Instalações fotovoltaicas isoladas: conselhos práticos para configurar um inversor carregador.

1. KRANNICH
SOLAR
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
2

3. COMPROMISO TOTAL DEL GRUPO
Alemania
Stuttgart
Múnich
Coblenza
Wurzburg
Bremen
Países Bajos
2013
1995
2008
2011
2011
2012
España
Valencia 2004
Suiza
Baden
Estados Unidos
Nueva Jersey 2005
California 2013
Italia
Turín 2006
Bolonia 2009
Oficina de Krannich Solar
Grecia
Tesalónica 2007
Atenas
2009
Francia
Lyon
2008
República Checa
Bélgica
Brno 2009
Gante 2010
Reino Unido
Reading 2010
Australia
Melbourne 2012
Austria
Wels
2012
Japón
Nagoya
2013
2013
Dinamarca
Tommerup
2013
Representación comercial de Krannich Solar
3

4. DATOS IMPORTANTES
POTENCIA
COMERCIALIZADA
(EN MW)
400
350
20
42
300
250
39
40
200
325
150
285
18
100
211
190
32
50
0
103
5
9
12
1
15
2002
2003
2004
2005
6
12
18
25
58
2006
2007
2008
Resto del grupo
2009
2010
2011
2012
2013
Krannich Solar España
4

5. EVOLUCIÓN DEL MERCADO OFFGRID EN KRANNICH ESPAÑA
Pequeños sistemas aislados
Sistemas híbridos con acumulación
Sistemas híbridos sin acumulación
5

6. SEGMENTACIÓN DE MERCADO FV / DIESEL
6

7. PEQUEÑOS SISTEMAS AISLADOS
Monitor de batería
Reguladores: Phocos, Victron, Outback (Recomendado)
BMV-702S
Inversor: Victron
Phoenix
7

8. 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
8

9. PEQUEÑOS SISTEMAS AISLADOS
Protecciones y cables
Phoenix 180 y 350
Phoenix 800 y 1200
Phoenix compact 1200 y 1600
Phoenix compact 2000
Phoenix 3k y 5k
Multiplus Compact 800 1200 1600
Multiplus Compact 2000 230V
Multiplus 3k
Multiplus 5k 230V
Quattro 3k 230V
Quattro 5k 8k 10k 230V
Cable incluido Fusible incluido
Si, 1,5 m
Si
Si, 1,5 m
Si
Si, 1,5 m
Si
No
Si
No
No
Si, 1,5 m
Si
No
Si
No
No
No
No
No
No
No
No
9

10. PEQUEÑOS SISTEMAS AISLADOS
Reguladores MPPT: Victron, Outback
Monitor de
batería:
BMV-702S
Inversor:
Victron
Phoenix
+30%
10

11. PEQUEÑOS SISTEMAS AISLADOS
Reguladores
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
12/24V-20A
20
20
30/50
a
a
n.d.
Display
70
20
20
28/55
a
a
n.d.
LED
60
40
30/50
a
a
n.d.
Phocos
CX40
CX40-48V
40
40
40
50/95
n.d.
a
a
Display
Display
111
177
Victron
MPPT 75/15
15
15
75
200
400
n.d.
LED
95
400
n.d.
LED
125
a
n.d.
LED
260
LED
336
Victron
Phocos
Victron
Victron
Phocos
Victron
Victron
MPPT 100/15
MPPT 12/24V-40A
15
15
40
15
MPPT 100/30
30
MPPT 75/50
consultar
MPPT 150/70
consultar
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
Outback FM60-150VDC
Outback FM80-150VDC
48
64
100
55
200
a
95
450
900
n.d.
75
700
1400
n.d.
LED
316
150
1000
2000
4000
Display
720
150
150
750
1000
1500
2000
3000
4000
Display
Display
691
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.
11

12. PEQUEÑOS SISTEMAS AISLADOS
Reguladores
12

13. SISTEMA HÍBRIDO FOTOVOLTAICO-DIESEL CON ACUMULACIÓN
Compuesto por: Paneles fotovoltaicos, grupo
electrógeno, 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 bateria
para alargar su vida útil
13

14. SISTEMAS HÍBRIDOS CON ACUMULACIÓN
Sistemas Victron
- 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)
14

15. SISTEMAS HÍBRIDOS CON ACUMULACIÓN
Sistemas SMA
- 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
15

16. CONTEXTO TÍPICO
RESIDENCIAL
Característica principal:
8
7
6
kW
- Picos de consumo
- Inexistencia de un red eléctrica fiable
5
4
3
2
1
0
1
3
5
7
9 11 13 15 17 19 21 23 25
RESTAURACIÓN
HOTEL
10
8
kW
20
15
kW
6
10
4
5
2
0
0
1
3
5
7
9
11 13 15 17 19 21 23
1
3
5
7
9
11 13 15 17 19 21 23
16

17. SISTEMAS HÍBRIDOS CON ACUMULACIÓN
1.- OPTIMIZACIÓN DEL USO DEL GRUPO ELECTRÓGENO:
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
17

18. SISTEMAS HÍBRIDOS CON ACUMULACIÓN
1.- OPTIMIZACIÓN DEL USO
DEL GRUPO ELECTRÓGENO:
• Aumenta el rendimiento
• Se reduce el número de horas
de funcionamiento
• Aumenta su vida útil
Aumento del consumo de diésel en función de la carga
Se recomienda usar el grupo electrógeno con un factor de carga superior al 40%
18

19. SISTEMAS HÍBRIDOS CON ACUMULACIÓN
Esquema instalación con generador como apoyo
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
Fuente: GENERGY
19

20. SISTEMAS HÍBRIDOS CON ACUMULACIÓN
Número de ciclos
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
Profundidad de descarga
Debido al coste inicial (20-30%), se recomienda diseñar el banco de baterías
para que duren entre 6-10 años
20

21. 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
21

22. 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€/kWp
Han reducido el gasto de combustible medio
mensual de 5000€ a 800€
Fuente: SMA
22

23. EJEMPLO 1 : RESTAURANTE EN IBIZA
80%
30%
40%
23

24. EJEMPLO 1 : RESTAURANTE EN IBIZA
24

25. 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
25

26. 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 €/kWp
Retorno de la inversión estimado: 8 años
Mes
Enero
Febrero
Marzo
Abril
Mayo
Junio
Julio
Agosto
Septiembre
Octubre
Noviembre
Diciembre
A·h/day
10166,7
10166,7
8041,7
8041,7
7916,7
7437,5
7437,5
7437,5
6895,8
6895,8
6895,8
10166,7
TOTAL Wh/año
Wh/day
488000,0
488000,0
386000,0
386000,0
380000,0
357000,0
357000,0
357000,0
331000,0
331000,0
331000,0
488000,0
Wh/month
15128000,0
13664000,0
11966000,0
11580000,0
11780000,0
10710000,0
11067000,0
11067000,0
9930000,0
10261000,0
9930000,0
15128000,0
142211000,0
26

27. 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 encargan
de formar la red
27

28. CONTEXTO TÍPICO
INDUSTRIAL
1600
Características principales:
1400
1200
- Consumos continuos y
elevados
1000
kW
800
- Inexistencia de un red
eléctrica fiable
600
400
200
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
28

29. SISTEMA HÍBRIDO FOTOVOLTAICO-DIESEL SIN ACUMULACIÓN
5.- AHORRO ECONÓMICO Y MÁS
SOSTENIBILIDAD
Ejemplo de industria en Líbano:
Simulación del rendimiento en un día normal:
- 2.500 kWh de energía FV producida
- 714 litros de fuel ahorrados
- 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
29

30. SISTEMA HÍBRIDO FOTOVOLTAICO-DIESEL SIN ACUMULACIÓN
FUEL SAVE CONTROLLER
30

31. SISTEMA HÍBRIDO FOTOVOLTAICO-DIESEL SIN ACUMULACIÓN
5.- AHORRO ECONÓMICO Y MÁS
SOSTENIBILIDAD
Flujo de caja: Proyecto hibridación industria en Líbano
- 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)
Retorno de la inversión de 5 años
-
Alrededor de 260.000 litros de combustible y
780 Tn de CO2 ahorrados al año
Se asume el 100% del consumo FV posible.
31

32. SISTEMA HÍBRIDO FOTOVOLTAICO-DIESEL SIN ACUMULACIÓN
Ejemplo: Líbano
Rendimiento FV: 1800 Kwh / kwp
Pot. Instalada: 505kwp
32

33. SISTEMA HÍBRIDO FOTOVOLTAICO-DIESEL SIN ACUMULACIÓN
5.- MODULAR
505 kWp
505 kWp
33

34. EJEMPLOS DE APLICACIONES
Agricultura y ganadería
Industria en lugares
remotos
Abastecimiento en
islas y lugares remotos
Hoteles rurales
Centro de
telecomunicaciones
Electrificación rural
Fuente: Kaco
34

35. CONSELHOS PRÁTICOS PARA CONFIGURAR UM INVERSOR
CARREGADOR
35

36. CONSELHOS PRÁTICOS PARA CONFIGURAR UM INVERSOR
CARREGADOR
General:
Frecuencia del sistema
Sistema trifásico
Números de esclavos para el maestro
en sistemas en paralelo
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
36

37. CONSELHOS PRÁTICOS PARA CONFIGURAR UM INVERSOR
CARREGADOR
Inversor:
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
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:
Tensión de batería baja para
avisarnos antes de que se
desconecte el inversor.
Onda sinusoidal modificada: Actúa sobre los interruptores de potencia.
Modo de búsqueda: busca si hay consumo mediante un pulso cada 1 segundo.
37

38. CONSELHOS PRÁTICOS PARA CONFIGURAR UM INVERSOR
CARREGADOR
Cargador:
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.
En la curva de carga introducimos los valores de las etapas mas adecuados a nuestras baterías (según valore de
catálogo).
Va gravando los datos de carga de la
batería. (SE USA PARA BARCOS).
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.
38

39. CONSELHOS PRÁTICOS PARA CONFIGURAR UM INVERSOR
CARREGADOR
Monitor de baterías:
Es preferible dejarlo en el 85%
que es el porcentaje al final de
la fase BULK.
Capacidad de la batería en C10
39

40. 40