Componentes de las instalaciones fotovoltaicas de conexión red – 7 parte –

 

Tal y como se representa en el esquema unifilar, se colocará un fusible para cada conductor polar (+ / -) de cada serie de módulos (string) del generador fotovoltaico. También se colocará en la línea principal de un grupo de series de módulos, ya que,aunque pueda ser una protección redundante, garantiza un mantenimiento más seguro de la instalación. Sin embargo, este dispositivo se puede sustituir por otro que permita el seccionamiento del generador fotovoltaico con carga (interruptor automático magnetotérmico).[1]

 

El dimensionamiento de estos fusibles se realiza de acuerdo con la ITC-BT 22.Vigilante de aislamiento. Los generadores fotovoltaicos de este tipo de instalaciones trabajan con voltajes CC bastante elevados en relación con los sistemas autónomos. Como los interruptores diferenciales utilizados para corriente alterna no funcionan con corriente continua, estas tensiones resultan peligrosas si la instalación no dispone de ningún tipo de elemento de protección ante posibles defectos de aislamiento de los conductores y / o equipos.

 

Por esta razón es necesario incorporar a la instalación un dispositivo de control de aislamiento el que analiza constantemente el aislamiento eléctrico entre los conductores del generador fotovoltaico y la toma de tierra. Cuando el nivel de aislamiento decrece a unos valores peligrosos, el control desconecta el inversor del generador fotovoltaico y en cortocircuita los conductores eléctricos y hace que la tensión se reduzca a cero. El sistema permanecerá desconectado hasta que no se restablezca el nivel de aislamiento inicial, es decir, cuando se haya subsanado el defecto de la instalación.

 

Protecciones en la parte de CAB4

– Interruptor automático de corte de la salida CA del inversor Este es un elemento de protección contra sobrecargas y cortocircuitos, aunque su función principal es el seccionamiento con carga de la salida CA del inversor, permitiendo realizar de manera segura las operaciones de mantenimiento de estos equipos. Es redundante en caso que el inversor incorpore uno.

 

En el caso de varios inversores trabajando en paralelo en un sistema monofásico(230 Vca) o en un suministro trifásico (230/400Vca), cada inversor dispondrá del interruptor automático correspondiente. El dimensionamiento de este elemento se realiza tal y como se indica en la ITC-BT 22.B5

– Cuadro general de protecciones y medición Tal y como se establece en el Real Decreto 1663/2000, el cuadro general de protecciones y medición en una instalación de estas características debe incorporar como mínimo los elementos eléctricos de protección:

 

• Interruptor automático diferencial

Elemento de protección contra contactos indirectos; este dispositivo se en cargade detectar corrientes derivados a tierra por causa de un defecto de aislamiento y activa la desconexión inmediata del circuito para evitar contactos indirectos de personas. Se instalarán interruptores diferenciales de alta sensibilidad (30 mA) y, en cualquier caso, habrá que basarse en la ITC-BT 24.• Interruptor de control de potencia ICPEl interruptor de control de potencia (ICP) tiene la función de limitar la potencia inyectada a la red a un valor máximo del 130% de la potencia nominal de la instalación.[2]

Su función complementaria es la de detectar fallos y desconectarla instalación. Su poder de corte (PdC) deberá ser superior a la potencia de cortocircuito de la línea en el punto de conexión. Este valor lo determina la compañíadistribuidora.B6

 

– Fusible de la instalación FV

Este fusible actúa como fusible de protección general de la instalación en caso de que,l íneas arriba de la instalación, haya alguna protección defectuosa que no actúe o bien que se haya producido un cortocircuito accidental. En esta situación, el fusible general protegerá la instalación. El poder de corte (PdC) de este fusible deberá ser superior al valor de la potencia de cortocircuito de la línea en el punto de conexión.

 

Este valor viene determinado por la compañía distribuidora.C1 – Toma de tierraEl Artículo 12 del Real Decreto 1663/2000 establece las condiciones de puesta a tierra de las instalaciones fotovoltaicas conectadas a la red eléctrica de baja tensión. Según este artículo, las masas de la instalación fotovoltaica estarán conectadas a un tierra independiente del neutro de la empresa distribuidora así como de las masas del resto de suministros.

 

El suelo independiente implica que debe haber una distancia mínima entre las jabalinas de la instalación fotovoltaica y la del edificio, para que no se creen tensiones peligrosas y paso de defectos de una a la otra. A menudo, esta condición es muy difícil o casi imposible de cumplir, principalmente en instalaciones ubicadas en las cubiertas de edificios en las ciudades.

 

En cualquier caso y ante esta dificultad, las soluciones alternativas deberán ser propuestas a la Dirección General de Energía y Minas a fin de encontrar una solución factible y segura. El dimensionamiento de las líneas de tierra se realiza de acuerdo con lo especificado el REBT ITC-BT-18, ITC-BT-19 y ITCBT-26 así como en los puntos más significativos de otras instrucciones técnicas complementarias.

 

Elementos básicos (A) La figura anterior muestra un esquema unifilar de una instalación solar fotovoltaica de bombeo directo de agua. Este tipo de configuración es la que tiene más aplicaciones en el bombeo fotovoltaico y, por tanto, la que tratamos con más detalle en este capítulo. Los sistemas indirectos, o con baterías, resultan como una aplicación más de los sistemas fotovoltaicos autónomos y, en este sentido, no tiene ninguna particularidad en relación con otros consumidores de la instalación a la hora de hacer el dimensionamiento de la instalación.

 

El esquema unifilar consta de los siguientes elementos:A1 – Generador fotovoltaico. Formado por asociaciones serie y paralelo de paneles solares fotovoltaicos para alcanzarlos voltajes y las intensidades de los adaptadores de potencia con la bomba. En función del tipo de instalación de bombeo (demanda de agua, profundidad del pozo, etc.),las tensiones de trabajo de generador fotovoltaico oscilan de 24 – 48 Vcc para pequeñas bombas y sondeos hasta 300 Vcc para grandes instalaciones.[3]

 

La cuestión del aumento de voltaje en la configuración del generador fotovoltaico tiene que ver con la potencia de éste para mantener un amperaje relativamente bajo y evitar la utilización de conductores eléctricos de gran sección.A2

 

– Adaptador de potencia generador

– bomba El acoplamiento generador-bomba o adaptador de potencia es el elemento encargado de transformar la potencia eléctrica del generador fotovoltaico en potencia suministrada a la bomba adaptándose a la variabilidad de la radiación solar diaria.

En función de las dimensiones de la instalación de bombeo, este equipo presenta las tipologías básicas: Adaptador de potencia para bombas en CC. Estos dispositivos realizan un acondicionamiento de la potencia mediante el funcionamiento a voltaje constante, o utilizando convertidores CC-CC o bien sin ningún tipo de acondicionamiento de potencia.

 

Son los dispositivos utilizados para pequeños sistemas de bombeo en corriente continua. Adaptador de potencia para bombas en CAEstos equipos transforman la corriente continua (CC) producido por los paneles fotovoltaicos en corriente alterna (CA) trifásico.

 

Con el objeto de adaptarse lo mejor posible a las condiciones de funcionamiento del generador fotovoltaico (variación de la irradiancia, temperatura de la célula, etc.), la gran mayoría de estos equipos disponen del control de «seguimiento del punto de máxima potencia» o MPPT, de manera idéntica que en los inversores de conexión a red, y un control de variación de la frecuencia.

El acoplamiento se debe montar en el orden que se muestra en el esquema unifilar. Como se ve, la entrada se encuentra conectada al generador fotovoltaico, mientras que la salida se conecta al cuadro de conexión de la bomba. En todo caso, se considerará la adaptación de un sistema de control del nivel de pozo y del depósito.

Autor: Sampiere

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