SISTE M AS DE ENER GIA HIB RID A PA R A ARE A S R U R ALES DE LA AM AZO NIA

Transcripción

1 SISTE M AS DE ENER GIA HIB RID A PA R A ARE A S R U R ALES DE LA AM AZO NIA Sistemas de facil instalación 24 horas de energía eléctrica Protegen el medio ambiente Promueve el desarrollo productivo Bajo costo de operación y mantenimiento SISTEMAS HIBRIDOS PILOTOS PARA INDIANA Y PADRE COCHA 1

2 CONFIGURACION SISTEMAS HIBRIDOS RAPS BATERIAS ELECTRONICOS INVERSOR CARGADOR CONTROLADOR MONITOREO MODULOS SOLARES GENERADOR BACK-UP 2

3 CARACTERISTICA DE OPERACIÓN SISTEMA HIBRIDO RAPS Generador y paneles fotovoltaicos (kw) Operación para Satisfacer la Demanda / Día A poblados rurales o remotos Generador Carga kw Baterías SOC 90.0% 80.0% 70.0% 60.0% 50.0% 40.0% 30.0% 20.0% 10.0% Baterías % 0:00 6:00 12:00 18:00 0:00 Horas del Día 3

4 BENEFICIOS DE LOS SISTEMAS RAPS (I) 24 HORAS CONTINUAS DE ELECTRICIDAD CONFIABLE, NO DEPENDE DE UNA SOLA FUENTE DE ENERGIA FLEXIBLE, EXPANDIBLE, RAPIDA Y DE BAJO COSTO PROMUEVE EL DESARROLLO PRODUCTIVO FOMENTA ACTIVIDADES COMERCIALES 4

5 BENEFICIOS DE LOS SISTEMAS RAPS (II) BAJO COSTO DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO MEJORA EL TIPO DE VIDA DE LA POBLACION MEJOR NIVEL DE ATENCION DE SALUD MEJOR NIVEL DE EDUCACION PROTEJE EL MEDIO AMBIENTE POR MENORES EMISIONES DE GASES 5

6 MODULO BASICO RPS-150 (150 kwh/ DIA) Se desarrolló este sistema básico...ejecutar el Proyecto RESPAR PADRE COCHA: 2 RPS 150 = 300 KwH/día INDIANA: 4 módulos RPS-150 = 600 kwh. 6

7 MODULO BASICO RPS-150 (150 kwh/ día) BANCO DE BATERIAS: Dos series de 375 Ah, para completar 750 Ah, 240 V. cc SISTEMAS ELECTRONICOS: Inversor Bidireccional de 40 kw/50 KVA Rectificador/ Cargador de Baterías de 40 kw. SISTEMA ELECTRONICO DE CONTROL Y MONITOREO: Control Baterías - Control Paneles Solares Control Data/Archivo - Control Generador 7

8 SISTEMA HIBRIDO RAPS (Como se Forma el Sistema Híbrido) Sistema Convencional Rural actual: Generador Diesel Redes eléctricas Acometidas + Componentes Complementarios Banco de Baterías Modulos Fotovoltaicos Sistemas Electrónicos Inversor Cargador Sistemas Electrónicos de Control y Monitoreo Servicio limitado 5 horas/día Servicio continuo 24 horas 8

9 SISTEMA HIBRIDO: Los módulos Fotovoltaicos y el Generador Diesel son complementarios Características Módulos Generador Fotovoltaicos Diesel Costo de Capital ALTO BAJO Costo de Operación BAJO ALTO Req. de Mantenimiento BAJO ALTO JUNTOS PROPORCIONAN ENERGIA MAS CONFIABLE Y CON COSTO EFICIENTE, QUE CUALQUIERA DE LOS DOS SISTEMAS OPERANDO EN FORMA SEPARADA 9

10 COMPONENTES DE LOS SISTEMAS HIBRIDOS RAPS - I BANCO DE BATERIAS PANELES FOTOVOLTAICOS 10

11 COMPONENTES DE LOS SISTEMAS HIBRIDOS RAPS - II COMPONENTES ELECTRONICOS: INVERSOR, CARGADOR COMPONENTES ELECTRONICOS DE CONTROL Y MONITOREO 11

12 LAS BATERIAS Proyecto RAPS usará baterías tipo Gel VRLA fabricadas por Battery Energy Power Solutions Baterías preparadas por CSIRO con TELSTRA Ciclo de vida 2,500 ciclos a 50% EDC (Estado de Carga) Vida potencialmente mas larga, con EDCP (Estado de Carga parcial años continuos Total 1,440 celdas (1.1 MWh DC) para los dos poblados Materia prima ~ 40 tons. de plomo 12

13 BATERIAS FABRICADAS POR: Battery Energy Power Solutions Alta capacidad ciclica Electrolito tipo Gel Bajo mantenimiento Alta eficiencia Alta confiabilidad Facilidad de instalación Largo período de vida Costo reducido Reciclable 13

14 INVERSORES Modelo - BlueStar 503/240C Pot. Nominal - 40 kw / 50 kva Salida - 220/380 V, 60 Hz., 3Ø, CA Entrada VDC nominal VDC Eficiencia % > 25% de carga Enfriamiento - por Aire Forzado Medio Ambiente a +45 C, 0-100% humedad Transformador de aislamiento Externo 14

15 RECTIFICADOR/CARGADOR DE BATERIAS Modelo - RBC-40/240C Pot. Nominal - 40 kw Entrada - 220/380 V, 60 Hz trifásico CA Salida VDC nominal VDC Tecnología - Control de alta Frecuencia IGBTs Eficiencia % carga mayor a 25% Enfriamiento - Por Aire Forzado Medio ambiente a + 45 C, 0-100% humedad 15

16 CELDA DE SALIDA DC Régimen nominal: 40 kw/50 kva Sobre corriente momentánea: 200% durante 5 segundos Entrada de la batería: 240 V CC Salida de CA: 3Ø, 240/415 V, 60 Hz. Calidad de la energía: Onda senoidal de calidad similar a la del servicio público (5% de distorsión armónica total, etc.) 16

17 SISTEMA DE CONTROL DE MANDO RAPS SISTEMA DISTRIBUIDO JERARQUICO: Controlador sistema acondicionamiento de energía Un monitor de batería Controlador de carga fotovoltaica Un controlador de módulos 17

18 SOFTWARE PARA MONITOREO DE BATERIAS Y CONTROL A DISTANCIA NGC3188A Microprocesador Director con despliegue local y RS232/485 conector de comunicaciones externo NGC2010A Microprocesador Director con 2 antradas de voltaje DC y 2 entradas de temperatura, control para PV NGC2010A Microprocesador Director con 3 salidas trifásicas, entrada voltaje actual y dos entradas de temperatura Interfase RS485 para Inversores y Cargadores de Batería 18

19 SISTEMA FOTOVOLTAICO Modulo Fotovoltaico SX80 12 V. Nominal 80 W. Output Nominal 15 kwp Potencia Neta Celdas Policristalinas Soportes de diseño especial para el proyecto 19

20 SISTEMA DE CONTROLADORES Y MONITOREO SUPERVISOR Este sistema monitoreará todas las unidades del sistema de energía de los RPS-150 y son: Controlador de mandos de interconexión DC Controlador de mandos de interconexión de batería Controlador de mando supervisor de Baterías Controlador de circuitos de interconexión de CA Controlador de arranque generador Diesel Controlador de mando principal de supervisión 20

21 SISTEMAS HIBRIDOS PILOTOS RAPS PADRE COCHA 300 kwh/ día INDIANA 600 kwh/ día 21

22 PADRE COCHA No tiene servicio eléctrico actual Se han instalado redes eléctricas nuevas Tiene generador de 125 kw nuevo Se instalarán 2 módulos RPS-150 para 300 kwh/día Tiene 300 potenciales usuarios Su carga estimada es de kw. 22

23 PERFIL DE CARGA PADRE COCHA Perfil de Carga representativo Sistema Híbrido Fotovoltaico- Diesel de Padre Cocha Carga (kw Perfil de carga diaria Uso acumulado de energía Uso acumulado de ener (kw h) :00 03:00 06:00 09:00 12:00 15:00 18:00 21:00 Horas día - 23

24 EQUIPOS EN PLANTA 24

25 INDIANA Tiene servicio eléctrico 5 horas/día Tiene generador de 200 kw Redes primarias y secundarias Tiene 550 usuarios total Carga estimada de kw. Se instalarán 4 módulos 600 kwh/día 25

26 PERFIL DE CARGA DE INDIANA Perfil de Carga Representativo Sistema Híbrido Fotovoltaico- Diesel de Indiana Carga(kW) Uso acumulado de energía (kwh) - 00:00 03:00 06:00 09:00 12:00 15:00 18:00 21:00 Horas día - 26

27 EQUIPOS EN PLANTA DE INDIANA 27

28 SISTEMAS DE PROTECCION El sistema estará protegido contra cargas atmosferícas por pararrayos. Asimismo tendrá protección contra sobrecorriente. Esta protección abarca todo el sistema Se utilizará mallas de puesta a tierra Se utilizará pararrayos tipo ionizante 28

29 PUESTAS A TIERRA Las puestas a tierra consistirán en un malla que rodeará todos los componentes Su tratamiento será el más adecuado utilizando tierra vegetal y componentes naturales Toda estructura metalica del sistema estará conectada directamente a el. Se exigirá una medición menor a los 5 ohms. 29

30 EJECUCION DEL PROYECTO Una buena Organización garantizará la buena Ejecución del Proyecto ILZRO RAPS PERU es la Agencia ejecutora del proyecto RESPAR PNUD es la agencía implementadora GEF del Proyecto RESPAR Orion Energy Corp., es el Contratista principal ORVISA y SIMA Iquitos son los Sub-contratistas. 30

31 ORION ENERGY CORPORATION Es el Contratista principal Fundada en 1993, desarrolla y vende sistemas de energía comercial y para poblados rurales Tienen amplia experiencia de instalaciones híbridas en diversos lugares de USA e Internacionalmente. Ha desarrollado el Software Nsol! Y otros para diseño de sistemas híbridos 31

32 SUBCONTRATISTA - SIMAI PRINCIPAL ASTILLERO DE LA REGION AMAZONICA PRESTIGIO NACIONAL E INTERNACIONAL SE UTILIZAN LOS TALLERES DE SOLDADURA, MECANICA, PINTADO, ETC. ADECUACION DE CONTAINERS/SHELTERS 6 PARA BATERIAS 2 ELECTRONICO TRANSPORTE DE LOS SISTEMAS RAPS A PADRE COCHA E INDIANA SE UTILIZARA HELICOPTERO 32

33 SUBCONTRATISTA ORVISA PERTENECE AL GRUPO FERREYROS DISTRIBUIDOR DE CATERPILLAR PRESENCIA EN LA AMAZONIA CON MUCHOS AÑOS DE EXPERIENCIA INSTALANDO SISTEMAS DE ENERGÍA EN LA REGION EJECUTADO: OBRAS CIVILES PADRE COCHA E INDIANA AL 100% POR EJECUTAR: DISEÑO DE LOS SISTEMAS DE PROTECCION INSTALACION Y MONTAJE DEL SISTEMA EN AMBAS LOCALIDADES PRUEBAS INICIALES Y FINALES DEL SISTEMA HIBRIDO RAPS 33

34 NIVELACION DEL TERRENO Y TRABAJOS PRELIMINARES ORVISA efectuó levantamiento topográfico de planta, en Padre Cocha e Indiana Ha terminado las obras civiles 100% en ambos poblados: Padre cocha: 2 losas 2 Bases para paneles Indiana: 3 losas 5 Bases para paneles 34

35 LAS CANTIDADES DE LOS MODULOS FOTOVOLTAICOS RESUMEN TECNICO: MODELO BP Solar SX-80. Céldas Policristalinas 12V nominal 80Wp nominal output. El Proyecto requiere 1,134 módulos en Total. 756 unidades para Indiana 378 unidades para Padre Cocha 35

36 INSTALACION DE LOS SISTEMAS HIBRIDOS CUATRO ETAPAS: DISEÑO Y PREPARACION DE LOS SITIOS PRUEBAS DEL SISTEMA EN USA MONTAJE Y PRUEBAS DE LOS SISTEMAS EN PERU INSTALACION Y PUESTA EN SERVICIO DE LOS SISTEMAS EN PADRE COCHA E INDIANA 36

37 DISEÑO TECNICO Y ACTIVIDADES PREVIAS DISEÑO TECNICO DEFINITIVO ADQUISICION DE COMPONENTES PREPARACION DE LOS SOFTWARE FABRICACION DE COMPONENTES SUBCONTRATISTAS LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO FINAL Y PLANOS DETALLADOS ESTUDIOS FINALES 37

38 MONTAJE Y PRUEBAS EN FABRICA - USA ORDEN Y PEDIDO DE COMPONENTES FABRICACION DE LAS UNIDADES PREPARACION DEL PLAN DE CONTROL DE CALIDAD PARA PERU PRUEBAS EN USA PARA VERIFICAR FUNCIONAMIENTO EMBALAJE PARA SU ENVIO AL PERU 38

39 MONTAJE Y PRUEBAS EN SITIOS - PERU REVISION DEL PLAN DE CONTROL DE CALIDAD DE SISTEMAS EN PERU CULMINACION DE LOS PREPARATIVOS EN SITIO: SIST. PROTECCION, OBRAS CIVILES REVISION DE COMPONENTES Y PREPARACION DE PRUEBAS INICIALES Y EJECUCION DEL MONTAJE COMIENZO DE CAPACITACION DEL CONTRATISTA 39

40 INSTALACION Y PUESTA EN SERVICIO I SE INSTALARA LAS PRIMERAS DOS UNIDADES RPS-150 EN PADRE COCHA CULMINACION DE LA INSTALACION DE LOS SISTEMAS DE PROTECCION INSTALACION DE LOS SISTEMAS FOTOVOLTAICOS INTERCONECCION DE LOS MODULOS AL GENERADOR Y LOS PANELES FOTOVOLTAICOS 40

41 INSTALACION Y PUESTA EN SERVICIO II REVISION DE LOS SISTEMAS DE MONITOREO SATELITAL PUESTA EN SERVICIO DEL SISTEMA I SE REALIZARA LA MISMA OPERACIÓN PARA EL SISTEMA DE INDIANA PUESTA EN SERVICIO FINAL DE LOS SISTEMAS 41

42 OPERACIÓN DEL SISTEMA RAPS I EL SISTEMA RAPS SUMINISTRARA ELECTRICIDAD DE CALIDAD DURANTE 24 HORAS A LOS POBLADOS DE PADRE COCHA E INDIANA SISTEMA FOTOVOLTAICO SIRVE PARA COMPENSAR CARGA Y RECARGA DE BATERIAS DURANTE EL DIA EL GENERADOR BACK UP, FUNCIONARA A PLENA CARGA EN LAS HORAS DE REQUERIMIENTO DE CARGA DE LAS BATERIAS 42

43 OPERACIÓN DEL SISTEMA RAPS II SE SUMINISTRARA ENERGIA ELECTRICA POR MEDIO DE LAS REDES DE DISTRIBUCION TRIFASICA LOS COSTOS DE OPERACION PRINCIPAL CORRESPONDEN AL FUNCIONAMIENTO DEL GENERADOR DIESEL LAS BATERIAS TIENEN UNA VIDA UTIL PREVISTA DE OCHO AÑOS 43

44 CONSUMO Y COSTOS DE COMBUSTIBLE LOS GASTOS DE FUNCIONAMIENTO DEL GENERADOR DIESEL PUEDEN DESGLOSARSE EN DOS CATEGORIAS COMBUSTIBLE MANTENIMIENTO SISTEMA DE 300 kwh CONSUME 8200 GALONES POR AÑO CONSUMO DIARIO PROM. 23 GALONES SE USARIA 14 CILINDROS POR MES 44

45 MANTENIMIENTO DEL GENERADOR EL CAMBIO DE ACEITE DEBE REALIZARSE CADA 250 HORAS SOLO REQUIERE CUATRO CAMBIOS DE ACEITE POR AÑO EL COSTO DEL LUBRICANTE ES DE US$ 1.50 LITRO EL COSTO DE ACEITE SERA DE $90.00 AÑO PARA PADRECOCHA Y $ PARA INDIANA 45

46 MANTENIMIENTO SISTEMAS RAPS I LAS BATERIAS NO REQUIEREN MANTENIMIENTO LOS PANELES FOTOVOLTAICOS SOLO REQUIEREN LIMPIEZA LAS TAREAS REVISION Y/O LIMPIEZA DE ESTOS PUEDE REALIZARSE CADA TRES MESES APROVECHANDO LOS DIAS DE CAMBIO DE ACEITE LAS MALLAS DE PUESTA A TIERRA SE REVISARAN CADA TRES AÑOS 46

47 MANTENIMIENTO SISTEMAS RAPS II PREVISION DEL DESBROCE DE ARBUSTOS DEL CAMPO DONDE SE INSTALEN LOS MODULOS FOTOVOLTAICOS ESTA TAREA SE REALIZARA POR UN CONTRATISTA LOCAL SE CALCULA UN COSTO DE $ ANUALES INCLUIDO PIEZAS DE REPUESTO Y MANO DE OBRA 47

48 PLAN DE RECICLAJE SE DEBEN RECICLAR: EL ACEITE LUBRICANTE USADO PADRE COCHA 60 LITROS POR AÑO INDIANA 120 LITROS POR AÑO SE LLEVARA A UN CENTRO DE RECICLAJE LOCAL UNA VEZ POR AÑO SE ESTABLECERA UN PROCEDIMIENTO POR ESCRITO CON UNA LISTA DE CONTROL PARA SEGURIDAD 48

49 PLAN DE RECICLAJE II LAS BATERIAS ESTAN ECHAS PRINCIPALMENTE DE PLOMO SE EFECTUARA RETIRANDO LOS MODULOS COMPLETOS SERAN LLEVADO INTEGRAMENTE AL CENTRO DE RECICLAJE DE LA DOE RUN PERU EN LA OROYA LAS BATERIAS USADAS TIENE UN VALOR DE RECUPERACION CONSIDERABLE ESTAS DEBEN SERVIR PARA APORTAR LAS BATERIAS NUEVAS 49

50 REEMPLAZO DE BATERIAS TIENEN UNA VIDA UTIL PREVISTA DE 8 AÑOS ESTA SE PUEDE EXTENDER SI SU OPERACIÓN ES ADECUADAMENTE CONTROLADA EL DEPOSITO EN CUSTODIA PARA EL REEMPLAZO DE BATERIAS PUEDE CONSIDERARSE COMO GASTO DE OPERACIÓN 50

51 EMISIONES DE GASES GASES EFECTO INVERNADERO DOIXIDO DE CARBONO (CO 2 ) METANO (CH 4 ) OXIDO NITROSO (N 2 O) HIDROFLORURO CARBONICO (HFCs) PENTAFLORURO CARBONICO (PFCs) HEXAFLORURO DE AZUFRE (SF 6 ) 51