Mejora de la Calidad del Servicio Energético en las Aplicaciones Fotovoltaicas de Electrificación n Rural

Transcripción

1 Mejora de la Calidad del Servicio Energético en las Aplicaciones Fotovoltaicas de Electrificación n Rural VII FORUM CYTED-IBEROEKA 2006 Buenos Aires, Ramón Eyras Director Departamento Técnico, ISOFOTON S.A.

2 Antecedentes Situación de la I+D+i en sistemas fotovoltaicos en ISOFOTÓN Objetivo Actividades

3 ANTECEDENTES La Energía Solar Fotovoltaica en Poblaciones Aisladas En zonas aisladas sin acceso a la red general de distribución eléctrica, la experiencia ha demostrado que la energía solar fotovoltaica es la forma de generación eléctrica más apropiada. Centrales Híbridas Falta de experiencia y estudios en la actualidad Falta de estandarización y criterio unificado a nivel internacional Sistemas de Bombeo Solar Falta de investigación en nuevas aplicaciones. Necesidad de dar cabida a nuevos servicios: abastecimiento de grandes poblaciones y alimentación de instalaciones de riego en áreas agrícolas Osmosis Inversa Inexistencia de diseños específicos para energía solar fotovoltaica. Necesidad de adaptar la operación del sistema a la fuente y al medio

4 CENTRALES HÍBRIDAS Publicaciones e investigaciones de importantes laboratorios y centros de investigación: IES, Fraunhofer Institute (Alemania), International Energy Agency (IEA), etc.. Central de Idbouktir (Marruecos) Necesidad de sistemas centralizados de generación eléctrica en pequeños poblados aislados, disminuyendo costes de mantenimiento y mejorando la fiabilidad. Centrales híbridas instaladas en Mounde (Senegal) e Idbouktir (Marruecos). Ratificación del Protocolo de Kyoto y Proyectos de Mecanismos de Desarrollo Limpio (MDL) Viviendas abastecidas por la Central de Mounde (Senegal)

5 SISTEMAS DE BOMBEO Publicaciones e investigaciones de importantes laboratorios y centros de investigación: IES, Food and Agriculture Organization of the United Nations FAO, Sandia National Laboratoires, Gran experiencia en el desarrollo del bombeo solar a bajas potencias (< 10 kw). Variadores de Frecuencia Desarrollo de Seguidores Solares de Gran Potencia 25 kwp Sistema de Bombeo en Ouma Rema (Marruecos) Fuerte desarrollo tecnológico del riego localizado

6 SISTEMAS DE OSMOSIS INVERSA Escasas Publicaciones e investigaciones sobre plantas específicas que utilicen Energía Solar Fotovoltaica Escasa experiencia en el desarrollo de sistemas de bajo consumo eléctrico. Sistemas con utilización de baterías electroquímicas

7 ACTIVIDADES 1. Estudio del Estado del Arte y Diseño de Sistemas de Monitorización y Prototipos 2. Instalación de Equipos de Monitorización y Prototipos 3. Análisis y Evaluación de Datos de Monitorización y Ensayos 4. Diseño del Software 5. Desarrollo de Variadores de Frecuencia, Aplicaciones Rurales, Sistemas Osmosis Inversa. 6. Instalación Bombeo de Gran Potencia con Seguidor 7. Análisis de Degradación de Baterías 8. Elaboración de Especificaciones Técnicas

8 Instalación de Equipos de Monitorización Puesta en marcha del Inversor Ingecom Hybrid con sistema de monitorización incluido en la Central de Mounde (Senegal) Cuadro eléctrico de la Central de Idbouktir (Marruecos) Monitorización de sistema de bombeo en Toledo. Colaboración con el IES en elección de equipos y ensayos.

9 Diseño del Software de Monitorización Monitorización del Inversor Ingecom Hybrid en la central de Mounde (Senegal) CX-Programmer Software de monitorización del bombeo solar e histórico de datos

10 Desarrollo de Variadores de Frecuencia Problemas derivados de cambios repentinos en la alimentación del sistema (cambios bruscos de radiación) Problemas derivados del posicionamiento fijo del punto de trabajo de los paneles fotovoltaicos Problemas por optimización del número de paneles fotovoltaicos cuando la bomba a utilizar es de baja potencia Necesidad de Adaptación de la programación de variadores Colaboración del IES

11 Tecnología del Bombeo Solar Directo Adaptación de las curvas de generación y consumo de agua minimización sistema de almacenamiento El agua actúa como sistema de almacenamiento prescindimos de baterías No se usan combustibles no hay riesgo de contaminación; minimización gastos de suministro y transporte La tecnología del bombeo solar directo abarca rangos de aplicación de 500 a m4/día Q (m3/h) I (W/m2)

12 Instalación Bombeo de Gran Potencia con Seguidor Diseño y construcción del prototipo de seguidor solar para bombeo: Seguidor solar a doble eje con 20kWp aprox. Variador de frecuencia de 22kW Instalación en la Finca La Laguna (Granada)

13 APLICACIONES: Riego Fotovoltaico VENTAJAS TECNOLÓGICAS Adaptación del bombeo de agua al ciclo vegetativo del cultivo. Adaptación al Riego por Goteo, donde la presión de trabajo es inferior al resto de tecnologías de riego. No requieren baterías de acumulación de la energía, sino que el sistema es capaz de bombear directamente la cantidad exacta y requerida por el cultivo, a través del equipo variador de frecuencia En un riego fotovoltaico no siempre es necesario disponer de un depósito auxiliar o balsa de regulación para dotar a la red del caudal y presión necesaria.

14 APLICACIONES: Ósmosis Inversa VENTAJAS TECNOLÓGICAS Provisión de agua potable en zonas aisladas de la red eléctrica gracias a la desalinización Funcionamiento conjunto Ósmosis-Fotovoltaica. Desglose del conjunto en dos subsistemas: Bombeo solar directo de alta presión para el correcto funcionamiento de las membranas de ósmosis, sin necesidad de baterías para el mismo gracias al empleo de variadores de frecuencia. Suministro continuo de energía para los equipos de mando y control a través de un subsistema autónomo de escasa acumulación en baterías. Ausencia de pre-tratamientos químicos Trabajo en cascada de las membranas según niveles de radiación. Optimización de la energía empleada, gracias a la incorporación de un recuperador de energía en la planta de ósmosis inversa, presurizando parte del caudal de entrada a las membranas.

15 APLICACIONES: Ósmosis Inversa PROTOTIPO ISOFOTON VEOLIA Water Systems ITC

16 Análisis de Degradación de Baterías En colaboración de la Universidad de Santiago Análisis del ciclo de vida de 700 baterías instaladas en el proyecto Pierre Auger en Argentina Conclusiones: Previsión del fin de vida de una batería con 6 meses de antelación, en función de la distribución de la tensión durante el funcionamiento de la batería Tanques de evaluación del proyecto Pierre Auger (Argentina) Alargamiento de la vida útil si se recarga previamente a la puesta en marcha.

17 Muchas gracias