instalações isoladas: como configurar um inversor cargador

KRANNICHSOLAR

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

3

COMPROMISO TOTAL DEL GRUPO

Oficina de Krannich Solar Representación comercial de Krannich Solar

Países Bajos2013

Melbourne 2012

España

Valencia 2004 Tesalónica 2007

Atenas 2009

Lyon 2008

ItaliaTurín 2006

Bolonia 2009Brno 2009 Reading 2010Gante 2010

Estados UnidosNueva Jersey 2005

California 2013

Grecia Francia República Checa Bélgica Reino Unido Australia

Stuttgart 1995

Múnich 2008

Coblenza 2011

Wurzburg 2011

Bremen 2012

AustriaWels 2012

DinamarcaTommerup

2013

SuizaBaden 2013

JapónNagoya 2013

Alemania

4

DATOS IMPORTANTES

POTENCIA COMERCIALIZADA

(EN MW)

5 9 1215 12 25

58

103

211190

285325

1 6 18

32

18

3940

42

20

0

50

100

150

200

250

300

350

400

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013

Resto del grupo Krannich Solar España

5

EVOLUCIÓN DEL MERCADO OFFGRID EN KRANNICH ESPAÑA

Pequeños sistemas aislados

Sistemas híbridos con acumulación

Sistemas híbridos sin acumulación

66

SEGMENTACIÓN DE MERCADO FV / DIESEL

77

PEQUEÑOS SISTEMAS AISLADOS

Reguladores: Phocos, Victron, OutbackMonitor de batería(Recomendado)BMV-702S

Inversor: Victron Phoenix

88


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

99


Cable incluido Fusible incluido

Phoenix 180 y 350 Si, 1,5 m Si

Phoenix 800 y 1200 Si, 1,5 m Si

Phoenix compact 1200 y 1600 Si, 1,5 m Si

Phoenix compact 2000 No Si

Phoenix 3k y 5k No No

Multiplus Compact 800 1200 1600 Si, 1,5 m Si

Multiplus Compact 2000 230V No Si

Multiplus 3k No No

Multiplus 5k 230V No No

Quattro 3k 230V No No

Quattro 5k 8k 10k 230V No No

Protecciones y cables

1010


Reguladores MPPT: Victron, OutbackMonitor de batería: BMV-702S

Inversor: Victron Phoenix

+30%+30%

1111


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


Victron 12/24V-20A 20 20 28/55 a a n.d. LED 60


Phocos CX40-48V 40 40 50/95 n.d. a a Display 177

Victron MPPT 75/15 15 15 75 200 400 n.d. LED 95

Victron MPPT 100/15 15 15 100 200 400 n.d. LED 125

Victron MPPT 12/24V-40A 40 15 55 a a n.d. LED 260

Phocos MPPT 100/30 30 n.d. 95 450 900 n.d. LED 336

Victron MPPT 75/50 consultar n.d. 75 700 1400 n.d. LED 316

Victron MPPT 150/70 consultar n.d. 150 1000 2000 4000 Display 720

Outback FM60-150VDC 48 n.d. 150 750 1500 3000 Display 691

Outback FM80-150VDC 64 n.d. 150 1000 2000 4000 Display 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.

Reguladores

1212


Reguladores

1313

SISTEMA HÍBRIDO FOTOVOLTAICO-DIESEL CON ACUMULACIÓN

� Compuesto por: Paneles fotovoltaicos, grupoelectrógeno, 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 bateriapara alargar su vida útil

1414

SISTEMAS HÍBRIDOS CON ACUMULACIÓN

- 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)

Sistemas Victron

1515


- 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

Sistemas SMA

1616

CONTEXTO TÍPICO

0

1

2

3

4

5

6

7

8

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25

RESIDENCIAL

0

2

4

6

8

10

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23

RESTAURACIÓN HOTEL

0

5

10

15

20

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23

kW

kWkW

Característica principal:

- Picos de consumo- Inexistencia de un red eléctrica fiable

1717

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

1.- OPTIMIZACIÓN DEL USO DEL GRUPO ELECTRÓGENO:


1818

• Aumenta el rendimiento

• Se reduce el número de horas de funcionamiento

• Aumenta su vida útil

Se recomienda usar el grupo electrógeno con un factor de carga superior al 40%

Aumento del consumo de diésel en función de la carga

1.- OPTIMIZACIÓN DEL USO DEL GRUPO ELECTRÓGENO:


1919

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

Esquema instalación con generador como apoyo

Fuente: GENERGY


2020

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

Debido al coste inicial (20-30%), se recomienda diseñar el banco de baterías para que duren entre 6-10 años

Número de ciclos

Profundidad de descarga


2121

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

2222

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€/kWpHan reducido el gasto de combustible medio mensual de 5000€ a 800€

Fuente: SMA

2323


30% 40%

80%

2424


2525

EJEMPLO 2: HOTEL RURAL EN TOLEDO

Datos iniciales:

- Consumo diario aproximado: 100 kWh - Generador diésel 40 kVA- Coste combustible: 1,04 €/l


- 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

2626

EJEMPLO 3: HOTEL EN GAMBIA

Datos iniciales:

- Generador diésel 120 kVA- Red eléctrica inestable - Coste combustible: 1,04 €/l


- 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 €/kWpRetorno de la inversión estimado: 8 años

Mes A·h/day Wh/day Wh/month

Enero 10166,7 488000,0 15128000,0

Febrero 10166,7 488000,0 13664000,0

Marzo 8041,7 386000,0 11966000,0

Abril 8041,7 386000,0 11580000,0

Mayo 7916,7 380000,0 11780000,0

Junio 7437,5 357000,0 10710000,0

Julio 7437,5 357000,0 11067000,0

Agosto 7437,5 357000,0 11067000,0

Septiembre 6895,8 331000,0 9930000,0

Octubre 6895,8 331000,0 10261000,0

Noviembre 6895,8 331000,0 9930000,0

Diciembre 10166,7 488000,0 15128000,0

TOTAL Wh/año 142211000,0

2727

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 encargande formar la red

2828

CONTEXTO TÍPICO

INDUSTRIAL

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

kW

Características principales:

- Consumos continuos y elevados

- Inexistencia de un red eléctrica fiable

2929

5.- AHORRO ECONÓMICO Y MÁS SOSTENIBILIDAD

Ejemplo de industria en Líbano:

- 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

Simulación del rendimiento en un día normal:

- 2.500 kWh de energía FV producida- 714 litros de fuel ahorrados


3030


FUEL SAVE CONTROLLER

3131

5.- AHORRO ECONÓMICO Y MÁS SOSTENIBILIDAD

- 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)

Flujo de caja: Proyecto hibridación industria en Líbano

Se asume el 100% del consumo FV posible.

- Retorno de la inversión de 5 años

- Alrededor de 260.000 litros de combustible y 780 Tn de CO2 ahorrados al año


3232

Ejemplo: LíbanoRendimiento FV: 1800 Kwh / kwpPot. Instalada: 505kwp


3333

5.- MODULAR

505 kWp

505 kWp


3434

EJEMPLOS DE APLICACIONES

Agricultura y ganadería

Abastecimiento enislas y lugares remotos

Centro de telecomunicaciones

Industria en lugares remotos

Hoteles rurales

Electrificación rural

Fuente: Kaco

3535

CONSELHOS PRÁTICOS PARA CONFIGURAR UM INVERSOR CARREGADOR

3636


Frecuencia del sistema

Números de esclavos para el maestro

en sistemas en paralelo

Sistema trifásico

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

General:

3737

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

Tensión de batería baja para

avisarnos antes de que se

desconecte 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:

Onda sinusoidal modificada: Actúa sobre los interruptores de potencia.

Modo de búsqueda: busca si hay consumo mediante un pulso cada 1 segundo.


Inversor:

3838


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.

Va gravando los datos de carga de la

batería. (SE USA PARA BARCOS).

En la curva de carga introducimos los valores de las etapas mas adecuados a nuestras baterías (según valore de

catálogo).

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.

Cargador:

3939


Es preferible dejarlo en el 85%

que es el porcentaje al final de

la fase BULK.

Capacidad de la batería en C10

Monitor de baterías:

instalações isoladas: como configurar um inversor cargador

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