Panells d'energia
solar fotovoltaica

Components de les instal·lacions fotovoltaiques connectades a xarxa

Components de les instal·lacions fotovoltaiques connectades a xarxa

Una instal·lació solar fotovoltaica connectada a la xarxa té només tres elements bàsics:

  • Un grup de plaques solars fotovoltaiques. Aquests panells solars solen estar ubicats sobre la teulada d'un edifici o integrades en qualsevol element estructural del mateix edifici. Els panells fotovoltaics també poden estar disposades directament sobre qualsevol terreny proper a la xarxa elèctrica.
  • Ondulador o inversor-convertidor electrònic. Aquest dispositiu transforma l'energia en forma de corrent continu que proporcionen les plaques solars, en corrent altern d'igual tipus i valor que el transportat per la xarxa elèctrica
  • Quadre d'interconnexió amb la xarxa elèctrica comercial.

Aquestes instal·lacions d'energia solar fotovoltaica considerades com petites centrals elèctriques. En el cas d'adaptar aquestes instal·lacions a un edifici, aquest incorporarà una instal·lació elèctrica nova i passa a tenir dues instal·lacions elèctriques diferenciades. D'una banda, l'habitual línia de subministrament d'energia elèctrica de consum amb els seus mesuradors i proteccions corresponents i, d'altra banda, la instal·lació solar fotovoltaica amb tots els seus elements i equipament elèctric propi de control, interconnexió i mesurament.

El circuit solar produeix energia elèctrica en funció de la radiació solar incident en cada moment del dia; per tant, els valors de generació d'electricitat registrats variaran segons l'hora del dia, l'època de l'any i la meteorologia. Tota aquesta energia és comptabilitzada i injectada a la xarxa comercial perquè qualsevol client de la companyia elèctrica la consumeixi. El més probable és que siguin els més propers, fins i tot els abonats del mateix edifici.

Per tant, en aquest cas el titular de la instal·lació passa a ser un consumidor d'energia elèctrica i una central generadora, tot alhora.

Tensions de treball d'una instal·lació fotovoltaica connectada a la xarxa

Els sistemes fins a 5 quilovats (kW), per ser sistemes de poca potència, es poden connectar a xarxa en baixa tensió, monofàsica, a 230 volts en corrent altern i, per a potències superiors, es dissenyen amb una connexió trifàsica.

A la part solar, de voltatge en corrent continu, hi ha diferents configuracions possibles en les connexions sèrie-paral·lel dels mòduls per obtenir valors de treball adequats en corrent continu. Depenent de l' inversor escollit, els voltatges de treball poden ser, des dels 12 volts fins a 600 volts en corrent continu. En tot cas, per optimitzar el sistema, es tendeix a voltatges mitjans propers a les tensions de connexió a la xarxa (260-420 VCC).

Arquitectura dels inversors

En qualsevol projecte d'instal·lació solar fotovoltaica de connexió a la xarxa, l' inversor és el cor del sistema.Es molt important tenir clares les característiques tècniques: potència, rangs de treball, tensió corrent continu-corrent altern, freqüència i potència màxima assolida. La potència acumulada per la quantitat d'inversors determinarà la potència nominal de la planta solar fotovoltaica a qualsevol sistema fotovoltaic connectat a la xarxa.

Per a cada sistema fotovoltaic de connexió a la xarxa, podem trobar tot un ventall d'equips (en potències nominals) per a la seva utilització. En sistemes on ja s'instal·len més de 100 kW, els equips poden ser de potències nominals de 10 kW en adelante.Básicamente, s'escullen els equips que tinguin en les seves característiques tècniques dels màxims de les proteccions establertes per la normativa actual, de manera que derivi en un augment de la seguretat del sistema i redueixi costos d'instal·lació en general. Aquestes proteccions són:

  • Separació galvànica. Aquest condicionant pot ser aconseguit fora del convertidor mateix, bàsicament perquè, per necessitats tècniques de connexió a la xarxa, es dissenyi la instal·lació d'un transformador que faci alhora aquesta funció.
  • Relé de control de tensió de la xarxa.
  • Relé de control de la freqüència de la xarxa.
  • Temporització a la reconnexió.
  • Si es verifiquen aquestes proteccions, certificat del fabricant on s'especifiqui que els valors determinats en normativa no poden ser modificats per qualsevol persona, víasoftware d'equip.
  • Certificat de no-funcionament en illa.
  • Certificat d'emissió d'harmònics i de compatibilitat electromagnètica.
  • El factor de potència de l'energia subministrada ha d'estar el més a prop possible del valor 1.
  • Senyalització on / off del sistema.
  • A fegit els punts reflectits anteriorment, les companyies elèctriques exigeixen, depenent de la companyia o de la zona o regió, altres consideracions tècniques. Aquest és el cas, per exemple, de la "rigidesa dielèctrica".

També, i encara que no s'especifiqui la normativa, es valoren molt els equips que incorporen visualització, monitoratge i control de les dades i paràmetres de funcionament de tot el sistema. La pantalla de visualització en els equips i el programari per monitoratge a l'ordinador són cada vegada més importants.

La ubicació de la instal·lació o situació física dels inversors poden ser de les formes ja comentades anteriorment:

  • Instal·lats en el mateix camp solar, a la intempèrie i amb caixa amb qualitat estanca IP65.
  • Instal·lats en el camp solar dins d'una caseta o d'un armari IP65 adequat per a incloure els equips.
  • Instal·lats en una sala específica molt adequat en temperatura, ambient i espai, accessible per als tècnics de manteniment i l'usuari / propietari.
  • Instal·lats a la sala caseta o al lloc a cobert dins de les especificacions del punt anterior, però amb la inclusió prop dels comptadors i quadre de proteccions.

Connectivitat elèctrica

Subestació elèctrica d'una instal·lació solar fotovoltaica connectada a xarxa. Per desenvolupar la interconnexió de tot el sistema, es prendran les mesures a les instal·lacions ja expressades en apartats anteriors, incidint especialment en la minimització de les pèrdues derivades de les connexions, tant en corrent continu com en corrent altern.

  • Interconnexió mòduls.
  • Connexió dels mòduls fins als inversors.
  • Connexió dels inversors en el quadre de proteccions i comptadors d'energia.
  • Punt de connexió a xarxa.

Equipaments d'interconnexió

En tota instal·lació fotovoltaica, s'instal·larà un quadre d'interconnexió amb la xarxa. Aquest quadre pot incloure el total dels dispositius de protecció definits per la normativa o els establerts com a essencials. D'altra banda, aquests equipaments poden incloure els comptadors de mesura i els transformadors de tensió per a l'adaptació a la tensió de xarxa.

Definim els dos tipus de quadre d'interconnexió:

  • Quadre d'interconnexió complet. Conjunt de dispositius definits per la normativa especificada per a la interconnexió a xarxa. D'aquesta manera, es podrien incloure altres elements que no s'inclouen per normativa, però que es podrien valorar com importants des d'un punt de vista de qualitat d'instal·lació. En aquest cas, és lògic pensar que els inversors no necessiten que unes de les seves característiques tècniques siguin les proteccions de normativa.
  • Quadre d'interconnexió bàsic. Quadre compost essencialment per dos elements: seccionador automàtic (contactor-magnetotèrmic) i diferencial. Han de ser accessibles per a la companyia elèctrica conjuntament amb els comptadors, seccionador manual i fusibles d'entrada a la instal·lació.

En aquest punt, es reuneixen les connexions derivades dels diferents inversors generadores.Es el punt de connexió de tot el sistema.

Punt de connexió a la xarxa

Les companyies elèctriques estableixen punts d'interconnexió amb la xarxa. En aquest tipus de sistemes, amb força potència, normalment estaran definits i situats en paral·lel amb la connexió ja instal·lada per al consum de l'edifici o de la construcció establerta -on normalment ja hi ha els comptadors de consums- i / o per a un punt localitzat per la mateixa companyia. Aquesta connexió a la companyia distribuïdora l'ha de verificar la companyia pertinent, de manera que hi ha la possibilitat de canvis en la connexió cap a altres punts de la mateixa línia si així es determinés. D'aquesta manera, de vegades pot haver-hi una certa distància (centenars de metres) des del quadre fins al punt que especifiqui la companyia.

Normes generals d'aplicació per a definir una unió perfecta a la xarxa:

  • La potència màxima de la planta no pot excedir més del 50% de la potència nominal del transformador de la subestació elèctrica o de la capacitat de la mateixa xarxa definida a la zona de la connexió.
  • No s'acceptaran connexions d'instal·lacions que produeixin caigudes de tensió provocades per la connexió-desconnexió que siguin superiors al 2%.

Evidentment, aquests punts d'unió a la xarxa comercial es dissenyaran de manera que les pèrdues de rendiment acumulades per la planta solar en tot el periple que es pot produir des que es genera un quilowatt -hora fins que s'injecta a la xarxa elèctrica siguin minimitzats. L'elecció d'equips inversors, cables i connexions, transformadors i control en la reducció de les hores de paralització de la planta per diversos factors han d'estar ben gestionats i informats.

Els armaris de proteccions i / o quadre de connexions tenen la funció d'incloure els instruments de mesura de l'energia produïda i consumida, així com les proteccions elèctriques (dispositius d'acció automàtica) que demana la normativa vigent. Aquests elements de protecció poden duplicar els que ja incorporen els mateixos inversors en el seu disseny, per tal d'evitar tant els danys a la xarxa elèctrica com la pertorbació de la producció solar i també els danys que el mateix sistema pugui produir en l'equipament interconnectat ia la resta d'usuaris de la xarxa.

valoración: 3 - votos 6

Última revisió: 22 de maig de 2018