Dimensionado Sistemas FV SUNNY DESIGN

Transcripción

1 Dimensionado Sistemas FV SUNNY DESIGN Seminario SMA Ibérica, Valencia 15 de Febrero del

2 > Bases del Sunny Design > Radiación solar > Comportamiento de células FV y módulos FV > Irradiación > Temperatura > Reglas de Diseño > Herramientas para el Diseño. > Ejemplos Dimensionado SC1000MV SC630HE-11 SMC10000TL STP17000TL 2

3 Angulo de inclinación [ ] Rendimiento relativo en función de la orientación del módulo Oeste Sur Este

4 Voltios Amperios Dimensionado Sunny Design > Dependencía de I SC y V OC con la Irradiancia Voltaje Corriente W/m² 5

5 > Temperatura del Módulo: La Potencia (voltaje corriente) decrecen con altas temperaturas. Esto es descrito mediante los coeficientes: > β coeficiente de la variación V OC con la T. > α coeficiente de la variación I SC con la T > γ coeficiente de la variación P MPP con la T. Comportamiento de los módulos con altas temp.: Corriente (Corriente cortocircuito) Voltage (Voltaje a circuito abierto) Potencia α (I SC ) valores típicos +0.03%/K to +0.1%/K β (V OC ) valores típicos -0.33%/K to -0.40%/K γ (P MPP ) valores típicos -0.40%/K to -0.50%/K. 6

6 Current Power El MPP no es un punto de trabajo fijo. Este punto depende de los condiciones de Irradiación y de la Temperatura del Módulo. Voltage Θ-cell temperature E- irradiation Voltage 7

7 > Curva I-V y MPP MPP = Maximum Power Point: punto en la curva I-V donde el producto del voltaje y la corriente (potencia) es máximo. Pmax MPP Imax Umin Umax 8

8 > Bases del Sunny Design > Radiación solar > Comportamiento de células FV y módulos FV > Irradiación > Temperatura > Reglas de Diseño > Herramientas para el Diseño. > Ejemplos Dimensionado SC1000MV SC630HE-11 SMC10000TL STP17000TL 9

9 > Reglas de Diseño: > Todos los string conectados al mismo MPPT deben de tener la misma tensión y orientación-inclinación. > Minimizar la perdidas en los string y generador FV por mismatching de los módulos (Selección de módulos según Flashing). > Evitar sombras > Tensión del String en MPP a +70ºC > Tensión MPPTmin. Inversor > Tensión del String en OC a -10ºC < Tensión CC max. Inversor > La Relación de Potencia debe estar entre % (Relación de Potencia: Potencia entrada CC/Potencia pico instalada) > Intentar hacer trabajar al inversor en su punto de máxima eficiencia. > Dimensionar el Campo FV según la potencia activa del inversor. 10

10 > Rango de funcionamiento de un generador fotovoltaico / inversor I FV P FV MPP I CC P CC I MPP (-10 C) I MPP (+70 C) P max I max C +25 C -10 C V FV V CC V MPP(+70 C) Generador FV V (-10 C) 0 V CCmin Inversor V CCmax 11

11 1 > Caso : El generador fotovoltaico tiene su MPP a una tensión inferior a la tensión mínima de entrada del inversor solar. I FV P FV Imax MPP Punto de funcionamiento V FV Reacción: no crítico VCCmin VCCmax El inversor solar se mantiene en funcionamiento y alimenta a la red la energía producida por el generador fotovoltaico a una tensión de entrada mínima. 12

12 2 > Caso : El generador fotovoltaico tiene una tensión en vacío mayor a la tensión máxima de entrada del inversor solar. I FV P FV I max MPP Punto de funcionamiento V FV V CCmin V CCmax Reacción: Critico. El inversor solor puede resultar dañado. El inversor solar no se pone en funcionamiento. En función de la sobretensión y la temperatura del inversor solar, es posible que el inversor solar resulte dañado de forma irreversible. 13

13 3 > Caso : El generador fotovoltaico podría producir más potencia que la potencia máxima de entrada del inversor solar. I FV P FV MPP Punto de funcionamiento I max V FV V CCmin V CCmax Reacción: no crítico El inversor solar se mantiene funcionando y alimenta con su potencia máxima a la red. 14

14 Voltage Mínimo del Generador FV Dimensionado Sunny Design > El voltaje DC mínimo de un inversor con transformador depende del voltaje de la red. Voltaje MPP mínimo (Sunny Boy 3000) u=1,16 V FV = u x V red 320 V DC 300 V DC 291 V DC 280 V DC 268 V DC N1 : N2 = ü L N1 : N2 = u L N 260 V DC 240 V DC 220 V DC 230 V AC N 251 V AC 200 V DC 180 V AC 200 V AC 220 V AC 240 V AC 260 V AC Voltaje de la Red 15

15 > Reglas de Diseño de la puesta a Tierra DC: Que inversor trabaja con cada tecnología de módulo: Tecnología Celula / Inversores Sin Transformador Inversores Con Transformador Tipo de Módulo SMC x000tl - SB xxxxtl-hc SB xx00 SMC x000(a) Kit Tierra Negativa Kit Tierra Positiva Mono Poly / Multi CdTe o o o o Silicio Amorfo Superestrato Silicio Amorfo Substrato o o CIS o o A Lámina metálica como substrato o en el m ódulo - o o = recomendable o = recomendable con restricciones - = no recomendable 16

16 > Bases del Sunny Design > Radiación solar > Comportamiento de células FV y módulos FV > Irradiación > Temperatura > Reglas de Diseño > Herramientas para el Diseño. > Ejemplos Dimensionado SC1000MV SC630HE-11 SMC10000TL STP17000TL 17

17 Herramientas de diseño Quelle: DGS 19

18 Herramientas de diseño > Solarchecker 20

19 Diseño con Sunny Design 21

20 > Bases del Sunny Design > Comportamiento de células FV y módulos FV > Irradiación > Temperatura > Reglas de Diseño > Ejemplos Dimensionado SC1000MV SC630HE-11 SMC10000TL STP17000TL 22

21 Ejemplo de diseño de una planta. > Especificaciones del cliente: > Tipo de Inversor: SC1000MV-11 > Tipo de Módulo: Kyocera KD210GH-2P > Configuración Campo FV: Flotante > Strings: 206 (26xSSM8) > Módulos por String: 25 23

22 Diseño de la Subdistribución DC (SSM) SC500HE-11 con 103p x 25s Kyocera KD 210GH-2P Voltaje a circuito abierto: 935 V 7,9 A 0.7 = 11,29 A => Elección del fusible SSM : 12 A Factor de reducción SSM SSM8 I MPP = 7,9 A 8 x 63,2 A 8 x I MPP = 7,9 A 24

23 SC1000MV-11 Diseño de la Distribución Principal DC (SMB-C) SSM Factor de reducción SMB-C 63,2 A 0.8 = 79 A =>SMB-C fusible seleccionado: 80 A 2 x SMB-C SC500HE-11 7 x paralelo 63,2 A 6xSSM 379,2 A 7xSSM 442,4 A SC500HE-11 2 x SMB-C 7 x paralelo 63,2 A 6xSSM 379,2 A 7xSSM 442,4 A 25

24 SC1000MV-11 Diseño de la Distribución Principal DC (SMB-C) SSM 63,2 A 0.8 = 79 A =>SMB-C fusible seleccionado: 80 A Factor de reducción SMB-C 63,2 A SC500HE-11 63,2 A 8 x paralelo (8 a la SMB-C) 1 x SMB-C 505,6 A 5 x paralelo 63,2 A SC500HE-11 63,2 A 5 x paralelo 63,2 A 8 x paralelo (8 a la SMB-C) 1 x SMB-C 505,6 A 63,2 A 26

25 Diseño de la Subdistribución DC (SSM24) SC500HE-11 con 103p x 25s Kyocera KD 210GH-2P Voltaje a circuito abierto: 935 V 7,9 A 0.7 = 11,29 A => Elección del fusible SSM : 12 A Factor de reducción SSM SSM24 IMPP= 7,9 A 24 x IMPP= 7,9 A 189,6 A 12A SSM8 IMPP= 7,9 A 7x IMPP= 7,9 A 55,3 A 27

26 SC1000MV-11 Diseño de la Distribución Principal DC. 55,3 A 0.8 = 69 A =>Fusible seleccionado: 80 A SSM24 Factor de reducción SMB-C SSM8 SC500HE-11 55,3 A 189,6 A 189,6 A 189,6 A 189,6 A 0.8 = 237 A => Fusibles Seleccionado 250 A SSM24 SSM8 SC500HE-11 55,3 A 189,6 A 189,6 A 189,6 A 28

27 Caso1: Instalación con tres seguidores a un eje con módulos Yingli Yl220Wp en Sevilla. Disponemos de hasta 144 módulos y 3 inversores SMC10000TL. Cuál es la configuración óptima de módulos por inversor? Qué superficie tendría cada seguidor? Cuál será el rendimiento específico de esta instalación? 47

28 Caso 2: Instalación sobre cubierta en Zaragoza a dos aguas: 72 módulos sur y 12 módulos orientados al suroeste Módulos Kyocera KD215GH-2PU. Ángulo de inclinación optimizado (30º). Elegimos el inversor Sunny Tripower 17000TL Cuál es la configuración óptima de módulos? Qué ocurre cuando sube la tensión de red? Comparar la producción cuando el cos phi es de 1 y cuando es de 0,90. 48

29 Seamos realistas e intentemos lo imposible 49