EVALUACIÓN DEL FACTOR DE ESCALADO ÓPTIMO EN INSTALACIONES FOTOVOLTAICAS CONECTADAS A LA RED DE DISTRIBUCIÓN ELÉCTRICA

Transcripción

1 Anteproyecto Memoria Estudio económico - Anexos PROYECTO FINAL DE CARRERA EVALUACIÓN DEL FACTOR DE ESCALADO ÓPTIMO EN INSTALACIONES FOTOVOLTAICAS CONECTADAS A LA RED DE DISTRIBUCIÓN ELÉCTRICA PFC presentado para optar al título de Ingeniería Técnica Industrial especialidad Electricidad por Víctor García Mestre Barcelona, 17 de Enero de 2011 Tutor proyecto: Guillermo Velasco Quesada Departament d Enginyeria Electrònica (DEE) Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)

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4 Memoria EVALUACIÓN DEL FACTOR DE ESCALADO ÓPTIMO EN INSTALACIONES FOTOVOLTAICAS CONECTADAS A LA RED DE DISTRIBUCIÓN ELÉCTRICA PFC presentado para optar al título de Ingeniero Técnico Industrial especialidad Electricidad por Víctor García Mestre Barcelona, 17 de Enero de 2011 Tutor proyecto: Guillermo Velasco Quesada Departament d Enginyeria Electrònica (DEE) Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)

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13 Evaluación del factor de escalado óptimo para instalaciones fotovoltaicas conectadas a la red de distribución eléctrica

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15 Evaluación del factor de escalado óptimo para instalaciones fotovoltaicas conectadas a la red de distribución eléctrica

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17 Evaluación del factor de escalado óptimo para instalaciones fotovoltaicas conectadas a la red de distribución eléctrica HIT; 0,25% CdTe; 0,22% String Ribbon; 0,70% Si microcristalino y microamorfo; 2,03% CIGS/CIS; 2,13% a-si; 4,04% Si multicristalino; 54,58% Si monocristalino; 35,98%

18 Víctor García Mestre Corriente del panel FV (A) W/m W/m W/m 2 25ºC 45ºC 65ºC Potencia del panel FV (A) ºC 45ºC 65ºC Tensión del panel FV (V) 1000 W/m W/m W/m Tensión del panel FV (V)

19 Evaluación del factor de escalado óptimo para instalaciones fotovoltaicas conectadas a la red de distribución eléctrica

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22 Víctor García Mestre G k c = G hs hc G = G k h hc c

23 Evaluación del factor de escalado óptimo para instalaciones fotovoltaicas conectadas a la red de distribución eléctrica D D h = Gh G hs hs B h = G h D h

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25 Evaluación del factor de escalado óptimo para instalaciones fotovoltaicas conectadas a la red de distribución eléctrica Radiación mensual diaria (Wh/m2/dia) Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Mes Temperatura (ºC) Superficie horizontal Superficie a 36º (opt.) Superficie a 90º Temperatura diaria (de dia)

26 Víctor García Mestre Radiación (W/m 2 ) Temperatura (ºC) Agosto Hora Junio Enero Enero Noviembre Julio Julio Septiembre Diciembre Hora Agosto Febrero Diciembre Septiembre Junio Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre

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28 Víctor García Mestre P = V I =( FF) V I MPP MPP MPP η C = ηtref[ 1 β ref( TC Tref) + γlog10 GT] OC SC η β γ η C = η Tref[ 1 β ref( TC Tref )] η β η25º C β25º C

29 Evaluación del factor de escalado óptimo para instalaciones fotovoltaicas conectadas a la red de distribución eléctrica P DC PDC η C = G A T = ηtref A GT[1 β ref( TC Tref)] T = T + k G C a R T k R ( TC Ta) = G T

30 Víctor García Mestre Temperatura (ºC) Hora Radiación (W/m2) Temp. ambiente Soporte libre Tejado inclinado Radiación incidente

31 Evaluación del factor de escalado óptimo para instalaciones fotovoltaicas conectadas a la red de distribución eléctrica Potencia (W) Hora 1,05 1 0,95 0,9 0,85 0,8 Rendimiento normalizado c-si a-si CdTe CIS c-si a-si CdTe CIS

32 Víctor García Mestre 800 1,1 Potencia (W) ,05 1 0,95 0,9 0,85 Rendimiento normalizado c-si a-si CdTe CIS c-si a-si CdTe CIS Hora 0,8

33 Evaluación del factor de escalado óptimo para instalaciones fotovoltaicas conectadas a la red de distribución eléctrica η inv P = P AC DC p = p + p0 + k p 2

34 Víctor García Mestre p 0 P p = P AC inv, N = 9 99η10 η100 1 k = p η

35 Evaluación del factor de escalado óptimo para instalaciones fotovoltaicas conectadas a la red de distribución eléctrica Eficiencia Tipo 1 Tipo 2 Tipo Pac/Pinv,n η η η η η η

36 Víctor García Mestre Eficiencia A sin trafo A con trafo B Tipo 1 Tipo 2 Tipo Pac/Pinv,n

37 Evaluación del factor de escalado óptimo para instalaciones fotovoltaicas conectadas a la red de distribución eléctrica si P P AC AC si P' P AC 0 DC k P P = P = 0 inv, N 2 si p P AC inv, N inv, N p P 0 + P < P inv, N inv, N AC P < P AC inv, N + 2 [ p P P P' ] = 0 0 inv, N inv, N DC

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39 ± ± ± ±

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41 Evaluación del factor de escalado óptimo para instalaciones fotovoltaicas conectadas a la red de distribución eléctrica I RMS = 0,066 I, H M STC ( ) β,γ βγ Ω 1 1 = 2 2 P Ω R i( t) dt = R i( t) dt = T T T T R I 2 RMS Ω P Ω 1 L R = 56 S 2 1 L = 0,066 I 56 S 2 M, STC H ( ) β,γ

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43 P FE = P inv, N GFV, STC η

44 Víctor García Mestre ANUAL DC ANUAL AC SFV E E,, = η

45 Evaluación del factor de escalado óptimo para instalaciones fotovoltaicas conectadas a la red de distribución eléctrica ρ pérdidas E = E pérdidas, ANUAL DC, ANUAL

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49 Evaluación del factor de escalado óptimo para instalaciones fotovoltaicas conectadas a la red de distribución eléctrica

50 Estudio económico EVALUACIÓN DEL FACTOR DE ESCALADO ÓPTIMO EN INSTALACIONES FOTOVOLTAICAS CONECTADAS A LA RED DE DISTRIBUCIÓN ELÉCTRICA PFC presentado para optar al título de Ingeniero Técnico Industrial especialidad Electricidad por Víctor García Mestre Barcelona, 17 de Enero de 2011 Tutor proyecto: Guillermo Velasco Quesada Departament d Enginyeria Electrònica (DEE) Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)

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54 Víctor García Mestre

55 Función Director Tasa estándar 35,00 /h Tarea Trabajo Coste Definición objetivos y alcance 8 h 280,00 Requisitos 4 h 140,00 Estudio previo 30 h 1.050,00 Preparar presentación, documentos anexos, etc. 28 h 980,00 Definición del proyecto 20 h 700,00 TOTAL 90 h 3.150,00

56 Víctor García Mestre Función Ingeniero Tasa estándar 25,00 /h Tarea Trabajo Coste Generador FV 15 h 375,00 Radiación solar 15 h 375,00 Inversor 15 h 375,00 Pérdidas energéticas 15 h 375,00 Proyectos relacionados o similares 30 h 750,00 Selección modelos adecuados 4 h 100,00 Definir parámetros y factores específicos 10 h 250,00 Modelizar las pérdidas energéticas 54 h 1.350,00 Modelos de GFV y radiación incidente 14 h 350,00 Modelo de inversor y parámetros seleccionados 14 h 350,00 Comparación resultados con instalaciones reales 40 h 1.000,00 Reajustar modelos y corregir parámetros (si es necesario) 3 h 62,50 Analizar los resultados y destacar dependencias 45 h 1.125,00 Modelo de sistema FV 24 h 600,00 Resultados 20 h 500,00 Conclusiones finales 20 h 500,00 Preparar presentación, documentos anexos, etc. 14 h 350,00 TOTAL 352 h 8.787,50 Función Analista programador Tasa estándar 20,00 /h Tarea Trabajo Coste Entorno de trabajo 4 h 80,00 Selección modelos adecuados 4 h 80,00 Modelos de GFV y radiación incidente 14 h 280,00 Modelo de inversor y parámetros seleccionados 14 h 280,00 Sistema fotovoltaic y variables 8 h 160,00 Formato datos de entrada y salida del algoritmo 4 h 80,00 Eficiencia y factor escalado óptimo 8 h 160,00 Realizar primeras simulaciones 40 h 800,00 Reajustar modelos y corregir parámetros (si es necesario) 5 h 100,00 Estimación producción de instalaciones FV con FE óptimo 30 h 600,00 Cálculo del factor de escaldo óptimo para algunos sitios 30 h 600,00 Cálculo del factor de escaldo óptimo para distintos sitios 96 h 1.920,00 Interpolación de los valores de factor de escalado 12 h 240,00 Preparar presentación, documentos anexos, etc. 14 h 280,00 TOTAL 283 h 5.660,00

57 Evaluación del factor de escalado óptimo para instalaciones fotovoltaicas conectadas a la red de distribución eléctrica Concepto Cantidad Precio (IVA incl.) Plazo amortización Imputable Coste PC 3 500,00 /u 36 25,00% 375,00 MATLAB R2008b ,00 /u 72 6,25% 103,13 GRASS GIS 1 Software libre - - Microsoft Office Professional ,00 /u 60 15,00% 104,85 Microsoft Project ,00 /u 60 15,00% 87,00 Windows Vista 3 (incluido en PC) - - TOTAL 669,98 Precio Imputable Coste Alquiler oficina y otros gastos 950,00 /mes 20,00% 1.710,00

58 Víctor García Mestre PRESUPUESTO GENERAL Concepto Importe Personal ,50 Hardware y software 669,98 Otros gastos 1.710,00 TOTAL ,48 ASCIENDE EL PRESENTE PRESUPUESTO GENERAL A LA CANTIDAD DE DIECINUEVEMIL NOVECIENTOS SETENTA Y SIETE EUROS CON CUARENTA Y OCHO CÉNTIMOS DE EURO Barcelona, a 17 de enero de 2011

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66 Anexos EVALUACIÓN DEL FACTOR DE ESCALADO ÓPTIMO EN INSTALACIONES FOTOVOLTAICAS CONECTADAS A LA RED DE DISTRIBUCIÓN ELÉCTRICA PFC presentado para optar al título de Ingeniero Técnico Industrial especialidad Electricidad por Víctor García Mestre Barcelona, 17 de Enero de 2011 Tutor proyecto: Guillermo Velasco Quesada Departament d Enginyeria Electrònica (DEE) Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)

67 α γ sin α C31 cos C S = ω + 33 cosγ S = 2 ( C sinω) + ( C cosω + C ) 2 22 C 11 cosω + C

68 Víctor García Mestre C C C C C = sin n cos δ = cos n sin δ = cosδ = cos n cos δ = sin n sin δ δ 2 π n 2 π n δ = arcsin 0,3978 sin 1,4 + 0,0355 sin 0, ,25 365,25 ω ω = 0,261799( t 12) cosω S, P C = C θ βγ 31 cos( l' ) C' 33 sinθ = C ' ω + C' C' = cos n' cosδ = sin n' sin δ

69 Evaluación del factor de escalado óptimo para instalaciones fotovoltaicas conectadas a la red de distribución eléctrica G 0 ref S sin n' = cos n sin β cosγ + sin n cos β sin β sin γ tan l' = sin n sin β cosγ + cos n cos β Dα α cosω S, P C' = C' 2 π n = G + 0, SC 1 0,03344 cos 365,25 B m = sin S 0 C = G0 e 0,8662 T LK z/ m d R ( m) ref ref ( α ) + 0,50572 ( α + 6,07995) S ref S e S 1,6364 α α 2 ref 0, ,123 α S + 0, α S S = 0, ,9344 α S + 277,3971 α S = α + Dα

70 Víctor García Mestre para m 20 1 d R( m) = 6, ,7513 m 0,1202 m para m > 20 d R 1 ( m) = 10,4 + 0,718 m B hc = B 0C 2 sin α + 0,0065 m S 3 0,00013 m 4 B ó B ic ic = B = B 0C hc sin θ sinθ sin α S D hc = G0 Tn( T LK ) F d ( α ) 2 n( TLK) = 0, , TLK 0, TLK T + S 2 F ( α ) = A1 + A2 sin α + A3 sin α d S S S

71 Evaluación del factor de escalado óptimo para instalaciones fotovoltaicas conectadas a la red de distribución eléctrica + = < + = S LN b b hc ic S S b b hc ic S A K K F D D si K K F D D si α β β α α θ β α 0,008 0,1 cos sin ) ) (1 ( 0,1 sin sin ) ) (1 ( 0,1 π π π π π π γ γ 2 * * 2 * * * * * + = < = > = = LN LN LN LN LN LN LN LN LN S LN A A A si A A A si A A A si A ) ( β F D D hc ic = + = 2 sin cos sin ) ( ) ( 2 β π β β β β β N r F i , , ,3025 0, , ,04020 ' 0,0022 ) ( ' ) ( 0,0022 0,0022 ) ( ' 0, , ,26463 ' LK LK LK LK LK n LK n LK n LK LK T T A T T A A A T T A si T T A T T A si T T A + + = + = = = < + = α θα ββ

72 Víctor García Mestre β N = r i 1+ cos β ( β) = 2 2 0, ,712 K b 0,6883 Kb BhC Kb = G0 sinα S ρ β R = ρ G r ( β) i r g g hc 1 cos β ( β) = 2 G = B + D hc hc ρ g hc G = G k h hc c

73 Evaluación del factor de escalado óptimo para instalaciones fotovoltaicas conectadas a la red de distribución eléctrica G k c = G hs hc D D h = Gh G B h = G h hs hs D sinθ B i = B h sin α h S D i = D F( β) h R = ρ G r ( β) i g h g