
37. SISTEMA ANTI-INTRUSIÓN
Detectores de presencia
Sensible a:
Infrarrojos: variaciones de energía térmica
Microondas: movimiento
Configurable:
Alarma cuando existe doble detección
Problemas con niebla
Alarma única detección
Falsas alarmas
38. SISTEMA ANTI-ROBO
Cosido de paneles, mediante fibra óptica
Enlazada a cada uno de los paneles, por la parte posterior
Alarma en caso de sustracción (rotura de la fibra)
Ejecución engorrosa
Intervalo temperatura: -30º a +75º
También existe solución por hilo conductor
Es por impedancia de cable
En principio, inmune al sabotaje
39. SISTEMA ANTI-ROBO
Controlador de String.
Hibrido para monitorización y seguridad
Durante el día
Controla la potencia (Tensión/Intensidad) circulando por los arrays
de paneles.
Protege la instalación con fusibles integrados
Durante la noche
También controla un corte en el cable, aunque no haya
intensidad/tensión
Sistema novedoso
40. GESTIÓN DE ALARMAS
Alarma Local:
Sirena, Iluminación, Altavoces
Estudiar los inputs
Disuasorio
-Visibilidad planta
-Distancia a entidad
Envío personal empresa:
de seguridad
SMS, Mail, Llamada -Etc.
Dos opciones
Conocimiento para control, aviso Sirena
-Disuasoria: antes de
robo
Aviso entidad de Seguridad: - Durante robo:
atrapar al ladrón
Privada (a las autoridades públicas o seguridad privada)
Tener en cuenta distancia entre la entidad y la
planta solar.
41. OTRAS POSIBILIDADES DE SEGURIDAD
Rondas electrónicas
En la actualidad, una opción que puede suponer un ahorro en vigilancia física es la denominada
“ronda electrónica”
La ronda electrónica simula una ronda ordinaria de un empleado de seguridad pero se realiza de
forma remota desde las central de la compañía de vigilancia usando las cámaras de
vigilancia instaladas
Seguridad de instalaciones en cubierta
Es normal que para este tipo de instalaciones no se realice ninguna instalación suplementaria de
seguridad a la que ya cuente la nave o casa particular, ya que es habitual que los inmuebles
se encuentren en zonas urbanas o periurbanas.
Si la instalación se encuentra en zona deshabitada y/o la la cubierta no está a suficiente altura,
se recomienda aplicar alguno de los sistemas de seguridad descritos en este módulo.
Seguro contra el robo siempre vigente. Póliza todo riesgo