Información Técnica Derrateo por temperatura en el Sunny Boy y el Sunny Tripower

Transcripción

1 Información Técnica Derrateo por temperatura en el Sunny Boy y el Sunny Tripower En el derrateo por temperatura el inversor reduce su potencia para proteger los componentes del sobrecalentamiento. En este documento se explica cómo se regula la temperatura en el inversor, cuáles son las causas del derrateo por temperatura y qué medidas se pueden tomar para evitar este derrateo. Temp-Derating-TI-es-13 Versión 1.3 ESPAÑOL

2 1 En qué consiste el derrateo por temperatura? SMA Solar Technology AG 1 En qué consiste el derrateo por temperatura? El derrateo consiste en la reducción controlada de la potencia del inversor. En funcionamiento normal los inversores operan en el punto de máxima potencia. En este punto de operación, la relación entre la tensión y la corriente fotovoltaicas está ajustada de tal manera que se obtiene la potencia máxima. La posición del punto de máxima potencia varía constantemente en función de la irradiación y la temperatura en los módulos fotovoltaicos. El derrateo en función de la temperatura sirve para que los componentes semiconductores del inversor no se calienten en exceso. Si en los componentes monitorizados se alcanza la temperatura máxima permitida, el inversor desplaza su punto de operación a una potencia menor. Al hacerlo, la potencia se reduce gradualmente. En caso extremo, el inversor se desconecta por completo. En cuanto la temperatura de los componentes que están en riesgo es inferior al valor crítico, el inversor se dirige de nuevo al punto de operación óptimo. Imagen 1: Ejemplo de la curva de potencia con el derrateo por temperatura El derrateo por temperatura puede producirse por diferentes razones. A continuación se enumeran algunas de ellas: Si la zona en la que está instalado el inversor impide la disipación del calor del equipo. Si durante el funcionamiento los inversores están expuestos a la irradiación solar directa o las temperaturas ambiente impiden la disipación del calor. Si el generador fotovoltaico y el inversor no están bien sincronizados (la potencia del generador fotovoltaico en relación con la potencia del inversor). Si el lugar de instalación del inversor está ubicado a una altitud desfavorable (p. ej. para zonas alrededor de la altitud máxima de funcionamiento sobre el nivel del mar, consulte el capítulo Datos técnicos en las instrucciones de funcionamiento del inversor). A mayor altitud se aumenta el derrateo por temperatura debido a que la densidad del aire es menor y por lo tanto, se reduce el efecto de refrigeración del aire. Si la tensión de CC (U_MPP) del inversor permanece a un nivel alto. Teniendo en cuenta que la tensión de funcionamiento de CC afecta considerablemente el comportamiento de derrateo del inversor, es recomendable para mayor claridad visualizar diferentes tensiones de funcionamiento de CC en el perfil de temperatura (consulte la imagen 2). El desarrollo del derrateo en función de la tensión de funcionamiento de CC en un inversor de SMA se visualiza siguiendo las disposiciones normativas actuales (p. ej. la DIN EN 50524). Es decir, se visualiza el derrateo a tensión de CC mínima (U_MPP_Min), a tensión de CC nominal (U_Nenn) y a tensión de CC máxima (U_MPP_Max) respectivamente. 2 Temp-Derating-TI-es-13 Información Técnica

3 SMA Solar Technology AG 1 En qué consiste el derrateo por temperatura? Imagen 2: Ejemplo del comportamiento de derrateo de un inversor de SMA a diferentes tensiones de funcionamiento La siguiente imagen (imagen 3) muestra un ejemplo de los diferentes puntos de operación de una planta fotovoltaica (Australia, Alice Springs, sobredimensionado en un 140%) en función de la temperatura ambiente y la respectiva tensión de funcionamiento de CC en el generador fotovoltaico. Dentro de la zona izquierda de la curva característica el inversor puede estar en funcionamiento permanente con su potencia total. La imagen demuestra que no se debe sobrevalorar el efecto que tienen las tensiones de funcionamiento de CC altas en el comportamiento de la temperatura. Así es que, por ejemplo, al subir la temperatura, la tensión de funcionamiento de CC disminuye desde 800 VDC a 15 C hasta 720 VCD a 40 C. Es decir, la tensión de CC máxima del inversor no representa tanto el funcionamiento normal, sino más bien un límite técnico. No existe ningún punto de operación del generador fotovoltaico en el que el inversor deba inyectar con su potencia total a temperaturas superiores a 31 C (con 800 V). Imagen 3: Puntos de operación de una planta fotovoltaica y curva característica del rango de operación dentro del que el inversor puede inyectar con su potencia total (ubicación de la planta: Australia, Alice Springs; sobredimensionado en un 140%) En principio, el derrateo por temperatura no tiene consecuencias negativas en el inversor. Cuando el inversor se encuentra en el estado de funcionamiento Derrateo, se enciende un led luminoso y en la pantalla del inversor se muestra una advertencia. El inversor muestra esta advertencia hasta que se desconecta al caer la noche. Información Técnica Temp-Derating-TI-es-13 3

4 2 Diseño de la planta y derrateo por temperatura SMA Solar Technology AG 2 Diseño de la planta y derrateo por temperatura El diseño correcto de una planta fotovoltaica no tiene que excluir por completo el derrateo. Las plantas fotovoltaicas se optimizan en cuanto a su rendimiento energético total. La potencia disponible en la salida del inversor se calcula a partir de la potencia suministrada por el generador fotovoltaico y el rendimiento del inversor. Por lo tanto, es determinante que el producto de estos dos factores sea lo mayor posible. La imagen 4 muestra un ejemplo de una planta fotovoltaica en la ciudad alemana de Freiburg im Breisgau en el que se observa la cantidad de energía disponible a lo largo de un año en las zonas del rango de potencia del generador fotovoltaico. La frecuencia con la que se producen estas potencias está visualizada en el diagrama. Como se producen muy a menudo, las bajas potencias en las zonas de carga parcial inferiores contribuyen de forma considerable a la potencia total. Imagen 4: Oferta de energía con respecto al rango de potencia del generador fotovoltaico (ejemplo: Freiburg im Breisgau, Alemania) La eficiencia con la que el inversor transforma la potencia disponible del generador fotovoltaico depende del desarrollo de su coeficiente de rendimiento. Para evitar el derrateo con potencias máximas del generador fotovoltaico, se podría optar por un inversor que tenga una potencia nominal superior al 100% de la potencia del generador. Sin embargo, en tal caso la mayor parte del rendimiento de carga parcial se encontraría en una zona en la que el inversor tiene un rendimiento energético relativamente bajo. Las pérdidas en la zona de carga parcial serían mayores que las ganancias por el aprovechamiento completo de las potencias máximas (consulte la imagen 6). Imagen 5: Rendimiento y potencia de entrada y salida del inversor con una potencia nominal del inversor de un 90% hasta un 100% de la potencia del generador fotovoltaico 4 Temp-Derating-TI-es-13 Información Técnica

5 SMA Solar Technology AG 2 Diseño de la planta y derrateo por temperatura Imagen 6: Rendimiento y potencia de entrada y salida del inversor con una potencia nominal del inversor superior al 100% de la potencia del generador fotovoltaico Si la planta fotovoltaica está sincronizada de manera óptima, el derrateo solo se produce esporádicamente. Si el derrateo se produce con frecuencia, es posible que el inversor esté subdimensionado con relación al generador fotovoltaico (para ver las razones de un frecuente derrateo por temperatura, consulte capítulo 1, página 2). Para diseñar su planta fotovoltaica de manera óptima, puede utilizar el software de diseño Sunny Design. Puede descargar el Sunny Design de forma gratuita en Información Técnica Temp-Derating-TI-es-13 5

6 3 Disipación del calor de los inversores SMA Solar Technology AG 3 Disipación del calor de los inversores Los inversores de SMA están equipados con un sistema de refrigeración adaptado a la potencia y estructura del equipo. Los inversores refrigerados de forma pasiva disipan el calor al aire a través de disipadores de calor. Los equipos refrigerados de forma activa con el sistema OptiCool se ventilan adicionalmente. En cuanto el equipo genera más calor del que puede disipar a través de la carcasa, comienza a funcionar un ventilador interno que genera una corriente de aire en los canales de refrigeración de la carcasa. El ventilador dispone de un control de revoluciones, es decir, al aumentar la temperatura, aumentan las revoluciones. La ventaja de la ventilación activa es que, aunque aumente la temperatura, el inversor puede inyectar su potencia máxima. El derrateo solo se produce cuando la refrigeración no es suficiente. En comparación con los equipos refrigerados de forma pasiva, los refrigerados de forma activa disponen de reservas de potencia adicionales. Cuando instale inversores, asegúrese de que puedan disipar la cantidad suficiente de calor para evitar que se produzca el derrateo por temperatura: Instale los inversores en lugares frescos: si tiene que elegir entre el sótano y el desván, el lugar ideal es el sótano. Elija lugares en los que haya una renovación continua del aire. En caso necesario, instale una ventilación adicional. No exponga los inversores a la irradiación solar directa. Si la planta se encuentra al aire libre aproveche las sombras existentes o construya un techo encima del inversor. Mantenga las distancias mínimas que se indican en las instrucciones de instalación con respecto a inversores cercanos u otros objetos. Si se pueden prever temperaturas altas en el lugar de instalación, aumente estas distancias. Coloque los inversores de tal manera que no aspiren el aire caliente de otros inversores. Para que el calor de los disipadores pueda escapar hacia arriba, no coloque los inversores refrigerados de forma pasiva uno al lado del otro, sino como se muestra a continuación: Imagen 7: Disposición de inversores refrigerados de forma pasiva para optimizar la disipación del calor del Sunny Boy 1300, Sunny Boy 1600 y Sunny Boy 2100TL En inversores refrigerados de forma activa la disposición óptima depende de la posición de las aberturas de entrada y salida de aire. A continuación, encontrará algunos ejemplos. 6 Temp-Derating-TI-es-13 Información Técnica

7 SMA Solar Technology AG 3 Disipación del calor de los inversores Imagen 8: Disposición de inversores refrigerados de forma activa (Sunny Boy) para optimizar la disipación del calor Imagen 9: Disposición de inversores refrigerados de forma activa para optimizar la disipación del calor del Sunny Tripower Gracias al perfeccionado sistema de ventilación, para los inversores Sunny Tripower no existen requisitos especiales para su disposición al colocarlos en varias filas. Información Técnica Temp-Derating-TI-es-13 7

8 4 Cuándo se produce el derrateo por temperatura y qué hacer SMA Solar Technology AG 4 Cuándo se produce el derrateo por temperatura y qué hacer Los inversores de SMA están construidos de tal forma que si el diseño de la planta fotovoltaica es correcto y las condiciones ambientales son adecuadas, no se sobrepasa la temperatura de funcionamiento permitida. No obstante, si aun así se produce el derrateo por temperatura, puede ser debido a que: El inversor no puede disipar el calor necesario al aire porque hay suciedad en el disipador o en la rejilla del ventilador; o bien porque se ha producido un fallo en el ventilador. Limpie las piezas según se describe en las instrucciones de instalación de cada inversor. Se ha seleccionado una potencia del inversor demasiado baja comparada con la del generador fotovoltaico. Este tipo de dimensionado puede ser muy rentable desde el punto de vista económico, por lo que hoy en día se aplica muy a menudo. En condiciones climáticas extremas, como en caso de una irradiación solar muy alta combinada con temperaturas bajas de los módulos fotovoltaicos, la potencia del generador fotovoltaico puede sobrepasar la potencia nominal del inversor, incluso si el diseño de la planta es correcto. La zona en la que el inversor está instalado no ofrece las condiciones climáticas que son necesarias (consulte el capítulo Datos técnicos en las instrucciones de cada inversor). La instalación del inversor debe realizarla un especialista en un lugar más adecuado. Asegúrese de que se mantengan las distancias mínimas recomendadas entre varios equipos. Aumente las distancias adicionalmente en zonas de instalación calurosas. Instale los equipos fuera de la corriente de aire caliente de otros inversores (consulte el capítulo 3, página 6). En caso necesario, refrigere adicionalmente el inversor. Ventile varios inversores de manera que la corriente de aire refrigere todos los equipos de forma uniforme. 8 Temp-Derating-TI-es-13 Información Técnica