09 de Octubre del Desarrollo de Transformadores de Distribución para aplicación solar Tendencias y Perspectiva de la Industria

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1 09 de Octubre del 2014 Desarrollo de Transformadores de Distribución para aplicación solar Tendencias y Perspectiva de la Industria 1

2 Agenda Introducción Pronóstico del crecimiento del mercado solar global Pronóstico del crecimiento del mercado solar en México Principios de generación solar Configuración de las plantas generadoras fotovoltaicas El transformador Solar Conclusiones 2

3 Pronóstico de crecimiento del mercado renovable a nivel mundial 3

4 Pronóstico de crecimiento de mercado solar global Incremento de capacidad de generación renovable en mercados emergente ( ) Crecimiento en generación eólica y solar (PV) domina el mercado renovable 4

5 Pronóstico de crecimiento de mercado solar a nivel mundial Incremento de generación renovable al 2030 en mercados emergentes México segundo mercado emergente más importante para energías renovables 5

6 Pronóstico de crecimiento del mercado renovable en México 6

7 Pronóstico de crecimiento de mercado solar en México Radiación Anual del sol en américa latina México es considerado uno de los paises con más y mejores condiciones para la generación solar PV 7

8 Pronóstico de crecimiento de mercado solar en México Evolución de las energías renovables en el sistema eléctrico Mexicano (Escenario de planeación) GW MW 4.8 GW México cuadriplicará su generación a partir de las fuentes renovables en los siguientes 15 años 8

9 Pronóstico de crecimiento de mercado solar en México Detalle de las energías renovables del tipo Autoabastecimiento En 2025 las centrales Solares PV generarán los mismos niveles de energía que las centrales del tipo Hidroeléctricas 9

10 Pronóstico de crecimiento de mercado solar en México Detalle de las energías renovables del tipo generación distribuida La generación solar PV es por naturaleza la tecnología fácilmente aplicable en sistemas de generación distribuida 10

11 Pronóstico de crecimiento de mercado solar en México Evolución de los precios de los módulos solares PV a nivel mundial La tecnología solar PV ha incrementado su competitividad agresivamente en los últimos 5 años 11

12 Pronóstico de crecimiento de mercado solar en México Programa de centrales para Del 2011 al 2017 se tienen planeadas: Gobierno del estado de Guerrero...1 MW Autoabastecimiento renovable..2.8 MW Consorcio integrador Sonora.. 20 MW Del 2018 al 2026 se tienen planeadas: Proyecto Solar I..100 MW Proyecto Solar II.150 MW Proyecto Solar III MW Proyecto Solar IV MW Proyecto Solar IV MW Se muestra un crecimiento considerable a partir del 2019 en granjas solares PV dentro del sistema eléctrico Mexicano 12

13 Tecnologías de generación Solar 13

14 Tecnologías de generación Solar El futuro de los sistemas eléctricos de potencia con generación del tipo renovable Presente Generación convencional: Hidroeléctricas Termoeléctricas Cargas convencionales Industrial Comercial Residencial Futuro Generación Estado actual + distribuida Granjas Eólicas Granjas Solares Almacenamiento Cargas Estado actual + cargas con armónicos La incorporación de nuevas tecnologías demandará nuevos desarrollos en todos los equipos de la red eléctrica. 14

15 Tecnologías de generación Solar Concentradores solares de calor (CSP) Espejos para captar un área grande de energía solar para ser enviado a un punto en específico, la cual es utilizada en una planta convencional de generación eléctrica. 1) Receptor Central 2) Plato parabólico 3) Canal parabólico y lineal fresnel Solares Fotovoltaicas (PV) Celdas solares que producen DC esto debido a la absorción de los electrones por el material fotosensible. Conversión de DC a AC por medio de inversores 1) Celdas de Silicio, (cristalinas) 2) Celdas de película delgada (pelicula delgada) 3) Multi uniones (cascada o celdas tándem) 15

16 Tecnologías de generación Solar Comportamiento de las tecnologías de generación solar Las tecnologías solares fotovoltaicas se encuentran en un estado de madurez y reducción de costo 16

17 Tecnologías de generación Solar Arreglo de paneles solares Cadena de módulos Celda Modulo Arreglo La interconexión de las celdas dependerá de los niveles de potencia-voltaje de la planta 17

18 Tecnologías de generación Solar PV Residencial Comercial-Industrial Generación Market segment Schuco Solar, Roseville, California (7kW) Aurrera Aguascalientes, México(174kW) Agua Caliente Palm Spring, California(290MW) Fuente: U.S. Solar Market Insight Report / Q / Executive Summary 18

19 Tecnologías de generación Solar PV Residencial Comercial-Industrial Generación Market segment Schuco Solar, Roseville, California (7kW) Aurrera Aguascalientes, México(174kW) Agua Caliente Palm Spring, California(290MW) Internal loads Fuente: U.S. Solar Market Insight Report / Q / Executive Summary 19

20 Tecnologías de generación Solar PV Residencial Comercial-Industrial Generación Market segment Schuco Solar, Roseville, California (7kW) Aurrera Aguascalientes, México(174kW) Agua Caliente Palm Spring, California(290MW) Considera un transformador de distribución conectado directamente al inversor del bloque de generación 20

21 Plataformas Solares Plataforma solar con transformador 2 devanados Características de la plataforma De 2 a 4 inversores de 1000 kw, 1 panel de control y 1 transformador de 2000 kva Requerimientos del transformador Voltaje primario 200 a 600 Volts Devanado sencillo en BT Clase 15 kv, Clase 25 kv y Clase 34.5 kv. 21

22 Plataformas Solares Plataforma solar con transformador 3 devanados Características de la plataforma Dos inversores de 500 a 800 kw, 1 panel de control y 1 transformador de 1000 a 1600 kva Requerimientos del transformador Voltaje primario 200 a 600 Volts Doble devanado en BT Clase 15 kv, Clase 25 kv y Clase 34.5 kv. La tecnología de 2 o 3 devanados puede ser utilizada indistintamente en las plataformas solares PV 22

23 Transformador 23

24 El transformador solar Existen 2 tipos de transformadores para la aplicación solar Transformador Pedestal trifásico convencional Transformador solar doble devanado El mercado solar PV utiliza transformadores solares doble devanado 24

25 El transformador solar Nomenclaturas para el transformador solar PV Transformador 3 devanados Transformador 4 devanados BT1 BT2 BT1 Requerimientos comunes del transformador solar: AT -Impedancia BT1-AT (4-6%) -Impedancia BT2-AT (4-6%) -Impedancia BT1-BT2 (>9%) -Uso de pantalla electrostática AT BT2 El mercado solar PV utiliza transformadores solares de 3 devanados 25

26 Conclusiones de la presentación Los sistemas de generación solar serán un tema de importancia en los siguientes años principalmente en Solar y Eólica La reducción de costos de los paneles solares incrementan la viabilidad en la utilización de esta tecnología como fuente de generación de energía. Adicionalmente la tecnología solar PV ya se encuentra madura y en proceso de reducción de costos México se muestra como uno de los países fuertes dentro de los mercados emergentes en el ámbito solar El transformador de distribución para aplicación solar puede ser de 2 o 3 devanados y es 100% compatible dentro de las plataformas solares PROLEC GE tiene una amplia experiencia en el diseño y manufactura de transformadores solares PV, así como participación activa en la definición de estándares internacionales relacionados con las granjas solares. 26

27 3 de Abril del 2014 Desarrollo de Transformadores de Distribución para aplicación solar Tendencias y Perspectiva de la Industria Transformadores Comerciales 27

28 Gracias!!! 28

29 Back Up (Caso de análisis) 29

30 El transformador solar Configuración típica del arreglo PV a nivel generación Conexión al siguiente transformador Fusibles expulsión y fusible limitador Inversor Inversor Esquemas de protección sencillos en la aplicación solar 30

31 Pronóstico de crecimiento de mercado solar global Segmentación de los sistemas renovables por categoría ( ) México muestra un equilibrio entre las secciones residencial-comercial-generación 31

32 Pronóstico de crecimiento de mercado solar global Estimación de objetivos de la generación renovable por tecnología México muestra liderazgo mundial en generación geotermica 32

33 Pronóstico de crecimiento de mercado solar global Regiones en las que se ofrecen incentivos para el desarrollo de la generación fotovoltaica México no cuenta con un incentivo gubernamental que impulse el desarrollo de la generación solar 33

34 CASO DE ANALISIS SISTEMA DE PRUEBA Se consideran 2 fallas trifásicas sólidamente aterrizadas en los sistemas de prueba para la evaluación de CC y flujos de potencia para la evaluación de regulación de voltaje 34

35 CASO DE ANALISIS RESULTADOS Los valores obtenidos por las pruebas efectuadas son: Sistema con transformador de 2 devanados Sistema con transformador de 3 devanados Icc en CC AT (ka) Icc en CC BT (ka) Regulacion V (%) 99.59% 99.73% Considerando los requerimientos del cliente y la norma para el caso mostrado, se seleccionaron 2 transformadores para efectuar el análisis comparativo, las características de los diseño fueron: 1 transformador de 3 devanados 2 transformadores convencionales Largo mm 1770 mm Ancho 1829 mm 1534 mm Altura 2269 mm 1696 mm Área m m2 35

36 El transformador solar Grupos vectoriales utilizados para la aplicación solar Condición Neutro flotado en AT Estrella aterrizada en AT Aterrizamiento de baja resistencia en neutro Grupo vectorial Dy11y11 Dy5y5 Dy1y1 Yd11d11 Yd5d5 Yd11d11 YNy0y0 YNd11d11 YNd5d5 YNd1d1 YNy0y0 Estos grupos se recomiendan solo si la BT no es con neutro aterrizado 36

37 Costo por generación de W en las principales tecnologias PV 37

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