JEMA: Breve presentación de la compañía Escenario actual de la energía Energía solar: un nuevo tipo de energía Energía solar fotovoltaica Inversor FV

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Beatriz Reyes Carmona
hace 8 años
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2 JEMA: Breve presentación de la compañía Escenario actual de la energía Energía solar: un nuevo tipo de energía Energía solar fotovoltaica Inversor FV JEMA serie IF

4 JEMA nace en 1953, fruto de las inquietudes de su fundador, D. Jesús María Aguirre. En aquel tiempo JEMA dedicó sus esfuerzos a la investigación y aplicación de las emergentes tecnologías en electrónica de potencia en el sector industrial del entorno, principalmente papeleras y acerías. Desde entonces la actividad se ha ido expandiendo hasta llegar a multitud de clientes nacionales e internacionales, de campos y necesidades muy diversos, aportando variadas y novedosas soluciones de vanguardia. De esta forma JEMA se mantiene fiel a sus comienzos, atendiendo a sus clientes mediante el desarrollo de innovadores equipos industriales a medida de sus requerimientos, para todo tipo de aplicaciones específicas, y en entornos de alta exigencia.

5 80 empleados: 50% titulados universitarios; 30% en I+D e Ingeniería desarrollo integral de sistemas innovadores de control hard y soft para equipos de potencia diseño completo y fabricación de productos industriales a medida de electrónica de potencia: Ingeniería que fabrica mercados nacional e internacional ofertas habituales en competencia con 5 ó 6 grandes empresas internacionales clientes principales: ingenierías internacionales; centrales y plantas de energía, petróleo y gas; laboratorios experimentales; grandes plantas industriales; transporte, CAF, SNCF, Bombardier, Balfour Beatty, Repsol, PEMEX, CEPSA, Enagas, MW Kellog, ICA- Fluor, Technip, Alstom, Técnicas Reunidas, Empresarios Agrupados, Iberinco, Soluziona, SENER, Initec, Idom, Grupo Abengoa, Indra, C.N. Ascó, C.N. Zorita, C.N. Garoña, C.N. Vandellós, C.N. Cofrentes, Iberdrola, Endesa, U. Fenosa, CFE, EFDA, JET, CERN, CIEMAT, IPP, CRPP, Navantia, EADS, Ejército del Aire, Iberia, AENA,...

clientes principales: ingenierías internacionales; centrales y plantas de energía, petróleo y gas; laboratorios experimentales; grandes plantas industriales; transporte, CAF, SNCF, Bombardier,

6 Fusión Nuclear y Aceleradores de Partículas Centrales de energía convencionales Centrales nucleares Instalaciones de petróleo y gas Aeronáutico y naval Renovables (eólico y solar) Ferrocarril Calidad de red Instalaciones singulares (bancos de ensayo, etc.)

petróleo y gas Aeronáutico y naval Renovables (eólico y solar)

7 ! CONVERTIDORES DC - DC RECTIFICADOR - CARGADOR DE BATERIAS INVERSOR ESTATICO (ONDULADOR) CONVERTIDOR ESTATICO DE FRECUENCIA SISTEMAS DE ALIMENTACION ININTERRUMPIDA (SAI) FUENTES DE ALIMENTACION ESPECIALES CALIDAD DE RED: Filtro Activo, Regulador de tensión, n, Estabilizador estático tico de tensión, n, Detector de huecos,...

ININTERRUMPIDA (SAI) FUENTES DE ALIMENTACION ESPECIALES CALIDAD DE RED: Filtro

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14 *+# ºC 1450 W/m² 1000 w/m² 400 w/m ²

15 ,,' Esquema de un sistema de agua caliente doméstica Colector solar Controlador Bomba Depósito presión Tanque de agua Otras fuentes de calor (caldera, bomba de calor, etc.)

16 ,, Captación de la radiación por medio de un colector o intercambiador de calor que transforma la energía radiante en calor. La transferencia de energía se hace hacia un fluido que circula por el colector.

17 ,- PANELES INVERSOR PR./ MED. RED Instrumentación edificios estructura fija heliostatos o seguidores

18 !- en campo abierto sobre tejado

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21 . Real decreto 1663/2000 y nuevo RD 661/2007 Regular la actividad de producción de energía en régimen especial. Incentivar la industria Marco económico que garantiza a los titulares de instalaciones una retribución especial. 1 MW 6 M Crecimiento de la industria FV: 500 % Cubiertos los objetivos para 2010 (400 MW) Nuevo RD 661/2007: adaptación al escenario actual de crecimiento

22 * PANELES INVERSOR PR./ MED. RED Instrumentación Paneles fotovoltaicos: Montados en estructura fija, en seguidores a 1 eje, ó en heliostatos (seguidores a 2 ejes). También hay de tecnología de concentración. Inversor(es): Equipos desde 2 5 a 100 kw e incluso 500 kw, que incluyen control, protecciones del campo, comunicaciones y sincronismo con la red. Deben ser de elevado rendimiento. Protecciones, medida y conexión: Celdas, trafos, contadores, etc., normalmente alojados en casetas de superficie. Otros: Cableados, canalizaciones, cimentaciones, conexión a línea, monitorización, etc.

23 /' Una célula solar es un dispositivo capaz de convertir la energía proveniente de la radiación solar en energía eléctrica. Principalmente las células solares se fabrican con silicio cristalino y amorfo, y con diversas estructuras: De gran espesor: silicio mono y policristalino (300 micras) De película delgada: silicio amorfo y materiales compuestos La célula se concibe como un diodo, especialmente diseñado para aprovechar la radiación con la mayor eficiencia Etapas de fabricación Estructura básica de una célula con sustrato de silicio cristalino

24 /* Las células son frágiles y generan poca energía. Se precisa agruparlas para obtener suficiente energía y robustez mecánica. La característica I - V de un panel fotovoltaico se obtendrá con la siguiente ecuación: donde: Np: es el número de ramas en paralelo del panel fotovoltaico. Ns: es el número de células en serie por rama en el panel fotovoltaico. Ejemplo panel comercial: Módulo I-110 de Isofotón 110 W(*), 36 Células serie, 2 Series, Isc=6,76A, Voc=21,6V Imáx.pot.=6,32A, Vmáx.pot.=17,4V Dimensiones = 1,3m x 0,65m (*) potencia pico de una célula fotovoltaica es la potencia eléctrica que proporciona la célula cuando recibe irradiancia máxima (aprox. 1 kw/m2), es decir, al mediodía de un día despejado

25 /'' I II III Oblea de silicio cristalino (presente) Lámina delgada (corto plazo) Nuevos materiales y tecnologías (muy largo plazo)

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30 %

31 -1 -

32 - Opciones: Sistema de monitorización remota Servicios adicionales de mantenimiento preventivo Solución con caseta Ampliación contrato garantía Puesta en marcha Cursos de formación

33 - 8, #9:! "" " # # $" %" &' ()*)+,- "./ %& " ;441" << => 400Vac/20KV,?-@A8@34BC37B: <D 2;C73E% 9#4;38+0D 344F1: G?B G<4> G74> H;IB " " 012)!3 4 4 "5/ 4 # # " "0+ " 83 9::+7(,, /3),, / ),,290( /;<3),9=2 4 >7!/ 7 & C7J@27J $" /,? 0@)? Indice %!-!(,

34 - IF40, 40 kw IF25, 25 kw IF100, 100 kw

35 Sistema de conversión de energía trifásica (400 VAC entre fases y 50 Hz) para campos fotovoltaicos conectados a red Módulo Inversor Puente Inversor de IGBT, trasforma tensión DC en AC Filtro Salida Filtro LC para adecuar la tensión conmutada de salida del inversor y obtener los reducidos valores de distorsión en corriente en la conexión con la red Transformador de Salida Aislamiento galvánico entre paneles/convertidor red Unidad de Control Tarjeta con micro DSP que trabaja en tiempo real, con software de control vectorial SVM; asegura el correcto funcionamiento del equipo en cualquier circunstancia, incluye funciones de protección y seguridad. Comunicación Local (estándar) y remota (opcional) vía GPRS ó web, para gestión y monitorización

36 K Elementos de conexión a paneles Transformador y filtro de salida Detección trabajo en isla Dispositivos de protección Inversor de alto rendimiento Ud. de Control

37 0* Seguimiento del punto de máxima Potencia (MPPT) La potencia DC que el inversor puede obtener de un generador fotovoltaico depende del punto de trabajo en la curva I-V característica de cada panel. A su vez, esa potencia máxima también depende de las condiciones ambientales, irradiancia y temperatura. El objetivo del control del inversor es operar en todo momento en el punto de máxima potencia del campo fotovoltaico. Para que el inversor opere en el PMP es necesario un algoritmo en el que se controle la tensión de operación del generador FV

38 0* PUNTO DE MAXIMA POTENCIA (PM) Es el producto del valor de tensión (VM) e intensidad (IM) para los que la potencia entregada a una carga es máxima. FACTOR DE FORMA (FF) Se define como el cociente de potencia máxima que se puede entregar a una carga entre el producto de la tensión de circuito abierto y la intensidad de cortocircuito, es decir: El factor de forma suele tomar valores entre para las células más habituales (silicio y arseniuro de galio). EFICIENCIA DE CONVERSIÓN ENERGÉTICA Se define como el cociente entre la máxima potencia eléctrica que se puede entregar a la carga e irradiancia incidente (PL) sobre la célula: El máximo rendimiento teórico de la célula de silicio el del orden del 22-23%, mientras que en la práctica el máximo obtenido es del orden del 18%. En general, las celdas fotovoltaicas disponibles en el mercado tienen rendimientos del orden del 14-15%, el cual disminuye al 10-11% cuando se montan en paneles fotovoltaicos.

39 0 INVERSOR PR./ MED. RED Para poder inyectar potencia en una red de transporte, se deben cumplir las exigencias que la normativa existente establezca (RD, RBT, RAT, etc.). Por tanto, el inversor deberá ser capaz de: - sincronizarse automáticamente con la tensión de esa red - sincronizarse automáticamente también en frecuencia - detectar posibles problemáticas de esa red y actuar en consecuencia (detección de modo isla, etc.). La inyección de potencia se hace a través de los sistemas electromecánicos habituales (celdas de protección, contadores, etc.).

40 Muchas gracias por su atención

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Información general de la empresa Nuestra actividad Jema es una empresa líder en el sector de la electrónica de potencia. En sus 58 años de historia ha dirigido siempre su actividad al desarrollo de soluciones a medida, innovadoras y atendiendo