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Autoconsumo com e sem baterias

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Autoconsumo com e sem baterias

  1. 1. KRANNICH Autoconsumo con y sin baterias SOLAR Arturo Andrés Perales Resp. Dpto técnico a.andres@es.krannich-solar.com Diciembre 2012
  2. 2. Autoconsumo con y sin baterias • Instalaciones autoconsumo– Posibles aplicaciones • El funcionamiento de una instalación fotovoltaica de autoconsumo con baterias • Los componentes específicos y sus características • Los pasos de dimensionado de una instalación aislada 2
  3. 3. Autoconsumo sin baterias Configuración 1: Autoconsumo instantáneo. Con este nombre llamamos a instalaciones orientadas al consumo instantáneo de nuestro generador FV puesto que lo que tratamos es evitar que no existan excedentes es decir que no haya vertido a la red precisamente porque no hay compensación económica (tarifa) o trueque con la compañía de distribución (Balance de energías). • Curva de generación encaja en curva de consumos • Ideal con cargas constantes a lo largo del día H24/365 • Dimensionado con un criterio conservador 3
  4. 4. Autoconsumo sin baterias Consumo domético VS Micro Inversor FV 1,6 1,4 1,2 1 Consumo (khw) 0,8 Generación Micro inversor FV (kwh) 0,6 0,4 0,2 0 Horas del dia 4
  5. 5. Autoconsumo sin baterias SMA Sunny boy 240 -> Disponible a partir de enero 2013 1ª configuración: Aurora Power one MICRO-0.25-I MICRO-0.3-I 5
  6. 6. Autoconsumo sin baterias Configuración 2: Autoconsumo instantáneo con activación de consumos En el caso de que la energía consumida sea menor a la producida, podemos instalar elementos automáticos para que activen consumos “libres de horario” como, por ejemplo, el lavavajillas, calefactores o el aire acondicionado. En el mercado existen productos como el Solarlog con enchufes IP o el Sunny Home Manager de SMA que permiten aprovechar los excesos de energía durante el día. Por ejemplo, en la gráfica anterior podíamos ver que alrededor de las 15:00h se producía un exceso de energía, a través de este sistema podríamos automatizar el encendido del lavavajillas para que el excedente no sea vertido a la red. De esta manera, haríamos un consumo más eficiente de la energía e inyectaríamos la mínima energía a la red. 6
  7. 7. Autoconsumo sin baterias Consumo doméstico VS Generación Micro Inversor FV 1,4 Traslado automático del consumo del lavavajillas 1,2 1 Consumo (khw) 0,8 Kwh Generación 0,6 Micro inversor FV (kwh) 0,4 0,2 0 Horas del dia 7
  8. 8. Autoconsumo sin baterias 2ª CONFIGURACIÓN: SMA SUNNY HOME MANAGER 8
  9. 9. Autoconsumo sin baterias 2ª CONFIGURACIÓN: SOLARLOG + RESTO DE INVERSORES 9
  10. 10. Autoconsumo sin baterias SOLARLOG 1000 10
  11. 11. Autoconsumo sin baterias 2ª CONFIGURACIÓN: INVERSORES SOLARMAX 11
  12. 12. Autoconsumo sin baterias 2ª CONFIGURACIÓN: INVERSORES KACO 12
  13. 13. Autoconsumo sin baterias Configuración 3: Autoconsumo instantáneo con limitación de potencia activa También se puede instalar un sistema de reducción de potencia aunque con esto no favoreceríamos un consumo eficiente de la energía. 13
  14. 14. Autoconsumo sin baterias Es la solución para las instalaciones fotovoltaicas de autoconsumo que se POWER CONTROL diseñan con el objetivo de evitar la inyección a la red, modulando la MODULE + generación fotovoltaica. COMDEC GP . 14
  15. 15. Autoconsumo sin baterias Existe en versión monofásica y trifásica, con un las pinzas amperimétricas COMDEC GP su instalación resulta muy fácil y un LED nos informa del estado de la instalación. Es un dispositivo con microprocesador que evalúa de una forma continua e instantánea la producción del sistema fotovoltaico y el consumo. Su algoritmo activo optimiza el exceso de producción fotovoltaica modulando la producción de los inversores que incorporan esta posibilidad. La configuración estándar esta especialmente preparado para 0%, 30%, 60% y 100% de la producción fotovoltaica Características Entradas medición: 0 - 125 A Opcional: 150-800 A Salidas gestión inversores: 4 5V Salida desconexión FV: 10 A 230V Puede activar relé desconexión. Protección: IP40 Uso interior Alimentación: 9 V DC Con alimentador 230V incluido Peso: 0,5 kg Con embalaje: 0,6 kg Medidas: 70x88x58 mm En trifásico longitud 110mm 15
  16. 16. Autoconsumo sin baterias COMDEC GP + SOLARLOG PM +RESTO DE INVERSORES + + 16
  17. 17. Autoconsumo sin baterias SOLARLOG PM 17
  18. 18. Autoconsumo sin baterias Configuración 4: Autoconsumo con balance neto. Instalaciones de autoconsumo con capacidad de verter a red los excedentes los cuales están sujetos a trueque o transacción económica con la compañía distribuidora que aplica lo que se ha dado en llamar balance neto. • Curva de generación se ajusta por exceso en curva de consumos, suficiente para cubrir sobre-necesidades • Generación de derechos de consumo diferido • Útiles en entornos con cargas poco predecibles • Pero mientras llega el balance neto también es viable técnica y económicamente hacer instalaciones del tipo… 18
  19. 19. Autoconsumo con baterias Configuración 5: Autoconsumo con baterías. Es decir, se podría instalar un sistema aislado con conexión a red. En este caso, todo el flujo de energía pasaría a través de un inversor de uso aislado dando prioridad al uso de la energía procedente de la instalación fotovoltaica. En el caso de que la energía procedente de la fotovoltaica no fuera suficiente, entonces el inversor haría de “bypass” entre la red y los consumos • Técnicamente sería una instalación basada en un generador FV que utiliza tecnología de inversor de tipo híbrido y que trabaja en modo conmutado con la red de distribución • En definitiva como si fuera una instalación FV en aislada pero con algo menos de complejidad • Desde un punto de vista técnico estas instalaciones están reglamentadas con el ICT-BT- 40. O sea que tenemos una tramitación simple y de cara a industria fundamentalmente. 19
  20. 20. Autoconsumo con baterias . 20
  21. 21. Autoconsumo con baterias Ejemplo (Autoconsumo con baterias): SUMINISTRO ELÉCTRICO ININTERRUMPIDO A UN BAR-RESTAURANTE- SALÓN DE EVENTOS, BASADO EN ENERGÍA SOLAR Los consumos del establecimiento están fijados según proyecto técnico de ampliación de red en 80 kW nominales, la red trifásica aislada está diseñada para suministrar aproximadamente el 50% de dicho consumo nominal con una producción anual cercana a los 60.000 kWh/año. Como fuente de suministro eléctrico utilizamos un generador solar de 40kW y/ó un generador diesel de 80kW, el último funcionará cuando las baterías estén por debajo de un umbral programable de porcentaje de carga (SOC%) ó cuando la potencia consumida instantánea supere los 30 kW por más de 60 seg. El generador diesel alimentará los consumos y simultáneamente cargará las baterías; mientras no funcione el generador diesel, funcionará el generador solar y/ó las baterías atendiendo el consumo de forma directa. En el caso de sobreproducción de electricidad solar, ésta se acumulará en 2 bancos de baterías de 24 unidades cada uno, con una potencia de acumulación total de 288kWh a consumir en 10h (capacidad para 10h = 3000Ah en un sistema a 48 VDC). 21
  22. 22. Autoconsumo con baterias Componentes del sistema: • 6 gestores inteligentes de red (Sunny Island 5048) • 3 inversores solares trifásicos de conexión a red (2 uds.STP-15000 y 1 ud. STP-10000), un campo solar de 164 paneles de 245Wp cada uno (REC245PE) • 48 baterías (BAE 24 OPzS 3000), un generador diesel de 80kW (HIMOINSA 80kW) • Armario principal de distribución de corriente alterna (Multiclúster 12.3) 22
  23. 23. Autoconsumo con baterias CONSUMO (KW) 23
  24. 24. Autoconsumo con baterias GENERADORES SOLARES & SOC(%) BATERIAS 24
  25. 25. Autoconsumo con baterias SOC(%) BATERIAS & GENERADOR DIESEL 25
  26. 26. Autoconsumo con baterias 26
  27. 27. Autoconsumo con baterias POWERROUTER • Conexión a red, instalación aislada y completo gestor de cargas automático • Alimentación ininterrumpida (UPS) y almacenamiento de energía producida (Backup) • Conectar y generar • Software de supervisión integrado 27
  28. 28. Autoconsumo con baterias POWERROUTER 28
  29. 29. Autoconsumo con baterias Las baterías para aplicaciones solares, a diferencia que las de automoción, LAS BATERIAS están diseñadas para suministrar corrientes, más constantes durante largos periodos de tiempo y tienen mayores capacidades. Son baterías de "ciclo profundo" fabricadas para aplicaciones fotovoltaicas se diseñan para descargas de hasta un 80% de su capacidad, sin dañarse. Las de una batería solar tienen una mayor cantidad de material activo por unidad de volumen, para alargar la vida útil de las mismas. 29
  30. 30. Autoconsumo con baterias PARÁMETROS BÁSICOS definen una batería solar: - Su capacidad para almacenar energía. (Ah) - La profundidad de descarga que puede soportar, sin dañarse, en forma repetitiva. (%) - La vida útil de la unidad, vale decir, el máximo número de ciclos de carga descarga. - El máximo de corriente que puede entregar a una carga fija, en forma continua, durante un determinado número de horas de descarga. (A) 30
  31. 31. Autoconsumo con baterias Nº DE CICLOS OPZS (BAE) 31
  32. 32. Autoconsumo con baterias TECNOLOGÍA LIFELINE AGM GEL ÁCIDO Rango de Tensión 6 voltios & 12 voltios 6 voltios & 12 voltios 6 voltios & 12 voltios TIPOS DE Ángulo de montaje Cualquier posición / dirección Hasta 180... Sólo de pie BATERÍAS: Rango de temperatura -40...C hasta +72...C -20..C hasta +50...C -10..C hasta +50...C MONOBLOCK Tiempo de almacenamiento sin 2 años aprox. 90% de carga 8 meses aprox. 35% de carga 2 años aprox. 85% de carga residual recarga (con la batería llena) residual residual Indicación de carga peligrosa No es carga peligrosa (se No es carga peligrosa Carga peligrosa Para el transporte puede transportar en avión) Ciclos de carga / descarga con una Aprox. 950-1000 Aprox. 550-600 Aprox. 350-400 descarga del 50% Descarga máxima (profundidad de 100% (10,5V) Aprox. 75% Aprox. 55-60% descarga) Ventilación NO necesaria Ventilación necesaria Ventilación necesaria Fuga de líquidos cuando se daña NO Fuga de gel, peligro de abrasión Fuga de ácido, peligro de abrasión Durabilidad (vida útil) 15-20 años 10-20 años 10-15 años 6%/semana a 25°C 1,1%/semana , a 25°C (4 meses para una descarga total). Autodescarga Inferior al 3 % Precio Alto Medio Bajo 32
  33. 33. Autoconsumo con baterias TIPOS DE TIPOS DE IDENTIFICACÍON BATERÍAS: Tipo Descripción Norma ESTACIONARIAS Ortsfeste Panzerplatten Standard DIN 40736-1 (Elem.) OPzS Batería Estacionaria con placa positiva tubular, abierta con electrolito líquido. DIN 40736-3 (Block) Ortsfeste Panzerplatten Verschlossen DIN 40744 (Block) OPzV Batería estacionaria con placa positiva tubular, sellada con electrolito en gel. DIN 40742-1(Elem.) Ortsfeste Gitterplatten DIN 40737-3 (Block) OGi Batería estacionaria con placa positiva plana, abierta con electrolito líquido. DIN 40736-1 (Elem.) Ortsfeste Gitterplatten, Verschlossen OGiV Batería estacionaria con placa positiva plana, sellada con electrolito en gel. DIN 40737-3 Panzerplatten Standard DIN EN 60 254-2 PzS Batería para tracción/ferrocarril con placa positiva tubular, abierta con electrolito líquido. IEC 60 254-2, series L Panzerplatten Verschlossen DIN EN 60 254-2 PzV Batería para tracción/ferrocarril con placa positiva tubular, sellada con electrolito en gel. IEC 60 254-2, series L Photovoltaik Standard DIN 40736-1 (Elem.) PVS Batería Estacionaria con placa positiva tubular, abierta con electrolito líquido. DIN 40736-3 (Block) Photovoltaik Verschlossen DIN 40744 (Block) PVV Batería Estacionaria con placa positiva tubular, sellada con electrolito en gel. DIN 40742-1(Elem.) 33
  34. 34. Autoconsumo con baterias TIPOS DE PROPIEDADES SEGÚN ELECTROLITO BATERÍAS: Propiedades Abierta Sellada ESTACIONARIAS Descripción VLA: Vented Lead Acid VRLA: Valve Regulated Lead Acid Electrolito Acido liquido con separadores microporosos. Electrolito gelificado con acido silícico. Rellenado de agua Con aleación baja en Antimonio (Sb) cada 3-5 años. No necesario. Con aleación baja en Antimonio (Sb), Intensidad de carga 10 mA a 20 mA cada 100 Ah (C10) 15 mA to 50 mA cada 100 Ah (C10) Producción de gas 7 ml/h cada 100 Ah/C10 1 ml/h cada 100 Ah/C10 Aleación placa Aleación baja en Sb Aleación Pb-Ca Se puede estimar que las baterías VLA “viven” 2-3 años más que las VRLA en condiciones de placa Vida equivalente. 34
  35. 35. TIPOS DE BATERÍAS: ESTACIONARIAS 35
  36. 36. Autodescarga Definición: Es la pérdida de capacidad obtenida dejando el acumulador en reposo, es decir, sin carga durante un tiempo dado. La autodescarga aumentará: - Con el envejecimiento natural del acumulador. - Errores de manipulación (Descarga demasiado profunda con inversión de las polaridades, recarga del revés…) - Seguido de un fallo de mantenimiento (añadido de ácido sulfúrico en lugar de agua desmineralizada o destilada). - Con el añadido de agua no desmineralizada o no destilada. - Con la temperatura. - El agregado de antimonio incrementa la autodescarga de las baterías solares 36
  37. 37. Autoconsumo con baterias 37
  38. 38. Autoconsumo con baterias CONEXIONADO DE BATERÍAS PARA SISTEMAS DE 12 Y 24 V 38
  39. 39. Gracias por su atención! 39

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