La Universidad de Jaén, consciente de la evolución ascendente de las instalaciones de sistemas fotovoltaicos conectados a la red, junto al afán de identificar a la universidad con las fuentes de energías respetuosas con el medio ambiente e implicar a la comunidad universitaria en el desarrollo y uso de energías renovables, ha apostado por la energía fotovoltáica conectada a la red. Esta apuesta se ha materializado con la instalación de 200 kWp conectados a la red, en lo que se conoce como Proyecto UNIVER (UNIversidad VERde).

1. 1
Enero 2006 / n.º 370 Automática e InstrumentaciónAPLICACIONES
Proyecto Univer (UNIversidad VERde)
Un sistema fotovoltaico conectado
a la red de 200 kWp
L
a instalación de sistemas fo-
tovoltaicos conectados a la red
ha ido creciendo en los últimos
años. Según el informe de la Agen-
cia Internacional de la Energía (IEA-
PVPS T1- 13:2004), en el que se re-
cogen datos sobre la evolución del
sector fotovoltaico, en Europa, en el
periodo comprendido entre 1993 y
2003, las instalaciones conectadas a
la red experimentaron un incremento
del 30 al 78%. Según los datos apor-
tados en el citado informe, en España
estos diez años han supuesto la ins-
talación de aproximadamente 9 MWp
conectados a la red. Esta potencia su-
pone apenas un 8% de lo que el IDAE
recoge en el “Plan de fomento de las
energías renovables”, donde se pre-
tenden alcanzar hasta el año 2010
una potencia instalada de sistemas
conectados a la red de 115 MWp.
Estos datos confirman el creci-
miento de la instalación de sistemas
fotovoltaicos conectados a la red.
La instalación de la Universidad de
Jaén está provista de un sistema de
telemonitorización para la medida
de los parámetros característicos del
sistema. El sistema de telemonitori-
zación desarrollado realiza el trata-
miento de los datos, convirtiéndose
en herramienta de gran valor para el
conocimiento, análisis y evaluación de
los sistemas fotovoltaicos conecta-
dos a la red.
Los sistemas fotovoltaicos:
breve descripción
Los sistemas fotovoltaicos son aqué-
llos que transforman la radiación so-
lar en energía eléctrica. Su funcio-
namiento se basa en el efecto
fotoeléctrico, por el cual los fotones
de luz son capaces de transmitir su
energía a los electrones de un mate-
rial semiconductor, provocando que
éstos rompan sus enlaces y puedan
moverse libremente, generando una
corriente eléctrica. En cuanto a los
componentes que forman los siste-
mas fotovoltaicos, se puede adoptar
la configuración típica de los sistemas
fotovoltaicos conectados a la red, en
la que se tiene un generador foto-
voltaico y un inversor que convierte
la corriente continua proporcionada
por los paneles en corriente alterna
con las características de la red eléc-
trica, así como los elementos de pro-
tección y los de medida necesarios.
Este tipo de sistemas fotovoltai-
cos se conectan en paralelo con la
La Universidad de Jaén, consciente de la
evolución ascendente de las instalaciones de
sistemas fotovoltaicos conectados a la red,
junto al afán de identificar a la universidad con
las fuentes de energías respetuosas con el
medio ambiente e implicar a la comunidad
universitaria en el desarrollo y uso de energías
renovables, ha apostado por la energía
fotovoltáica conectada a la red. Esta apuesta
se ha materializado con la instalación de 200
kWp conectados a la red, en lo que se conoce
como Proyecto UNIVER (UNIversidad VERde).
I Generador del Aparcamiento 1 (izquierda) y Aparcamiento 2 (derecha).

2. empresa distribuidora para que la
instalación cumpla con el Real De-
creto 2818/1998, en el que se esta-
blece que toda la energía generada
por el sistema fotovoltaico se entre-
ga a la red (se vende) y que el con-
sumo total de la vivienda se extrai-
ga (se compre) de la red.
La instalación del proyecto
Univer
El proyecto Univer es una instala-
ción fotovoltaica conectada a la red
que se enmarca dentro del programa
THERMIE (SE/00383/95/ES/UK) del
cuarto programa de Investigación y
Desarrollo Tecnológico (IDT) de la
Unión Europea. Este proyecto ha es-
tado liderado por la Universidad de
Jaén, que ha actuado como promo-
tor y coordinador, y en él han parti-
cipado como socios las siguientes
instituciones públicas: el Instituto de
Energía Solar de la Universidad Po-
litécnica de Madrid, el Newcastle
Photovoltaic Aplications Centre de
la Universidad de Northumbria (Rei-
no Unido) y las empresas Isofotón y
Solar Jiennense. Otras entidades
colaboradoras son el Ministerio de
Industria y Energía, la Junta de An-
dalucía y la Compañía Sevillana de
Electricidad (Endesa).
El proyecto consta de cuatro sis-
temas fotovoltaicos conectados a la
red con una potencia total aproxi-
mada de 200 kWp en condiciones es-
tándar. Las características principa-
les de estos sistemas son:
• Sistema 1 “Aparcamiento 1”.
Este sistema tiene un generador fo-
tovoltaico con una potencia nominal
próxima a los 70 kWp en condiciones
estándar. Se encuentra integrado en
el aparcamiento principal del Cam-
pus, estando formado por 640 mó-
dulos del tipo Isofoton I-106, los cua-
les se conectan a la red eléctrica
mediante un inversor de potencia
nominal de 60 kW de la empresa
Enertron modelo Acef-Solar.
• Sistema 2 “Aparcamiento 2”.
El Sistema 2 es prácticamente igual
que el Sistema 1 y está situado en una
cubierta paralela del aparcamiento.
• Sistema 3 “Pérgola”. El Sis-
tema 3 presenta una potencia total
aproximada de 20 kWp en condicio-
nes estándar y se encuentra inte-
grado en una pérgola construida ex-
presamente para este fin. El sistema
se divide en nueve subgeneradores
de 2.120 Wp, formados por 20 mó-
dulos Isofotón I-106, conectados a
inversores monofásicos de la em-
presa Fronius modelo Maxi de 2 kW
de potencia nominal.
• Sistema 4 “Fachada”. El ge-
nerador del Sistema 4 está instala-
do en la fachada sureste de un edi-
fico del campus universitario.
Presenta una potencia total aproxi-
mada de 40 kWp. Este sistema se di-
vide en quince subsistemas de 2.700
Wp que se encuentran conectados
a inversores monofásicos de 2 kW.
Este Sistema 4 “Fachada” es similar
al Sistema 3 “Pérgola”, aunque en
este caso los módulos usados en el
sistema son policristalinos, de la em-
presa Shell.
Monitorización de los sistemas
fotovoltaicos conectados a red
La monitorización ha sido realizada
siguiendo las recomendaciones del
Centro Común de Investigación de
Europa2 (Europa Joint Research
Centre) situado en Ispra, Italia, que
se encarga de unificar los criterios de
monitorización de sistemas fotovol-
taicos, así como del análisis de los sis-
temas que están subvencionados por
la Unión Europea. En estas reco-
mendaciones, se establece qué me-
didas se deben hacer, cómo se han de
tomar y con qué intervalo de tiempo
se van a muestrear y almacenar los
datos.
El Centro Común de Investigación
de Europa establece que los sistemas
fotovoltaicos que tienen 5 kWp o más
potencia deben ser monitorizados
durante al menos 24 meses median-
te un sistema analítico, y para los de
menor potencia se puede usar un
sistema de monitorización global. En
la monitorización analítica es im-
prescindible la instalación de un sis-
tema de adquisición de datos auto-
mático, que puede ser autónomo o
bien basado en un ordenador, capaz
de almacenar los datos monitoriza-
dos.
Para un sistema fotovoltaico co-
nectado a la red, como es el caso que
nos ocupa, los parámetros que se
monitorizan son: la irradiancia para
el plano del generador, la tempera-
tura ambiente, la corriente y tensión
del generador en el punto de máxi-
ma potencia y, finalmente, la poten-
cia a la salida del inversor. Éstos se-
rán muestreados en intervalos de un
minuto y almacenados cada hora, ha-
ciendo la media de las medidas to-
madas cada minuto, o bien se reali-
zará el muestreo y almacenamiento
en periodos de diez minutos.
A partir de las recomendaciones
anteriores, se ha desarrollado la Nor-
ma Europea EN 61724 de agosto de
1998, que a su vez adopta la Norma
Internacional CEI 61724:1998 y en
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Automática e Instrumentación Enero 2006 / n.º 370APLICACIONES
I Generador de la Pérgola (SFCR 3) y la Fachada (SFCR 4).

3. España, su correspondiente en la
Norma UNE-_ EN 61724, con el título
de: Monitorización de sistemas foto-
voltaicos. Guías para la medida, el
intercambio de datos y el análisis, y
que describen las recomendaciones
generales, ahora ya en forma de es-
tándar.
Monitorización del sistema
Univer
El sistema de adquisición de datos
está basado en un equipo HP-34970A
(datalogger) configurado para al-
macenar muestras de los sensores
cada 10 minutos. Los parámetros mo-
nitorizados son la temperatura am-
biente Tam (ºC), la irradiancia en el
plano de cada generador GA (W/m2),
la tensión VA (V), la corriente IA (A)
de cada generador y la potencia a la
salida de los inversores PIO (kW).
Para medir estos valores se han
utilizado sondas tipo Pt-100 como
sensores de temperatura, células ca-
libradas con las orientaciones de los
distintos generadores como senso-
res de radiación, shunt y sensores
de efecto hall para la medida de co-
rriente y medidores de potencia mo-
nofásicos y trifásicos.
La sonda encargada de medir la
temperatura (Pt-100) y las células ca-
libradas que miden la radiación se
encuentran conectadas directamen-
te al datalogger, mientras que los
otros sensores necesitan de un acon-
dicionamiento de la señal, por lo que
lo hacen a través de convertidores de
corriente de 4-20 mA.
En la tabla adjunta se exponen to-
dos los parámetros monitorizados
junto con los intervalos de medida y
los sensores empleados.
El sistema de adquisición de datos
dispone de su propio software, Agi-
lent Benchlink Data Logger, que
permite configurar la adquisición de
los datos, así como la elección de di-
ferentes opciones para la presenta-
ción de los datos que se están moni-
torizando. En la pantalla superior
izquierda se recoge un ejemplo de la
presentación que se puede obtener
de algunos los parámetros monitori-
zados. El software también ofrece la
posibilidad de representar gráfica-
mente los datos adquiridos en la pro-
pia aplicación o archivar y exportar
los datos para ser tratados con una
hoja de cálculo.
La telemonitorización del
sistema Univer
El sistema de telemonitorización de-
sarrollado en la Universidad de Jaén
se basa en un sistema de adquisición
de datos comercial al que se le han
conectado los sensores de medida
(radiación, temperatura, tensiones,
corrientes y potencias) y donde se re-
gistran y almacenan los valores me-
didos. Este sistema se enlaza a un or-
denador que dispone de un software
encargado de obtener los datos del
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Enero 2006 / n.º 370 Automática e InstrumentaciónAPLICACIONES
Parámetro monitorizado Unidades Rango Sensor Cs
Sistema 1
Radiación aparcamiento W/m2 0...2000 Célula calibrada
Tensión generador V dc 0...700 Directa *
Corriente generador A dc 0...100 Shunt (200A-60mV) *
Potencia salida KW ac 0...70 3 Transf. 100/5A *
Sistema 2
Radiación aparcamiento W/m2 0...2000 Célula calibrada
Tensión generador V dc 0...700 Directa *
Corriente generador A dc 0...100 Shunt (200A-60mV) *
Potencia salida KW ac 0...70 3 Transf. 100/5A *
Sistema 3
Radiación pérgola W/m2 0...2000 Célula calibrada
Tensión generador V dc 0...400 Directa
Corriente generador A dc 0...15 Shunt (15A-60mV)
Potencia salida W ac 0...3000 1 Transf. 15/5A *
Sistema 4
Radiación fachada W/m2 0...2000 Célula calibrada
Tensión generador V dc 0...400 Directa
Corriente generador A dc 0...15 Shunt (15A-60mV)
Potencia salida W ac 0...3000 1 Transf. 15/5A *
* Usan un convertidor de señales para obtener a la salida un bucle de corriente 4-20 mA.
I Aplicación de monitorización desarrollada en el Proyecto Univer. I Representación gráfica de los valores diarios.

4. datalogger, procesarlos y almace-
narlos con el formato adecuado. Este
ordenador está conectado a Inter-
net y configurado como un servidor
Web.
El servidor Web consta de cuatro
aplicaciones principales, cuyas ca-
racterísticas se muestran a conti-
nuación:
• Un programa realizado en len-
guaje Java que se encarga de confi-
gurar, obtener y almacenar los datos
del sistema de adquisición de datos,
y dicha información en el formato
adecuado.
• Un programa que configura el
ordenador como servidor HTTP cuyo
cometido es proporcionar las páginas
Web requeridas por el usuario que se
conecta a él mediante cualquier na-
vegador Web.
• Diversos módulos desarrollados
en PHP que permiten representar
gráficamente los valores diarios y los
valores medios mensuales y anuales.
• Un módulo de supervisión que cal-
cula los valores teóricos de voltaje, co-
rriente, potencia y energía a partir de
los valores reales medidos de tem-
peratura y radiación mediante fór-
mulas analíticas y técnicas de inteli-
gencia artificial.
La aplicación desarrollada ofrece de
forma remota a distintos usuarios los
valores instantáneos actualizados en
tiempo real medidos en el sistema
fotovoltaico, la visualización gráfica
de la evolución temporal de los va-
lores: diarios (medidos), diarios me-
dios mensuales (promediados) y dia-
rios medios anuales (promediados).
De igual forma, en la gráfica que apa-
rece en la página anterior también se
aprecian los resultados del modelo te-
órico del sistema.
La aplicación también genera los fi-
cheros diarios en los formatos es-
tándar para la monitorización de este
tipo de sistemas, permitiendo que
sean descargados desde el servidor
por aquellos usuarios que estén au-
torizados.
La aplicación de telemonitoriza-
ción desarrollada presenta como ca-
racterísticas más importantes las si-
guientes:
• Interfaz normalizado: El in-
terfaz con el usuario es el navegador
de Internet. Así, desde cualquier na-
vegador es posible la visualización
de los valores monitorizados y, por lo
tanto, no es necesario disponer de
una aplicación específica para poder
acceder a la información.
• Seguridad: El sistema presen-
ta diferentes niveles de seguridad,
desde aplicaciones sin autentifica-
ción que permiten que cualquier
usuario pueda disponer de la infor-
mación monitorizada, hasta aplica-
ciones con altos niveles de seguri-
dad para restringir y proteger el uso
de la información.
• Información gráfica: Realiza el
almacenamieto y la representación
gráfica de los parámetros monitori-
zados, así como de los valores cal-
culados del rendimiento, energías y
pérdidas.
• Supervisión: Estima los valo-
res teoricos de operación y los com-
para con los monitorizados para de-
tectar fallos de funcionamiento.
A modo de resumen
En la Universidad de Jaén se ha ins-
talado una planta fotovoltaica co-
nectada a la red de tamaño medio,
en la que haciendo uso de diferen-
tes estructuras se ha conseguido su
integración en el conjunto de edifi-
cios que forman el Campus Univer-
sitario.
Con la telemonitorización realiza-
da de la instalación se ha obtenido
una herramienta que permite eva-
luar los parámetros característicos
del sistema fotovoltaico y, además, fa-
vorece un intercambio de datos para
el conocimiento, análisis y evalua-
ción entre diferentes sistemas foto-
voltaicos conectados a la red.
C. Rus, J. de la Casa,
J. D. Aguilar, P. J. Pérez,
M. Drif
Grupo IDEA (Investigación y
Desarrollo de Energía Solar y
Automática)
Universidad de Jaén
4
Automática e Instrumentación Enero 2006 / n.º 370APLICACIONES
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