EJECUCIÓN Y MANTENIMIENTO DE PROYECTOS FOTOVOLTAICOS.pdf

Expositor: Ing. Mario Rodríguez C.
Correo: info@tecnosol.com.bo
Teléfono: (+591) 63524801 - Bolivia
EJECUCIÓN Y MANTENIMIENTO DE
PROYECTOS DE ENERGÍA SOLAR
FOTOVOLTAICA

EJECUCIÓN Y MANTENIMIENTO DE PROYECTOS
DE ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA
Este curso de Ejecución y Mantenimiento de Proyectos de Energía Solar Fotovoltaica es técnico y fundamentalmente práctico, donde
el alumno aprenderá a:
 Realizar la instalación de los equipos y paneles con la seguridad de hacerlo adecuadamente.
 Hacerse cargo del mantenimiento de la instalación; y garantizar su buen funcionamiento y máximo aprovechamiento de la misma.
 Conocer las ventajas económicas de esta fuente renovable de energía y llevar a cabo los cálculos necesarios de rentabilidad que le
permitan explicar al cliente la conveniencia de realizar la instalación.
 Saber cómo estar permanentemente informado de las novedades del sector recurriendo a fuentes bibliográficas de máxima
credibilidad.
 Supervisar e inspeccionar el desarrollo y operación de sistemas fotovoltaicos.
 Discernir la importancia del mantenimiento en sistemas fotovoltaicos y su optimización.
 Conocer los programas informáticos líderes del mercado en materia de diseño y simulación de instalaciones fotovoltaicas.
Al término de este curso, el alumno podrá instalar y mantener adecuadamente equipos y paneles; dominará la legislación aplicable;
conocerá las ventajas económicas del uso de esta fuente de energía renovable, pues sabrá cómo hacer cálculos de rentabilidad; podrá
mantenerse al día de las novedades del sector y evaluar cuál de los programas informáticos líderes en el mercado es adecuado a sus
propósitos.

QUE APRENDERAS EN EL CURSO
TEMARIO
1. FUNDAMENTOS DE LA ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA
1.1 Componentes de instalaciones aisladas (Off-Grid).
- Panel fotovoltaico
- Regulador de carga
- Inversor de aislada
- Batería de acumulación
- Equipos auxiliares de suministro eléctrico
1.2 Componentes de Instalaciones Conectadas a la red (On-Grid).
Inversor de conexión a la red
- Punto de enganche a la red
- Requisitos para la solicitud de capacidad de acceso
- Contador de energía intercambiada
- Transformador de tensión
- Celdas de aislamiento
- Casetas para centros de transformación

1.3 Componentes de Instalaciones Aisladas y Conectadas (Off-Grid On-Grid)
- Perfileria de sujeción y dispositivos de anclaje
- Tipos de montaje
- Cableado, conducciones y conexiones
- Bandeja porta cables
- Caja de conexión al generador
- Protecciones eléctricas
- Controlador dinámico de potencia
- Tipo de instalaciones de autoconsumo según legislación
1.4 Gestión Remota de Instalaciones
- Introducción
- Análisis funcional operativa por zonas
- Soluciones SCADA y software de gestión remota
- Análisis descriptivo de dispositivos específicos de medida
1.5 Bibliografía, Sitios Web y Revistas Técnica
Referencias bibliográficas complementarias
- Sitios web de interés
- Revistas técnicas del sector fotovoltaico

2. INSTALACIÓN, PUESTA EN MARCHA Y MANTENIMIENTO
DE INSTALACIONES SOLARES
2.1 Tareas Previas a la Instalación.
- La ejecución de obra
- Implicaciones legales de la firma de proyectos y direcciones facultativas de obra
- Materiales, herramientas y equipos necesarios
- Aprovisionamiento de componentes para la instalación
2.2 Montaje y Puesta en Marcha.
- Instalación de dispositivos de sujeción y paneles fotovoltaicos
- Montaje del seguidor solar: obra civil y anclaje
- Inversor de aislada y conexión a red
- Ubicación y conexión de baterías de acumulación
- Cableado y conducciones
- Puesta a tierra de la instalación
- Revisión y puesta en marcha final: entrega de la instalación

2.3 Mantenimiento de Instalaciones
- Planteamiento general
- Fundamentos sobre mantenimiento de equipos e instalaciones
- Protocolo de mantenimiento periódico de instalaciones
- Dispositivos avanzados de inspección: cámaras termografícas, mediciones
- Fallas y averías habituales, riesgos y resolución

Componentes de Instalaciones Aisladas y Conectadas
(Off-Grid y On-Grid)

SISTEMAS AISLADOS OFF-GRID
Sistema Solar aislado (Off-Grid)
Este tipo de instalación es ideal para zonas remotas, alejadas de la red urbana y con
difícil acceso a la red eléctrica convencional, su configuración permite aprovechar la
energía del Sol durante las horas del día y de la noche.
Los sistemas Off-Grid captan la energía del Sol por medio de los paneles solares y la
almacenan en baterías, esta energía almacenada será la que se utilizará en la noche
o en los periodos de poca radiación solar.
El inversor permite transformar la energía de las baterías a corriente alterna para así
poder ser utilizada en los consumos de la vivienda.

SISTEMAS AISLADOS OFF-GRID HÍBRIDOS

SISTEMAS AISLADOS OFF-GRID HÍBRIDOS
Sistema solar híbrido
En este sistema se integra la energía solar con una fuente de energía adicional que
puede ser la Red Eléctrica, un generador diésel o cualquier otra fuente de energía
alternativa.
Si la energía producida a través de los paneles cubre el consumo de los equipos o
electrodomésticos, el inversor entrega esta energía y si hay excedente carga las
baterías o bien entrega el excedente a la red eléctrica en países donde hay la
regulación, por estas funciones también se conoce como inversor/cargador.
Si el consumo es superior a la energía generada por los paneles solares, el inversor
toma la energía faltante de la red eléctrica u otra fuente de energía disponible.

COMPONENTES DE INSTALACIONES AISLADAS (OFF-GRID).

COMPONENTES DE INSTALACIONES AISLADAS (OFF-GRID).
Las normas de calidad que cuentan las fábricas de los paneles solares:
• ISO 9001: Sistema de Gestión de Calidad.
• ISO 14001: Sistema de Gestión Ambiental.
• OHSAS 18001: Seguridad y Salud Laboral
• IEC 17025: Requisitos generales para la competencia de los
laboratorios de ensayo y de calibración.
Las normas de calidad que cuentan los paneles solares:
• IEC 61215: Módulos fotovoltaicos (FV) de silicio cristalino para uso
terrestre. Cualificación del diseño y homologación.
• IEC 61730: Cualificación de la seguridad de los módulos fotovoltaicos
(FV).
• IEC 61000: Compatibilidad Electromagnética (EMC).
• UL 1703: Módulos fotovoltaicos de placa plana
Módulos solares fotovoltaicos

Componentes de instalaciones aisladas (Off-Grid).

CELULA FOTOELÉCTRICA
Esta compuesta principalmente de:
- Silicio
- Es el 2do. elemento más abundante en la corteza terrestre,
después del Oxígeno. Representa el 28% de ésta.
- No existe en estado libre, se obtiene calentando sílice, o
dióxido de silicio (SiO2).
Tiene otros componentes en pequeñas cantidades, con el fin de
elevar su rendimiento:
- Fósforo
- Arsénico
- Antimonio
- Boro

Coeficiente de temperatura: Valor (normalmente en %) que cuantifica
el cambio (en potencia, bajada) de una característica eléctrica de la
instalación con cada grado centígrado de diferencia entre los nominales
25°C de temperatura de célula.
NOCT: Es la temperatura a la que operan las células en un módulo
solar bajo condiciones de operación estándar (SOC).
Estas condiciones son: la radiación de 0, 8 kW / m2, a 20 º C de
temperatura ambiente y velocidad media del viento de 1 m/seg, con la
célula o el módulo en un estado del circuito eléctrico abierto, el viento
orientado en paralelo al plano de la matriz, y todas las partes de la
matriz totalmente expuesta al viento.
SOC: Es un conjunto de condiciones de referencia para la medición de
un dispositivo fotovoltaico que consiste en la irradiación de 0, 8 kW/m 2,
20 º C de temperatura ambiente y velocidad media de 1 m/s, con el
viento orientado en paralelo al plano de la matriz, y todas las partes de
la matriz completamente expuestos al viento.

AM 1.5
Masa de aire entre la atmósfera y la superficie
Terrestre Masa de aire es una medida indicativa
de espesor de la atmósfera que ha tenido que
recorrer la radiación antes de llegar a la superficie
terrestre.
El acrónimo más utilizado para la masa de aire
es AM por sus siglas en inglés (“Air Mass”).
Esta distancia variará con la altura solar,
de modo que cuando la altura solar sea 90º
(incida totalmente vertical al lugar)
tendremos AM = 1. Fuera de la atmósfera se
tiene AM = 0.
Al disminuir la altura solar aumentará el espesor de aire que tendrá que atravesar la radiación,
disminuyendo la cantidad de energía que finalmente llega a la superficie de la Tierra.

Curva: Potencia Vs Voltaje Ej. Panel de 100W.

DEGRADACIÓN EN EL TIEMPO

RENDIMIENTO
La eficiencia de una célula solar ( 𝜂 ), es el porcentaje de potencia
convertida en energía eléctrica de la luz solar total absorbida por un panel,
cuando una célula solar está conectada a un circuito eléctrico. Este término
se calcula usando irradiación, bajo condiciones estándar (STC).
𝜂 =
𝑃
𝐾 𝐴
Donde:
• 𝑃 : Potencia máxima
• 𝐾 : Irradiancia nominal bajo condiciones estándar (STC)
• 𝐴 : Área superficial de la célula solar

La composición de la celda: la clave de su éxito
Habitualmente, una celda fotovoltaica dispone de las siguientes capas:
•Capa emisora: Primera capa de silicio que capta la radiación solar.
•Capa base: Capa intermedia, también de silicio, que se encuentra entre la emisora y la capa de
aluminio.
•Capa inferior de aluminio: La más «escondida» de la celda. Es la que capta la última parte de la
radiación, que suele ser la luz infrarroja.
A diferencia de estas, las nuevas celdas PERC disponen de una composición diferente que mejora
su rendimiento. Sus capas son:
•Capa emisora: Primera capa de silicio que capta la radiación.
•Capa base: Intermedia, también de silicio, que se encuentra entre la emisora y la capa de
aluminio.
•Capa PERC dieléctrica pasiva (con contactos de metal y agujeros realizados a láser): No
permiten que el excedente de radiación llegue hasta la capa de aluminio trasera.
•Capa inferior de aluminio: Parte más profunda de la celda.

CONFIGURACIÓN DE LA CELDAS

Clasificación
Rango de Potencia
[W]
Voltaje de
Operación
[V]
Número de
Celdas
Pequeños De 5 a 30 6 (9V) 18
Medianos De 10 a 200 12 (18 V) 36
Grandes De 200 a 300 20 (30V) 60
Muy grandes De 300 a 400 24 (37V) 72

Reguladores de carga
PWM

Un regulador de carga es un sistema de acondicionamiento de potencia que convierte una tensión y
corriente directa en otra.
En sistemas fotovoltaicos requerimos de un regulador principalmente para cargar baterías. De esta
forma, el regulador utilizado para esta función tiene que ser capaz de definir la tensión y corriente de
salida, de tal manera que las baterías se carguen de forma correcta [1]. Es por ello que a este tipo de
reguladores se les conoce también como controladores de carga.
Los controladores de carga, además de transformar los niveles de tensión y corriente, protegen a los
sistemas de almacenamiento, tanto frente a las sobrecargas como a las sobre descargas.
También protege a las baterías de la descarga a través del subsistema de captación, de la conexión
con polaridad inversa y de cortocircuitos.
Existen principalmente dos tipos de controladores de carga: PWM y MPPT

Son dispositivos electrónicos que:
- Protegen al sistema ante fallas
- Controlan el nivel de carga en la batería
- Regulan el voltaje mediante un algoritmo
Y debido a sus varias funciones reciben varios nombres:
- Protector
- Controlador de carga
En su interior poseen una tarjeta de circuito impreso (PCB), con componentes de
electrónica digital, electrónica de potencia y en algunos veces protecciones.

Funciones de Protección:
- Contra Cortocircuito: En el Panel , Batería y Carga
- Contra Sobrecarga
- Contra Inversión de Polaridad: En el Panel , Batería y Carga
Funciones de Control:
- Desconexión cuando la batería esta cargada
- Desconexión cuando la batería esta descargada
Funciones de Regulación:
- Regulación de voltaje del panel hacia la batería, según el tipo de
batería
Beneficios hacia la batería:
- Protege la batería
- Alarga la vida útil de la batería

•De modulación de anchura de pulsos (PWM) Este tipo de controlador se dedica básicamente a
regular la tensión con la que se carga la batería. De esta forma, el punto de operación del panel o
conjunto de paneles conectado a este tipo de controlador se ubicará en la tensión de carga de la
batería. Es común que, cuando se utilicen este tipo de controladores de carga, el panel fotovoltaico
no opere en su punto de máxima potencia.
En este tipo de controlador de carga es fundamental dimensionar de forma adecuada el panel o
conjunto de paneles que se conecten en su entrada para evitar demasiadas pérdidas en la
captación de energía o en la carga de la batería.
•De seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT) En este tipo de controlador además de
regular la tensión y corriente de salida, se regula también la tensión y corriente de entrada, de
forma tal que el panel o conjunto de paneles fotovoltaicos entreguen la mayor cantidad de energía.
En este caso, es tan sólo necesario que el panel o conjunto de paneles estén dentro del rango de
tensión y corriente recomendado por el fabricante del controlador. Con este tipo de controladores
se puede obtener alrededor de un 15% más de energía del panel o conjunto de paneles que con el
controlador PWM.

En la elección de los reguladores es preciso considerar los siguientes parámetros eléctricos:
•Tensión de trabajo: Lo más habitual es que sean varias las opciones de tensión de trabajo para un
mismo regulador, las tensiones más frecuentes son 12, 24 y 48 V, Su elección dependerá del
diseñador y el valor que quiera asignar este a la instalación de tensión continua.
•Intensidad máxima: Es la máxima que puede circular por el regulador. En la elección de uno, será
preciso calcular previamente cuál puede ser su valor. Será la Isc procedente de los
módulos, Sobredimensionar un poco el regulador no es una cuestión que afecte demasiado
económicamente a la instalación, ya que no se trata de un dispositivo de un alto coste y, por tanto,
no contribuye demasiado al precio final de una instalación aislada.
Por ello, optimizar demasiado la elección de uno en función de su intensidad, no ofrece unas altas
mejoras económicas y, en cambio, deja cerrada la posibilidad de ampliar la instalación en un futuro.
En el caso de tener en el sistema una intensidad muy alta, bien del lado de la generación o de las
cargas, es posible conectar varios reguladores idénticos en paralelo para admitir dicha intensidad de
corriente.

Protección (Cortocircuito)
Consecuencias:
Incendios
Destrucción de los equipos
Explosión de la batería

Sobrecarga (Zona térmica)
Consecuencias:
Sobrecalentamiento de los cables y
controlador
Reducción de la vida útil
Incendios
Interrupción del servicio

Inversión de polaridad
Consecuencias:
Sobrecalentamiento del controlador y
carga

Sobrecalentamiento
Consecuencias:
Sobrecalentamiento del
controlador

Alto voltaje
Consecuencias:
Sobrecalentamiento del
controlador

Transientes
Consecuencias:

Sobre descarga
1. Desconecta la carga cuando la batería está descargada al 0%
2. Reconecta la carga cuando se carga la batería

Sobre descarga
1. Desconecta la carga cuando la batería está descargada al
0%
Desconexión por bajo voltaje
Low voltage disconnect (LVD)
2. Reconecta la carga cuando se carga la batería
Reconexión por bajo voltaje
Low voltage reconnect (LVR)

El algoritmo está conformado por 4 etapas:
- Bulk Charge Carga bruta
- Absortion Charge Carga de absorción
- Float Charge Carga de flotación
- Equalize Charge Carga de ecualización (Cuidado)

Bulk Charge (Carga Principal): Se inyecta corriente
constante, hasta que el voltaje llegué al valor nominal del
voltaje de absorción. Toma en tiempo requerido
dependiendo del estado de la batería.

Absorption Charge (Carga de Absorción): Se inyecta voltaje
constante, hasta que la corriente llegué a un valor cero. Esta etapa
dura entre 120 a 180 minutos, dependiendo del tipo de batería y se
hace la compensación de temperatura.

Float Charge (Carga de Flotación): El controlador reduce el voltaje
al valor de voltaje de carga flotante, ya que en este valor no existe
ninguna generación de calor y gases cuando la batería está
completamente cargada. En esta etapa también se hace la
compensación de temperatura.

Equalize Charge (Carga de Ecualización): Se aplica de acuerdo a lo que diga el fabricante
de las baterías. Puede dañar las baterías y cargas. Por lo general se aplica durante cada
28 días. Y se utiliza para que agite el electrolito, nivele el voltaje de celda y complete la
reacción química, a un valor de voltaje mucho mayor que el de absorción. Esta etapa
dura entre 60 a 180 minutos, dependiendo del tipo de batería.

Voltajes y tiempos de las etapas de Carga de Batería
Tipo de
Batería
Voltaje de
Absorción
[V]
Voltaje de
Flotación
[V]
Voltaje de
Ecualización
[V]
Tiempo de
Absorción
[Minutos]
Tiempo de
Ecualización
[Minutos]
Periodo de
Ecualizaciones
[Días]
VLA 14,70 13,50 15,40 180 180 28
VRLA 14,40 13,70 15,00 180 120 28
VRLA AGM 14,40 13,70 15,10 180 120 28
VRLA Gel 14,00 13,70 NO 150 NO NO

Voltajes de las etapas de Carga de Batería
en diferentes Voltajes de Operación
Voltaje de
Operación
Voltaje de
Absorción
[V]
Voltaje de
Flotación
[V]
Voltaje de
Ecualización
[V]
12 [V] 14,40 13,70 15,00
24 [V] 28,80 27,40 30,00
36 [V] 43,2 41,10 45,00
48 [V] 57,6 54,80 60,00

Regulación PWM

Regulación MPPT

Accesorios adicionales
Descripción Finalidad
Sensor de Temperatura Para la compensación de voltaje por temperatura
Sensor de Voltaje Para la compensación de voltaje por caídas de tensión
Relé programable Para prendido de generador, alarmas u otros
Pantalla display Para lectura de parámetros principales
Interfaz CAN, Ethernet y otros Comunicación, configuración y monitoreo
LVD (Low Voltage Disconnet) Para la desconexión de la batería por bajo voltaje
Temporizadores Para programar hora de prendido y apagado
Función nocturna Para que función solo de noche (Ej. Balizas)

https://www.youtube.com/watch?v=1psxOo3fToQ
DIFERENCIA ENTRE TECNOLOGÍA PWM Y MPPT

Inversores
ENTRADA: 12 - 24 – 48 VDC.
SALIDA: 1 x 230 VAC o 3 x 380 VAC.
POTENCIA: 1 – 12 KVA.
CONFIGURACIÓN MONO O TRIFÁSICO

Inversores
ENTRADA: 24 – 48 – 120 – 220 VDC.
SALIDA: 1 x 230 VAC, 3 x 380 VAC.
POTENCIA: 1 – 225 KVA.

Inversores
POTENCIA POR
MODULO: 2.5 KVA
POTENCIA TOTAL 27.5 KVA.
POTENCIA TOTAL 10 KVA.

Inversores

Inversores
Un inversor de corriente es un dispositivo electrónico que su función es cambiar el voltaje de
entrada de corriente continua a un voltaje de salida de corriente alterna. Es decir, transforma los 12v,
24v o 48v de la corriente de una batería (corriente continua) a 220v (corriente alterna) como la que
tenemos en una vivienda.
Los inversores de corriente se utilizan en gran variedad de aplicaciones, desde pequeñas fuentes de
alimentación, hasta en grandes aplicaciones industriales en sistemas trifásicos.
Inversor 12v a 220v
Inversores de corriente hay de varios tipos, pero por lo general se conocen los de onda senoidal pura
y onda modificada.

Inversores
Diferencia entre onda senoidal pura y onda modificada
Un inversor de corriente de onda senoidal pura, es un tipo de inversor que genera una
corriente lo más parecida por no decir igual a la que produce la red eléctrica y que tenemos en los
hogares.
Son inversores de corriente más caros, pero en ellos podrás conectar sin ningún tipo de duda ni de
problema cualquier aparato eléctrico, ya sean aparatos electrónicos sensibles, electrodomésticos,
máquinas con motor…etc.
Los inversores de onda modificada son dispositivos que producen una onda cuadrada o
semisenoidal, son bastante más económicos y pueden funcionar muy bien en la mayoría de los
electrodomésticos de la casa pero habrá que ir con cuidado con los aparatos que vayamos a
conectar por que podría ser que no lleguen a funcionar o incluso en el caso de aparatos
electrónicos muy sensibles pueden llegar a dañarse, y definitivamente en el caso de motores o
equipos electrónicos de alta precisión no se remienda este tipo de inversores.

Baterías
Placas Planas
6 celdas de 2[V]
Placas Tubulares
1 celda 2[V]

Baterías
Temperatura de Operación - VRLA AGM

Baterías
Temperatura de Operación - VRLA GEL

Baterías
Profundidad de Descarga VRLA GEL

Baterías
Profundidad de Descarga VRLA AGM

Baterías
Profundidad de Descarga VRLA GEL TUBULAR

Baterías
ALMACENAMIENTO

Baterías
Especificaciones de Baterías VRLA Gel - PP

Baterías
Especificaciones de Baterías VRLA Gel - Tubular

Baterías
Tablas de Descarga de 12-100G
Descarga en Ah a 20ºC
Descarga en A a 20ºC
Descarga en WPC a 20ºC

Baterías
Curva Característica VRLA - GEL

BATERIAS NIQUEL CADMIO

HOJA DE DATOS TÉCNICOS DE BATERÍAS VICTRON
https://www.victronenergy.com.es/upload/documents/Datash
eet-GEL-and-AGM-Batteries-ES.pdf
BATERÍAS BAE (CURSO CON RUTH)
https://www.youtube.com/watch?v=UqN1othX4aw
Baterías

Componentes de instalaciones conectadas a la red (On-Grid).

QUE ES
Son sistemas de generación de energía directa (SIN BATERÍAS) a partir de la energía solar entregada
por los paneles solares.
COMO FUNCIONA
Los inversores de red convierten la corriente continua de los paneles solares en corriente alterna (220V
o 380V) necesaria para alimentar los consumos directos en nuestras casas o donde necesitemos la
energía convencional.
APLICACIÓN
Domicilios, comercios en general, instituciones publicas, usuarios que durante el día tienen un
importante consumo de energía.
BENEFICIOS DEL SISTEMA
Al aprovechar la energía del Sol en el día, permite reducir el consumo de la red a la que se encuentra
conectado, haciendo uso de esta última solo en horas de la noche.
Ahorro en la factura de luz superior al 50%, vida utíl mayor a 30 años, monitoreo en línea, rápido
retorno de la inversión.
Definición

 Tener un consumo asociado a la red de distribución eléctrica
 Conocer la zona de implementación del sistema para calcular la radiación
disponible.
 Determinar el consumo o energía que se quiere generar con el sistema a
instalar, enviar el detalle de su consumo eléctrico que viene en su preaviso de
luz o factura del consumo.
 Conocer el espacio disponible para la instalación de los módulos solares, este
puede ser en suelo o en cubierta o tejado de la casa.
 Indicar el perfil o patrón de consumo de su domicilio negocio u oficina, si no
está definido se procederá a hacer una medición del perfil de carga con un
analizador de redes eléctricas para determinarlo.
Requisitos

Cuando hablamos de una instalación On–Grid (en la red), nos
referimos a aquella que está conectada directamente con
nuestra red eléctrica local de manera sincronizada, sin el
uso de baterías.
Durante las horas de luz del día (ventana solar) el usuario
consume la energía solar producida por su propia instalación solar,
mientras que cuando no hay luz o ésta no es suficiente
automáticamente la energía es tomada de la red local.
En los sistemas de autoconsumo solar On-Grid la energía
generada por los paneles solares es reacondicionada por el Inversor
de Red y es consumida por el usuario directamente en el momento
en que se produce, con una eficiencia de conversión cercana al
100%.
Resumen

SISTEMAS GRANDES INSTALADOS: VIDEO DEMOSTRATIVO 1
Funcionamiento

Funcionamiento

Balance Neto

En otros países, existe la legislación para vender la energía excedente a la compañía eléctrica.
Balance Neto

El costo de esta energía sobrante cubre la deficiencia energética cuando el sistema solar no esta
generando energía. (Ej. Noche)

Ejemplo del sistema con balance neto.
VIDEO DEMOSTRATIVO 2

Funcionamiento
De manera esquemática, una instalación fotovoltaica conectada a la red consta de 5 bloques
funcionales principales:
- Bloque de generación, formado por los paneles fotovoltaicos, sus cajas de conexión y las
protecciones que forman parte del sistema de generación.
- Bloque de cableado, compuesto por los conductores eléctricos de la instalación en DC y AC.
- Bloque de conversión, formado por los inversores o microinversores y sus protecciones.
- Bloque de control, encargado de recoger los datos de funcionamiento de la instalación y asegurar
su correcto funcionamiento.
- Bloque de carga, conjunto de equipos o cargas que harán uso de la energía producida.

POTENCIAS DISPONIBLES
 1 kw – 10 kW Monofásico 220V.
 10 kW - 400 kW. Trifásico 380V.
Todos los equipos incluyen sistema
de monitoreo en línea y control de
exportación a la red.

Bloque de Generación

Bloque de Cableado
Se compone de todos los conductores eléctricos de la
instalación.
Los cables de conexión deberán estar dimensionados para una
intensidad no inferior al 125% de la capacidad del Inversor y el
arreglo solar, la caída de tensión entre el Inversor y el punto
de interconexión a la Red de Distribución Pública, no será
superior al 1,5% para la intensidad nominal.
Los conductores serán de cobre de alta calidad (vida útil del
sistema + 25 años) y tendrán la sección adecuada para evitar
caídas de tensión y calentamientos en las líneas de
distribución, marcación PV obligatoria para líneas de strings.
Analizaremos con mas detalle el correcto dimensionamiento
de los conductores en la sección de diseño de los mismos.

Bloque de Conversión
En todas las instalaciones fotovoltaicas, el bloque de conversión
es el encargado de transformar y adaptar la energía generada
por los paneles solares en DC. a un voltaje convencional AC. para
su posterior uso individual con baterías en el caso de
instalaciones aisladas, o su interconexión a la red eléctrica en
sistemas On-Grid.
El elemento fundamental es el Inversor central o Micro Inversor
de Red, del cual se analizarán sus características principales,
como la forma de conexión, forma de sincronización en modo
isla y el seguimiento del punto de máxima potencia de los
paneles solares como uno de los parámetros eléctricos que
condicionan el rendimiento del sistema fotovoltaico.

Bloque de Control
Mediante el bloque de control del sistema de conexión a red se
recogen los datos de funcionamiento de la instalación y se
asegura su correcto funcionamiento.
Con los datos detallados del flujo de energía mostrado en
graficas, los clientes pueden optimizar sus hábitos de uso de
aparatos eléctricos y lograr un ahorro más grande en
sus facturas de electricidad.
La generación del inversor y el flujo de energía en el punto de
interconexión se cargarán en el sistema de monitoreo a través
del data logger del inversor. De esta manera, se completarán
los cálculos y la energía de consumo de carga podrán verse en
tiempo real.
Los clientes pueden instalar la aplicación o utilizar la plataforma
web para comprobar y ver el flujo de energía de su casa.
Generación Ejemplo de Monitoreo: https://m.ginlong.com/main.html

Bloque de Carga
Son todos los consumos conectados en nuestra
vivienda, oficina o negocio que aprovechan la
generación de los paneles solares.
Para aprovechar al máximo la generación solar se
debe priorizar el uso de las cargas en horario de
ventana solar, se puede lograr esto midiendo
previamente el perfil de carga y poniendo
temporizadores que optimicen los consumos.
Si no se dispone de un sistema con distribución
de inyección a la red (Balance Neto)
se implementara un sistema de gestión de la
energía para evitar verter excedentes a la red.

Países sin balance Neto

Opciones para control de inyección
Dimensionar la instalación fotovoltaica a una potencia menor del consumo de las cargas, la carga
debe tener una potencia ya definida sin variaciones y debe conectarse en paralelo al inversor.

Instalar un sistema con función anti-reflujo, En los microinversores AP, el sistema que hace
esta función es el monitor ECU-C.

Conexión de un sistema anti-reflujo con el monitor ECU-C.

Software de gestión de inyección “0” de AP Systems

Otros dispositivos que hacen este trabajo son los controladores dinámicos de potencia como el de Circutor

Se instala un analizador de Red
por un determinado tiempo (48-
72 Horas), para medir el perfil de
carga y determinar cual es la
potencia mínima de consumo
Con los resultados obtenidos se
hace un análisis de la capacidad
mínima que podría instalarse sin
limitación.

Mediciones del perfil de carga

Beneficios
Beneficios del uso de la energía solar fotovoltaica
Proviene de una fuente inagotable, el sol
No contamina, no produce emisiones de CO2
u otros gases
Los sistemas son sencillos y fáciles de instalar
Elevada versatilidad, los sistemas pueden instalarse en casi
cualquier lugar y las instalaciones pueden ser de cualquier
tamaño
Los costos de los sistemas solares cada vez son menores, mientras que
la energía sigue subiendo cada año.

Componentes de instalaciones aisladas (Off-Grid/On-Grid).
Los sistemas Off-Grid al ser autónomos, son ideales para zonas rurales con difícil
acceso a la energía convencional o simplemente donde se requiere un sistema de
energía sin dependencia de la red publica, sin embargo, pueden ser un poco más
costosos debido a las baterías.
Los sistemas On-Grid, son recomendables para sitios donde el mayor consumo de
energía es durante las horas del día, especialmente en comercios, oficinas o
usuarios que quieren ahorrar en su factura por consumo eléctrico, dependiendo del
país donde se tiene aprobado el balance neto se pueden usar también para vender
energía a la red o ser descontada para cubrir el consumo nocturno.
El sistema híbrido será recomendado cuando se busque integrar varias fuentes de
energía y se requiera un sistema más versátil en la forma como se administran los
recursos energéticos, además de garantizar una mayor confiabilidad en la
disponibilidad de la energía al consumidor.

Diseño, Calculo y Especificaciones Técnicas
CRITERIO 1:
• Las Horas de Sol Pico del MES PROMEDIO, se usa en Sistemas Fotovoltaicos donde la carga
que funcionará NO representa un impacto en las actividades de los usuarios.
• Las Horas de Sol Pico del MES CRITICO, se usa en Sistemas Fotovoltaicos donde la carga
que funcionará SI representa un impacto en las actividades de los usuarios.

CRITERIO 2.
Se puede dar los siguientes casos:
• Solo existe carga en DC
• Existen cargas de diferentes voltajes en DC
• Existen cargas en DC y en AC
• Solo existe carga en AC
No olvide que:
• A mayor voltaje, menor corriente que circula por los componentes.
• Los controladores, conversores e inversores que tienen mayor potencia, tienen mayor
voltaje en DC.
• Eficiencia de la Batería 𝜂 :
• Debido a las pérdidas en los conectores, placas y electrolito.
• Se encuentra en la hoja técnica de la batería.
• Según el tipo de tecnología, oscila entre 90% y 99%.

CRITERIO 3.
• Un valor promedio confiable en las baterías de plomo-ácido 𝜂 = 95%
• Eficiencia del Controlador 𝜼𝒄 :
• Se encuentra en la hoja técnica de la batería.
• Según el tipo de tecnología, oscila entre 95% y 99%.
CRITERIO 4.
• Nunca es bueno sobrecargar el controlador al 100% de su capacidad, la experiencia dice
que un δ = 70% es un valor confiable.
• Tomar en cuenta futura carga adicional.
• Eficiencia del Inversor 𝛈𝐢 :
• Se encuentra en la hoja técnica del inversor.
• Mayor a 90%.

CRITERIO 5.
• Un valor promedio confiable en el inversor es 𝜂 = 90%.
• Eficiencia del Conversor 𝜼𝒗 :
• Se encuentra en la hoja técnica del conversor.
• Mayor a 90%.
CRITERIO 6.
• Un valor promedio confiable en el conversor es 𝜂 = 95%.
• Eficiencia del Cableado del Sistema (𝜼):
• Debido a las pérdidas en los conductores y en las conexiones
• Según la norma NB1056, las pérdidas en los conductores del sistema, no debe exceder
un 3%,

CRITERIO 7.
• Factor de reposición por descarga profunda y autonomía
• Este factor oscila entre 10% y 50% de potencia de paneles
• Cuando un banco de baterías se descarga profundamente, los paneles solares deben tener
una capacidad extra o potencia adicional, para reponer esta sobre descarga.
• Depende mucho del usuario, para determinar este factor llamado: Factor de Reposición de
carga de baterías de consumo diario 𝛿 , es decir cuán rápido uno desea que se recarga el
banco de baterías al 100% después de una descarga profunda.
Los días de autonomía 𝑑 , se refiere a los días que el arreglo solar no generará porque el cielo se
encuentra nublado.

CRITERIO 8.
Autonomía de reserva en el banco de baterías
Este valor se determina de acuerdo:
• A las condiciones atmosféricas del lugar donde se encuentre el Sistema Fotovoltaico.
• Este valor puede oscilar entre 3 a 15 días, o a requerimiento del cliente.
La profundidad máxima de descarga 𝜆 , se refiere a cuanto se descargará el banco de baterías
en los 𝑑 días de autonomía.
• Este valor se encuentra en tablas o en curvas en las hojas técnicas de baterías.

CRITERIO 9. Este valor depende estrictamente del tipo de batería:
• Para baterías VLA de placas planas, se recomienda 𝜆 = 30%.
• Para baterías VRLA Gel de placas planas, se recomienda 𝜆 = 50%.
• Para baterías VRLA AGM de Ciclo Profundo de placas planas, se recomienda 𝜆 = 50%.
• Para baterías VRLA Gel de placas tubulares (OPzV), se recomienda 𝜆 = 50%.
• Para baterías VRLA AGM de placas tubulares (OPzV), se recomienda 𝜆 = 50%.

1. Demanda de Energía diaria
2. Ángulo de inclinación (𝛼).
3. Horas de sol pico del Mes Promedio o Crítico 𝑡 .
4. Voltaje de operación 𝑉 .
5. Eficiencia de la batería 𝜂 .
6. Eficiencia del controlador 𝜂 .
7. Funcionamiento del controlador 𝜌 .
8. Eficiencia del inversor 𝜂 .
9. Eficiencia del conversor 𝜂 .
10.Eficiencia del cableado (𝜂).
11.Reposición de carga de baterías de consumo diario 𝛿 .
12.Días de autonomía 𝑑 .
13.Profundidad máxima de descarga 𝜆 .

Tabla de consumo en DC:
Tabla de consumo en AC:
Descripción de las
cargas
Cantidad
Potencia
[W]
Tiempo de
Funcionamiento
Diario
[Horas/día]
Frecuencia de
Funcionamiento
Semanal
[Días/Semana]
Energía
Demandada
Semanal
[Wh/Semana]
Carga DC 1
Carga DC 2
Carga DC …
TOTAL CORRIENTE CONTINUA EN VATIOS-HORA POR SEMANA (Wh/Semana):
Descripción de las
cargas
Cantidad
Factor de
Eficiencia
del
Inversor
Potencia
[W]
Tiempo de
Funcionamiento
Diario
[Horas/día]
Frecuencia de
Funcionamiento
Semanal
[Días/Semana]
Energía
Demandada
Semanal
[Wh/Semana]
Carga AC 1
Carga AC 2
Carga AC …
TOTAL CORRIENTE ALTERNA EN VATIOS-HORA POR SEMANA (Wh/Semana):

DIMENSIONADO ON-GRID
INSCRIBIRSE A CURSO DE SMA WEBINAR SUNNY DESIGN
https://www.eventbrite.com/e/webinar-sunny-design-web-5-
conectado-a-la-red-tickets-115510859089#tickets
CURSO SUNNY DESING SMA (MANUAL USO DEL SOFTWARE)
https://www.youtube.com/watch?v=FFxF6we__Xw

EJECUCIÓN Y MANTENIMIENTO DE PROYECTOS FOTOVOLTAICOS.pdf

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

Similar a EJECUCIÓN Y MANTENIMIENTO DE PROYECTOS FOTOVOLTAICOS.pdf

Similar a EJECUCIÓN Y MANTENIMIENTO DE PROYECTOS FOTOVOLTAICOS.pdf (20)

Último

Último (20)

EJECUCIÓN Y MANTENIMIENTO DE PROYECTOS FOTOVOLTAICOS.pdf