Windy Boy Protection Box

Transcripción

1 Windy Boy Protection Box Protección contra sobretensión para pequeñas instalaciones eólicas 1 Contenido Las instalaciones eólicas pequeñas se conectan de forma fiable a la red pública o a un sistema de red aislada a través de Windy Boy. A los Windy Boy les entra tensión de CC, por lo que la tensión de salida de frecuencia variable de la instalación eólica pequeña debe primero transformarse en tensión de CC. Además, las características físicas de una instalación eólica pequeña requieren una protección contra sobretensiones en el sistema para que la electrónica y el Windy Boy no sean dañados. Estas son algunas de las razones que pueden provocar sobretensiones: Ráfagas de viento / tormentas Una descarga repentina del Windy Boy a causa de una caída de red o del tiempo de sincronización de la red Una demanda de energía reducida en el sistema de red aislada con una oferta elevada de energía eólica WBP-Box-UES Versión 2.0 1/13

2 Especificación general La Windy Boy Protection Box está compuesta de un rectificador de corriente y de electrónica de potencia para la protección contra sobretensiones. La Windy Boy Protection Box transforma la tensión alterna variable de un generador síncrono permanentemente excitado de una instalación eólica pequeña en tensión continua y, con ello, abastece al Windy Boy. La protección contra sobretensiones integrada protege la entrada del Windy Boy contra posibles daños causados por un aumento excesivo de la tensión. En este documento le presentamos especificaciones, configuraciones recomendadas del sistema y ejemplos. 2 Especificación general 2.1 Instalación eólica pequeña representativa Una instalación eólica pequeña de funcionamiento en paralelo está formada por los siguientes componentes: Posición A B C D E Denominación Instalación eólica pequeña con generador de imán permanente Rectificador Protección contra sobretensiones Inversor eólico con regulación de turbinas Red pública SMA Solar Technology AG 2/13

3 Especificación general 2.2 Instalaciones eólicas pequeñas con componentes de SMA Solar Technology AG A continuación le mostramos cómo configurar el sistema de una instalación eólica pequeña con componentes de SMA Solar Technology AG: Posición Denominación Función A Instalación eólica pequeña Transforma la energía eólica en energía eléctrica. A causa del número variable de revoluciones del rotor y la excitación permanente del generador síncrono*, por lo general la tensión de salida de CA tiene una frecuencia y amplitud variables. *Los generadores asincrónicos no pueden usarse con el Windy Boy o la Windy Boy Protection Box. B Windy Boy Protection Box Transforma la tensión de frecuencia variable de la instalación eólica pequeña en tensión continua y contiene el equipo electrónico de protección contra sobretensiones. La Windy Boy Protection Box solo funciona con una resistencia de carga. Sin la resistencia de carga el sistema no está protegido contra sobretensiones. C Resistencia de carga La resistencia de carga es absolutamente necesaria para la carga de la instalación eólica pequeña en caso de sobretensión, a fin de limitar el número de revoluciones y con ello, la sobretensión. La electrónica de la Windy Boy Protection Box regula el flujo de potencia. D Windy Boy Transforma la tensión de CC de la Windy Boy Protection Box en una tensión de CA apta para la red. El Windy Boy tiene también una regulación inteligente de turbinas para optimizar el rendimiento energético. E Red pública El Windy Boy inyecta a la red pública. SMA Solar Technology AG 3/13

4 Detalles del producto 3 Detalles del producto La Windy Boy Protection Box es el punto de enlace entre la instalación eólica pequeña y el Windy Boy. Está compuesta por dos importantes elementos: Rectificador Protección inteligente contra sobretensiones (requiere una resistencia de carga externa) Un rectificador pasivo (puente B6) transforma primero la tensión de CA de frecuencia variable de la instalación eólica pequeña en tensión de CC. La tensión de CC se registra mediante una técnica integrada de medición. En caso de que se sobrepase un umbral máximo de tensión de CC, se activará la protección contra sobretensiones y se limitará momentáneamente la tensión. SMA Solar Technology AG 4/13

5 Detalles del producto 3.1 Protección contra sobretensiones Si la tensión de entrada del Windy Boy alcanza un valor crítico, se cargará la instalación eólica pequeña con una resistencia de carga adicional. La tensión de entrada se limitará momentáneamente al valor permitido. La resistencia de carga se desconecta cuando se vuelve a alcanzar el valor de tensión inferior predeterminado. En caso de que aumente de nuevo la tensión, se repetirá este proceso. En caso de que la tensión caiga y se aleje por completo del valor límite crítico, la protección contra sobretensiones permanecerá inactiva (ver la figura). Los límites de tensión dependen de cada Windy Protection Box. La tensión de entrada del Windy Boy se limita mediante la conexión de la resistencia de carga a partir de estos valores: Windy Boy Protection Box 400 limitado a partir de los 360 V CC Windy Boy Protection Box 500 limitado a partir de los 460 V CC Windy Boy Protection Box 600 limitado a partir de los 560 V CC SMA Solar Technology AG 5/13

6 Detalles del producto 3.2 Resistencia de carga Para que funcione la protección contra sobretensiones es imprescindible una resistencia de carga de proporciones suficientes que esté conectada a la Windy Boy Protection Box. La resistencia de carga sobrecarga la instalación eólica pequeña y transforma el excedente de energía eléctrica en calor. La resistencia de carga debe estar diseñada para proporcionar una carga constante de la instalación eólica pequeña. Puede solicitar a SMA Solar Technology AG una resistencia de carga adaptada de manera óptima. La resistencia de carga se adecúa a las necesidades de todo el sistema. Otras resistencias como aerotermos, elementos de calor o cargas giratorias no deben usarse con la Windy Boy Protection Box. Destrucción del Windy Boy Si conecta una resistencia de carga que no sea la adecuada, se perjudicará la funcionalidad de la protección contra sobretensiones: esto puede conllevar la destrucción del Windy Boy o de la resistencia de carga. La resistencia de carga debe cumplir los siguientes requisitos: La tensión nominal de CC es de 600 V. El valor de resistencia con 25 C de temperatura de superficie es de aprox. 30 ohmios. El valor de resistencia con 80 C de temperatura de superficie es de aprox. 42 ohmios. La potencia nominal continua es de W. SMA Solar Technology AG 6/13

7 Ejemplos 4 Ejemplos Deterioro del rendimiento energético Se debe comprobar la compatibilidad entre la instalación eólica pequeña y el Windy Boy por separado. Debe tener en cuenta sobre todo que la tensión de salida CC de la instalación eólica pequeña sea compatible con la tensión de funcionamiento del Windy Boy. Destrucción de la Windy Boy Protection Box La Windy Boy Protection Box no debe estar conectada en paralelo en el lado de CC! SMA Solar Technology AG 7/13

8 Ejemplos 4.1 Conexión monofásica a la red Para la conexión monofásica de una instalación eólica pequeña puede, de acuerdo con la figura que se muestra aquí arriba, instalar la siguiente configuración: Sistema de una instalación eólica pequeña 1 instalación eólica pequeña (máx. 3,5 kw) 1 WBP-Box resistencia de carga 1 instalación eólica pequeña (máx. 5 kw) 1 WBP-Box resistencia de carga 1 instalación eólica pequeña (máx. 7 kw) 1 WBP-Box resistencia de carga Windy Boy 1 Windy Boy 1200 o 1 Windy Boy Windy Boy 3300 o 1 Windy Boy 3800 o 1 Windy Boy 3600TL o 1 Windy Boy 5000TL 1 Windy Boy 2500 o 1 Windy Boy 3000 o 1 Windy Boy 5000A o 1 Windy Boy 6000A SMA Solar Technology AG 8/13

9 Ejemplos 4.2 Conexión bifásica o trifásica a la red En determinadas redes, países y sistemas de red aislada es obligatorio una conexión trifásica para la instalación eólica pequeña. La Windy Boy Protection Box ofrece la posibilidad de conectar un máximo de tres Windy Boy. En este caso, los Windy Boy pueden funcionar en paralelo. Para conectar de manera trifásica una instalación eólica pequeña puede instalar esta configuración: Instalación eólica pequeña con una potencia máxima de 7 kw Sistema de una instalación eólica pequeña 1 instalación eólica pequeña (máx. 3,5 kw) 1 WBP-Box resistencia de carga 1 instalación eólica pequeña (máx. 5 kw) 1 WBP-Box resistencia de carga 1 instalación eólica pequeña (máx. 7 kw) 1 WBP-Box resistencia de carga Windy Boy 3 Windy Boy 1200 o 3 Windy Boy Windy Boy 3300 o 3 Windy Boy Windy Boy 2500 o 3 Windy Boy 3000 o 3 Windy Boy 5000A o 3 Windy Boy 6000A SMA Solar Technology AG 9/13

10 Ejemplos Instalaciones eólicas pequeñas con una potencia de 10 a 25 kw Al igual que en el apartado anterior, se muestran las posibles combinaciones para conectar de forma trifásica a una red instalaciones eólicas pequeñas con una potencia superior a 10 kw. En este caso pueden funcionar varias Windy Boy Protection Box en paralelo. Para conectar de manera trifásica una instalación eólica pequeña puede instalar esta configuración: Instalación eólica pequeña (10 kw) Sistema de una instalación eólica pequeña 1 instalación eólica pequeña (10 kw) 3 WBP-Box resistencias de carga 1 instalación eólica pequeña (10 kw) 2 WBP-Box Windy Boy 3 Windy Boy 3300 o 3 Windy Boy Windy Boy 5000A o 2 Windy Boy 6000A 2 resistencias de carga Instalación eólica pequeña (15 kw) Sistema de una instalación eólica pequeña 1 instalación eólica pequeña (15 kw) 3 WBP-Box Windy Boy 3 Windy Boy 5000A o 3 Windy Boy 6000A 3 resistencias de carga SMA Solar Technology AG 10/13

11 Ejemplos Instalación eólica pequeña (20 kw) Sistema de una instalación eólica pequeña 1 instalación eólica pequeña (20 kw) 3 WBP-Box Windy Boy 4 Windy Boy 5000A o 3-4 Windy Boy 6000A 3 resistencias de carga Instalación eólica pequeña (25 kw) Sistema de una instalación eólica pequeña 1 instalación eólica pequeña (25 kw) 4 WBP-Box Windy Boy 5 Windy Boy 5000A o 4-5 Windy Boy 6000A 4 resistencias de carga SMA Solar Technology AG 11/13

12 Configuración del Windy Boy 5 Configuración del Windy Boy Como la Windy Boy Protection Box carga la instalación eólica pequeña de forma adicional con la resistencia de carga al superarse una tensión de CC predeterminada (ver apartado 3.1), el Windy Boy debe configurarse como corresponde. Alcanzará el mayor rendimiento posible cuando el Windy Boy de la instalación eólica pequeña carga con la potencia máxima justo antes de alcanzar la tensión de conmutación. Para ello tiene que ajustar los siguientes parámetros del Windy Boy: "Wind_a0" "Wind_a3" o "Curvas características de potencia, prefactor para Udc^0" "Curvas características de potencia, prefactor para Udc^3" "Pmax" o "Límite de potencia real ajustado" Destrucción térmica de la instalación eólica pequeña "Pmax" no deberá superar el valor máximo de potencia recomendado por el fabricante de la instalación eólica pequeña al alcanzar el valor máximo de la curva polinómica. Valores de Pmax demasiado altos pueden provocar corrientes en el generador demasiado altas y destruirlo. Consulte el fabricante y lea la documentación de la instalación eólica pequeña. SMA Solar Technology AG 12/13

13 Configuración del Windy Boy Configuración de la WBP-Box "Wind_a0" "Wind_a3" o "Curvas características de potencia, prefactor para Udc^0" "Curvas características de potencia, prefactor para Udc^3" "Pmax" o "Límite de potencia real ajustado" Configure el valor máximo de tensión de la curva polinómica por debajo de los 360 V. Ajuste la potencia a la que la instalación de energía eólica suministra unos 360 V. Respete la recomendación del fabricante. Ajuste de la WBP-Box "Wind_a0" "Wind_a3" o "Curvas características de potencia, prefactor para Udc^0"... "Curvas características de potencia, prefactor para Udc^3" "Pmax" o "Límite de potencia real ajustado" Configure el valor máximo de tensión de la curva polinómica por debajo de los 460 V. Ajuste la potencia a la que la instalación de energía eólica suministra unos 460 V. Respete la recomendación del fabricante. Ajuste de la WBP-Box "Wind_a0" "Wind_a3" o "Curvas características de potencia, prefactor para Udc^0" "Curvas características de potencia, prefactor para Udc^3" "Pmax" o "Límite de potencia real ajustado" Configure el valor máximo de tensión de la curva polinómica por debajo de los 560 V. Ajuste la potencia a la que la instalación de energía eólica suministra 560 V. Respete la recomendación del fabricante. SMA Solar Technology AG 13/13