Monografia-REQUISITOS PARA INTERCONECTAR LOS SISTEMAS FOTOVOLTAICOS A LA RED DE DISTRIBUCIÓN DE...

UNIVERSIDAD CATLICA DE CUENCA

UNIDAD ACADMICA DE INGENIERA DE SISTEMAS,

ELCTRICA Y ELECTRNICA

CARRERA DE INGENIERA ELCTRICA

REQUISITOS PARA INTERCONECTAR LOS SISTEMAS

FOTOVOLTAICOS A LA RED DE DISTRIBUCIN DE ECUADOR.

TRABAJO DE INVESTIGACIN PREVIA A LA OBTENCIN DEL TTULO DE

INGENIERO ELCTRICO

ANGEL LEOPOLDO MRQUEZ RUIZ

[email protected]

Director: Ing. Pablo Murillo

[email protected]

2014

- ii -

DECLARACIN

Yo, ngel Mrquez Ruiz declaro bajo juramento que el trabajo aqu descrito es de

mi autora; que no ha sido previamente presentada para ningn grado o calificacin

profesional; y, que he consultado las referencias bibliogrficas que se incluyen en

este documento.

La Universidad Catlica de Cuenca puede hacer uso de los derechos

correspondientes a este trabajo, segn lo establecido por la Ley de Propiedad

Intelectual, por su Reglamento y la normatividad institucional vigente.

ngel Leopoldo Mrquez Ruiz

- iii -

CERTIFICACIN

Certifico que el presente trabajo fue desarrollado por ngel Leopoldo Mrquez

Ruiz bajo mi supervisin.

Ing. Pablo Murillo

DIRECTOR

- iv -

DEDICATORIA

A mi madre Eufemia Ruiz, a mi abuela Cristina Quevedo, a mis hermanos Edwin

Mrquez y Anabel Mrquez, a mi novia Andrea Guevara y a toda mi familia, que ha

sido el motor que ha impulsado mis pasos a lo largo de toda mi vida y la razn de mi

esfuerzo por salir adelante cada da.

- v -

AGRADECIMIENTOS

Mis agradecimientos a mis padres, abuelos y hermanos por su apoyo incondicional y

la confianza siempre depositada en m. Al Ing. Pablo Murillo mi director del proyecto,

sin su gua y su ayuda este trabajo no hubiera sido posible. Al Ing. Gerardo

Campoverde por su colaboracin en la planificacin del trabajo de investigacin. A

todos quienes me dieron su respaldo y creyeron que este trabajo de investigacin

era posible, gracias de todo corazn.

- vi -

NDICE DE CONTENIDO

1 ANLISIS INTROCUTORIO DEL FUNCIONAMIENTO DE LOS SISTEMAS FOTOVOLTAICOS. . 1

1.1 DETERMINACIN DE LAS CARACTERSTICAS QUE AYUDAN A OBTENER EL MXIMO

DESEMPEO. .................................................................................................................................... 1

1.1.1 REVISIN DE LOS ELEMENTOS QUE CONFORMN LOS SISTEMAS

FOTOVOLTAICOS. ......................................................................................................................... 4

1.1.2 REVISIN DE LOS ELEMENTOS EXTERNOS QUE INFLUYEN EN EL

FUNCIONAMIENTO. ....................................................................................................................... 5

1.2 DETERMINACIN DE LAS ZONAS DONDE SE PUEDE REALIZAR LA INSTALACIN DE

LOS SISTEMAS FOTOVOLTAICOS. ................................................................................................. 6

2 IDENTIFICACIN DE LAS CONEXIONES ENTRE MDULOS FOTOVOLTAICOS. ................... 10

2.1 Revisin de las configuraciones aplicables a la conexion de los sistemas solares fotovoltaicos.

10

2.2 REVISIN DE LA ESTRUCTURA DE LOS PANELES SOLARES ......................................... 11

3 IDENTIFICCIN DE LAS VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS SISTEMAS FOTOVOLTAICOS.

13

3.1 DETERMINACIN DE LOS BENEFICIOS SOBRE EL MEDIO AMBIENTE. .......................... 13

3.2 DETERMINACIN DE LOS BENEFICIOS SOBRE LA MATRIZ ENERGTICA. ................... 14

3.3 IDENTIFICACIN DE LOS IMPACTOS AMBIENTALES Y SOCIALES. ................................. 15

3.3.1 IMPACTO AMBIENTAL .................................................................................................... 15

3.3.2 IMPACTO SOCIAL............................................................................................................ 16

3.4 DETERMINACIN DEL COSTO DE PRODUCCIN DE ELECTRICIDAD POR

GENERADORES FOTOVOLTAICOS CONECTADOS A RED. ........................................................ 16

4 CONSIDERACIONES QUE DEBEN CUMPLIR LOS SISTEMAS FOTOVOLTAICOS PARA

CONECTARSE A LA RED DE DIsTRIBUCIN (22kV). ....................................................................... 18

4.1 DETERMINACIN DE LOS ELEMENTOS NECESARIOS PARA ADECUAR LA CORRIENTE

ALTERNA. ........................................................................................................................................ 21

4.2 DEFINICIN DE LOS ASPECTOS QUE INFLUYEN EN LA CALIDAD DE LA ENERGA ...... 24

5 REQUISITOS QUE DEBEN CUMPLIR LOS SISTEMAS FOTOVOLTAICOS PARA

CONECTARSE A LA RED DE DISTRIBUCIN (22kV). ...................................................................... 26

5.1 DETERMINACIN DE LOS ASPECTOS IMPORTANTES PARA EL DISEO DE UN

SISTEMA FOTOVOLTAICO CONECTADO A LA RED. ................................................................... 32

5.2 DISEO DE uN SISTEMA FOTOVOLTAICO CONECTADO A LA RED. ............................... 33

5.2.1 INVERSOR ....................................................................................................................... 34

5.2.2 NMERO DE MDULOS EN SERIE Y PARALELO ........................................................ 34

5.2.3 NMERO TOTAL DE MDULOS FOTOVOLTAICOS ..................................................... 35

5.2.4 POTENCIA REAL GENERADA ........................................................................................ 38

5.2.5 RESUMEN DEL SISTEMA ............................................................................................... 39

5.2.6 REA OCUPACIONAL DEL CAMPO GENERADOR FOTOVOLTAICO .......................... 39

5.2.7 ESTRUCTURA DE SOPORTE ......................................................................................... 40

5.2.8 CENTRO DE TRANSFORMACIN .................................................................................. 42

5.2.9 CABLEADO ...................................................................................................................... 42

5.2.10 PROTECCIONES EN CC .............................................................................................. 45

5.2.11 PROTECCIONES EN CA .............................................................................................. 46

- vii -

5.2.12 REQUISITOS PARA CONSIDERAR LA CONEXIN A RED ........................................ 47

6 IDENTIFICACIN DE LA NORMATIVA ECUATORIANA DE ELECTRICIDAD REFERENTE A LA

CALIDAD DE ENERGA PARA LA RED DE DISTRIBUCIN.............................................................. 49

6.1 REVISIN DE LAS NORMATIVAS VIGENTES REFERENTES A LA CALIDAD DE LA

ENERGA EN ECUADOR. ................................................................................................................ 49

6.1.1 REQUISITOS REQUERIDOS PARA EL ANLISIS DE LA TENSIN.............................. 49

6.1.2 PERTURBACIONES DE TENSIN (FLICKER) ............................................................... 50

6.1.3 ANLISIS DE ARMNICOS ............................................................................................. 51

6.1.4 ANLISIS DEL FACTOR DE POTENCIA ......................................................................... 51

6.2 IDENTIFICACIN DE LOS REGLAMENTOS QUE TENGAN VINCULACIN CON LOS

SISTEMAS FOTOVOLTAICOS......................................................................................................... 52

6.3 COMPARACIN DE LA NORMATIVA LOCAL CON LA EXTRANJERA. ............................... 53

6.4 DETERMINACIN DE LAS NORMAS QUE SE PUEDEN ADOPTAR EN EL ECUADOR. .... 54

7 PROYECciones que presentan LAS CENTRALES FOTOVOLTAICAS. ....................................... 55

7.1 REVISIN DEL NMERO DE CENTRALES FOTOVOLTAICAS CONECTADAS A LA RED

ELCTRICA EN ECUADOR. ............................................................................................................ 55

7.2 DETERMINACIN DE LOS BENEFICIOS QUE PRESENTAN LA CENTRALES

FOTOVOLTAICAS CONECTADAS A LA RED. ................................................................................ 56

8 DETERMINAR LOS COSTOS DE PRODUCCIN DE ENERGA FOTOVOLTAICA CONECTADA

A UNA RED DE DISTRIBUCIN (22kV) MEDIANTE LOS LEVELIZED ENERGY COST. .................. 57

8.1 APLICACIN DE LOS LEVELIZED ENERGY COST. ............................................................ 57

8.2 DETERMINACIN DE LOS COSTOS DE PRODUCCIN DE ENERGA FOTOVOLTAICA

CONECTADA A LA RED (22kV). ...................................................................................................... 57

9 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. ................................................................................ 60

9.1 CONCLUSIONES. ................................................................................................................... 60

9.2 RECOMENDACIONES. .......................................................................................................... 60

10 Bibliografa .................................................................................................................................. 62

ANEXOS .............................................................................................................................................. 64

- viii -

LISTA DE FIGURAS

Fig. 1: ngulo de inclinacin de un mdulo. ........................................................................................... 4

Fig. 2: Mdulo fotovoltaico. .................................................................................................................... 5

Fig. 3: Inversor fotovoltaico. ................................................................................................................... 5

Fig. 4: Tipos de radiacin. ...................................................................................................................... 6

Fig. 5: Insolacin global promedio del Ecuador. ..................................................................................... 9

Fig. 6: Mdulos conectados en serie. ................................................................................................... 10

Fig. 7: Mdulos conectados en paralelo. .............................................................................................. 11

Fig. 8: Estructura fija. ........................................................................................................................... 11

Fig. 9: Estructura mvil. ........................................................................................................................ 12

Fig. 10: Demanda de energa primaria total del Ecuador por fuente. ................................................... 15

Fig. 11: Sistema fotovoltaico conectado a la red. ................................................................................. 19

Fig. 12: sistema fotovoltaico conectado a la red de MT con potencia hasta 100kW. ........................... 21

Fig. 13: Diagrama esquemtico de la instalacin. ................................................................................ 33

Fig. 14: Agrupacin del generador fotovoltaico. ................................................................................... 36

Fig. 15: Subagrupacin en serie de los mdulos fotovoltaicos ............................................................. 36

Fig. 16: Subcampo del generador fotovoltaico. .................................................................................... 37

Fig. 17: Disposicin final de los mdulos del campo fotovoltaico. ........................................................ 38

Fig. 18: Subcampos fotovoltaicos. ........................................................................................................ 39

Fig. 19: Dimensiones del campo fotovoltaico. ...................................................................................... 40

Fig. 20: Estructura de soporte del mdulo. ........................................................................................... 41

Fig. 21: Cableado de las conexiones en serie. ..................................................................................... 43

Fig. 22: Cableado de derivaciones. ...................................................................................................... 44

Fig. 23: Cableado del ramal principal. .................................................................................................. 45

Fig. 24: Seccionamiento de los mdulos. ............................................................................................. 46

Fig. 25: Exigencias mnimas para la conexin de sistemas fotovoltaicos a la red................................ 47

Fig. 26: Exigencias en el punto de conexin. ....................................................................................... 48

- ix -

LISTA DE TABLAS

Tabla 1: Valores de radiacin En el Ecuador. ........................................................................................ 2

Tabla 2: Condiciones estndar de un mdulo fotovoltaico. .................................................................... 3

Tabla 3: Datos de insolacin difusa, directa y global de El Ecuador. ..................................................... 7

Tabla 4: Clculo del costo de la energa generada. ............................................................................ 17

Tabla 5: Tipos de redes segn su potencia pico de generacin. ......................................................... 18

Tabla 6: Datos caractersticos del fabricante del inversor (Sinvert 1000 MS). ..................................... 34

Tabla 7: Datos caractersticos del fabricante del mdulo fotovoltaico (Sunpower spr-225-BLK). ........ 35

Tabla 8: Resumen de la instalacin. .................................................................................................... 39

Tabla 9: Dimensiones de los mdulos. ................................................................................................. 39

Tabla 10: Relacin viento/Fuerza para estructuras de soporte. ........................................................... 42

Tabla 11: Variaciones de tensin admitidas. ........................................................................................ 50

Tabla 12: Publicaciones de Referencias. ............................................................................................. 52

- x -

LISTAS DE ANEXOS

ANEXO A: DATOS CARACTERSTICOS DEL FABRICANTE DEL INVERSOR (SINVERT 1000 MS).

............................................................................................................................................................. 65

ANEXO B: DATOS CARACTERSTICOS DEL FABRICANTE DEL MDULO FOTOVOLTAICO

(SUNPOWER SPR-225-BLK). ............................................................................................................. 69

ANEXO C: DATOS TCNICOS DEL CABLE SUPERFLEX. REVISIN DE LOS ELEMENTOS. ....... 71

ANEXO D: DATOS CARACTERSTICOS DEL INTERRUPTOR SECCIONADOR. ............................. 75

- xi -

LISTA DE ABREVIATURAS Y SIGLAS

IEC: Comisin Electrotcnica Internacional.

CEM: Condiciones estndar de medida. Condiciones de irradiancia y temperatura en la clula solar,

utilizadas universalmente para caracterizar clulas, mdulos y generadores solares.

AM: Masa de aire

Am 1,5: Espectro solar de referencia que se utiliza para todas las medidas para clulas y mdulos

terrestres. Las siglas AM corresponden a Air Mass y el nmero que las acompaa es una medida del

camino ptico que recorren los fotones del sol dentro de la atmsfera, normalizado al camino ptico

recorrido cuando el sol se encuentra en el Cenit.

LCOE: Levelized Energy Cost (Costo Nivelado de Energa).

G: Es el valor medio mensual de la irradiacin diaria sobre el plano del generador en las condiciones

de orientacin e inclinacin y viene dado en kWh/ .da.

AM: Masa de Aire

Mppt: Maximum Power Point Tracking

Isc: Corriente de Corto Circuito

Voc: Voltaje de Circuito Abierto Mximo

Pi: Energa Generada

li: Irradiancia

Pp: Potencia pico del mdulo

BT: Baja tensin

MT: Media tensin

AT: Alta tensin

: Corriente mxima de la clula

: Tensin mxima de la clula

: Factor de forma

: Corriente de corto circuito

: Tensin de circuito abierto

Rendimiento

P.U.: Valor por unidad

Vk: Variacin de tensin

Pst: ndice de severidad de flicker de corta duracin.

- xii -

Vi: Factor de distorsin armnica individual de tensin.

THD: Factor de distorsin total por armnicos

Vi: Valor eficaz (rms)

Vn: Tensin nominal del punto de medicin (expresado en voltios).

IP: ndice de proteccin

MMP: Punto de potencia mxima

N: Nmero de mdulos

Ns: Nmero de mdulos en serie

Np: Nmero de mdulos en paralelo

CT: Centro de transformacin

NI: Normativa Iberdrola

P.U.: Valor por unidad

: Potencia medida por el inversor

: Potencia del MPP

Ps: Potencia de salida

Pi: Potencia de entrada

T: Tiempo de vida de la instalacin

I: Inversin inicial

Mt: Costos de mantenimiento

Et: Energa generada durante el tiempo de vida de la instalacin

R: Tasa de descuento

Ed: Es la energa producida en un ao

: Potencia pico del generador

PR: Rendimiento energtico de la instalacin

: Constante igual a 1kW/

- xiii -

RESUMEN

Los sistemas fotovoltaicos conectados a la red elctrica representan la aplicacin de la energa solar que

mayor expansin ha tenido en los ltimos aos y en un nmero cada vez mayor de pases. El trabajo realizado

en sta lnea se presenta estructurado en ocho captulos, ms uno de conclusiones finales, con los que se

pretende analizar los sistemas fotovoltaicos conectados a la red en sus distintas facetas complementarias.

En el primer captulo se presenta una revisin de las principales especificaciones y tendencias de un sistema

fotovoltaico, se definen sus principios de funcionamientos y las caractersticas que mejoran el desempeo de los

elementos que los componen. Adems se presentan datos referenciales de radiacin presente en todo el

Ecuador.

En el segundo captulo se muestran los tipos de conexin entre los paneles solares, y sus caractersticas

desde una perspectiva estructural, las cuales determinan un aumento en la eficiencia de su operacin con

respecto a la recepcin de la radiacin solar.

En el tercer captulo se analizan las ventajas y desventajas que presentan estos tipos de sistemas, analizando

los aspectos ambientales y sociales que representan, el impacto que determinan en la matriz energtica del

pas, adems se determinan los costos de produccin de electricidad.

En el cuarto captulo se determinan los requisitos que deben cumplir los sistemas fotovoltaicos para

interconectarse a la red elctrica, identificando los elementos necesarios para adecuar la corriente y en general

aquellos que aportan a mantener el normal funcionamiento del sistema. Adems se identifican los fenmenos

que afectan la calidad de la energa.

En el quinto captulo se realiza un ejemplo demostrativo de un sistema fotovoltaico con conexin a la red, en

donde se identifican las etapas y se determinan los elementos que se deben emplear en la construccin de una

central fotovoltaica.

En el sexto captulo se realiza una revisin de la normativa ecuatoriana que existe referente a los sistemas

fotovoltaicos, se resaltan las normativas ms determinantes con respecto a las existentes en Espaa debido a

que son pioneros en este tipo de sistemas.

En el sptimo captulo se realiza una revisin de las centrales fotovoltaicas que tienen interconexin con la

red en nuestro pas, referenciadas cada una con los datos de potencia generada, rea ocupacional y de la

ubicacin de la ciudad en donde se llev a cabo.

En el octavo captulo se determinan los costos de produccin de la energa fotovoltaica conectada a la red

mediante los Levelized Energy Cost, en este mtodo se emplean los costos que intervienen durante la

instalacin inicial, mantenimiento, combustible o fuente que utiliza para funcionar el sistema de generacin que

se va a analizar.

Por ltimo el noveno captulo recoge las conclusiones ms importantes del trabajo realizado y propone una

serie de lneas de investigacin futuras que se consideran relevantes para el futuro de los sistemas fotovoltaicos

en el pas.

Palabras clave: Energa solar, Conexin a red, central fotovoltaica.

- xiv -

ABSTRAC

Photovoltaic systems connected to the grid represent the application of solar energy that further

expansion has had in recent years and an increasing number of countries. Work in this line is presented

structured into eight chapters, plus one final conclusions, with which I analyze photovoltaic systems

connected to the network in its various complementary facets.

The first chapter reviews the main specifications and trends of a photovoltaic system is presented, its

working principles and features that improve the performance of the component items defined. Besides

this reference radiation data are presented throughout Ecuador.

In the second chapter the connection types between the solar panels and their characteristics are

shown from a structural perspective, which determine an increase in the efficiency of its operation with

respect to the receipt of solar radiation.

In the third chapter the advantages and disadvantages of these types of systems by analyzing the

environmental and social aspects which represent, determine the impact on the country's energy matrix,

plus the costs of electricity production are determined are discussed.

In the fourth chapter the requirements for photovoltaic systems to be interconnected to the grid,

identifying the elements necessary to adapt the current and in general those who contribute to maintain

the normal operation of the system are determined. Besides the phenomena that affect the power quality

are identified.

Demonstrative example of a photovoltaic system connected to the network, where the stages are

identified and the elements that should be used in the construction of a photovoltaic plant are determined

is performed in the fifth chapter.

In the sixth chapter reviews the Ecuadorian legislation exists concerning PV systems is performed,

the most influential standards are highlighted with respect to those in Spain because they are pioneers in

this type of systems.

In the seventh chapter reviews the photovoltaic plants have interconnection with the network in our

country, each referenced with data generated power, occupational area and the location of the city where

it was carried out is done.

Production costs of PV connected to the network through the Levelized Energy Cost, in this method

the costs involved during the initial installation, maintenance or fuel source used to operate the system

used is determined in the eighth generation to be analyzed.

Finally the ninth chapter contains the most important conclusions of the work done and proposes a

series of recommendations for future research are considered relevant for the future of photovoltaic

systems in the country.

Keywords: Solar, Grid-connected, photovoltaic plant.

-1-

1 ANLISIS INTRODUCTORIO DEL FUNCIONAMIENTO DE

LOS SISTEMAS FOTOVOLTAICOS.

Uno de los principales elementos que permite la existencia en la tierra es el sol, el sol est

presente como una fuente de energa otorgando luz y calor, este elemento tiene incidencia en todo

el mundo y permite ser utilizado para la obtencin de energa elctrica, este beneficio da lugar a la

energa solar fotovoltaica. Para conseguir esto es necesario el uso de una serie de elementos y

procesos dedicados a la adquisicin y transformacin de este recurso, la energa se obtiene a partir

de la recepcin de la radiacin solar a travs de mdulos fotovoltaicos, estos mdulos presentan la

facilidad de ser agrupados para formar grandes centrales solares.

Los sistemas fotovoltaicos constituyen una fuente de generacin de energa a partir de recursos

no contaminantes para el medio ambiente. Para un sistema fotovoltaico su materia prima es la

radiacin solar, la cual permite su funcionamiento, mientras exista radiacin solar el sistema

fotovoltaico generar energa, la cantidad de energa que se obtendr del sistema fotovoltaico ser

proporcional a la cantidad de radiacin incidente en l. En el proceso de generacin de energa, la

primera etapa es la obtencin de la radiacin solar, esto se realiza mediante la utilizacin de mdulos

fotovoltaicos, los mdulos captan la radiacin durante el da completo, la radiacin ser convertida en

energa por accin de las clulas fotovoltaicas de cada mdulo, esta accin da lugar a una corriente

continua, la misma que es enviada hacia un inversor, el cual realiza la accin de acondicionar la

corriente para su uso mediante la conversin de corriente continua a corriente alterna, a partir de esta

etapa la corriente esta lista para utilizarse directamente o ser inyectada a la red elctrica.

1.1 DETERMINACIN DE LAS CARACTERSTICAS QUE AYUDAN A

OBTENER EL MXIMO DESEMPEO.

Los sistemas fotovoltaicos para la generacin de energa se encuentran principalmente

constituidos por un conjunto de mdulos, los cuales permiten la captacin de la radiacin, por lo tanto

las caractersticas con mayor influencia en el desempeo del sistema de generacin se enfocan en

aquellas que favorecen al rendimiento de los mdulos, stas principalmente son: La radiacin

recibida, el rea en donde se encuentren instalados, el medio ambiente del rea de instalacin y los

agentes externos que los someten a determinadas condiciones reduciendo su vida til o limitando su

funcionamiento.

La irradiancia permite el funcionamiento de una central fotovoltaica, y consiste en la cantidad de

energa luminosa que se proyecta en un rea especfica, para la aplicacin del sistema fotovoltaico se

realizan estudios de las zonas con mayor irradiancia, debido a que es un recurso variable

dependiente de las condiciones ambientales se cuenta con valores prestablecidos, normalmente

estos valores son promedios realizados durante un ao o valores de tiempo mayores, en Ecuador las

zonas de mayor irradiancia se encuentran en la provincia de Pichincha e Imbabura, esta ltima

provincia dispone de una central fotovoltaica que se encuentra ya en funcionamiento inyectando

energa al sistema interconectado, esta central se encuentra en Pimampiro, est constituida por 4160

paneles solares de 240 voltios, generando 980 kilovatios durante el da con un rea de instalacin de

tres hectreas.1

1 Benalczar, W. (2013). En Pimampiro se instal la planta fotovoltaica ms grande del pas, 1. Recuperado de

http://edicionimpresa.elcomercio.com/es/140100001d6e217d-3449-433b-a8f2-c61be7a25b21

-2-

Tabla 1: Valores de radiacin En el Ecuador.2

PROVINCIA

VALOR MNIMO

(Wh/m2/Da)

VALOR MXIMO

(Wh/m2/Da)

VALOR MEDIO

(Wh/m2/Da)

AZUAY 4.050 4.800 4.425

BOLIVAR 4.800 4.950 4.875

CAAR 4.050 4.650 4.350

CARCHI 3.900 4.300 4.050

COTOPAXI 4.800 5.250 5.025

CHIMBORAZO 3.750 4.950 4.350

EL ORO 4.200 5.100 4.650

ESMERALDAS 3.900 4.350 4.125

GUAYAS 4.200 4.800 4.500

IMBABURA 4.000 5.100 4.550

LOJA 4.500 5.700 5.100

LOS ROS 4.650 4.650 4.650

MANAB 4.200 5.250 4.725

MORONA SANTIAGO 3.750 4.500 4.125

NAPO 4.200 4.800 4.500

PASTAZA 4.500 4.650 4.575

PICHINCHA 4.050 .5.250 4.650

ORELLANA 4.500 4.800 4.650

TUNGURAHUA 4.200 4.300 4.250

SANTA ELENA 4.500 4.350 4.425

SANTO DOMINGO 4.650 5.250 4.950

SUCUMBOS 4.050 4.800 4.425

PROMEDIO NACIONAL 4.245 4.839 4.542

El rea de instalacin es determinante en el desempeo del funcionamiento de una central

fotovoltaica, debe ofrecer todas las condiciones adecuadas, se recomienda mantener un rea abierta

y despejada de obstculos que proyecten sombras sobre los mdulos, evitando montar el sistema en

una zona arenosa ya que el viento facilita que se cubran de polvo las caras de los mdulos, esto

empobrece la recepcin y absorcin de la energa solar limitando el desempeo del sistema.

Adems de su ubicacin las ventajas que presentan los mdulos fotovoltaicos son las

caractersticas constructivas, ya que se encuentran conformados por materiales semiconductores, los

mismos que presentan dos tipos de capas, uno de ellos el de conductor que contiene electrones

libres y el de no conductor que no contiene electrones, el material que presenta estas caractersticas

es el silicio, material principal que se utiliza para la fabricacin de paneles fotovoltaicos.

Las condiciones estndar establecidas y referenciadas al funcionamiento de un panel fotovoltaico

se muestran en la siguiente tabla:

2 Roldan P. (2009). Evaluacin de las energas no convencionales factibles de desarrollarse en el Ecuador. (Tesis, Escuela

Politcnica Nacional). Recuperado de http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/1123

-3-

Tabla 2: Condiciones estndar de un mdulo fotovoltaico.

CONDICIONES ESTNDAR DE MEDIDA (CEM)

CONDICIONES ESTNDAR DE FUNCIONAMIENTO

Irradiancia

1000W/m2

Irradiancia

800W/m2

Temperatura

25c

Temperatura

25c

Espectro solar

AM 1,5G

Espectro solar

AM 1,5G

Velocidad del viento

1m/s

Las caractersticas estndar que vienen prestablecidas por los fabricantes de los mdulos se ven

afectadas por las condiciones ambientales, ya que estas caractersticas son establecidas a partir de

valores ficticios que muy pocas veces pueden coincidir con las condiciones reales que existen en el

lugar de instalacin del arreglo fotovoltaico.

Los mdulos fotovoltaicos son agrupados de tal manera que puedan generar los valores

deseados de corriente y de tensin, por esto se designan dos formas de agrupacin; los mdulos

pueden estar agrupados en serie uno a uno para obtener la suma de tensiones generadas

manteniendo su corriente, o se pueden agrupar en paralelo para obtener la suma de corrientes y

mantener el mismo valor de tensin generado, todo esto se debe realizar procurando que las

caractersticas de cada mdulo utilizado sean semejante con la de los dems, el valor de tensin que

se obtiene del uso de un arreglo de mdulos fotovoltaicos ser el mismo nivel de tensin en el que

opere el inversor, este inversor en el sistema se encarga de obtener los niveles mximos de la

potencia generada. Las sombras con referencia a los mdulos fotovoltaicos pueden causar puntos

calientes en su conexin, debido a que obliga a las clulas sombreadas a actuar como disipadores de

la energa generada provocando calor.

Como la radiacin es el elemento del cual depende una central fotovoltaica, la mayor forma de

captacin de este recurso influye mucho en su rendimiento, debido a esto existen dos tipos de

presentacin del arreglo de los mdulos; pueden ser fijos, donde permanecen siempre en la posicin

en que fueron instalados desde el inicio de la construccin, o pueden ser mviles donde el arreglo de

mdulos fotovoltaicos realiza un sondeo en cuanto al ngulo de inclinacin ideal para realizar la

captacin de la radiacin, estos dos tipos de presentacin que tienen los mdulos fotovoltaicos

coinciden en que ambos deben estar definidos por un ngulo de inclinacin y por una direccin. El

ngulo de inclinacin se establece a partir del lugar de montaje del arreglo fotovoltaico, cuando se

cuenta con una instalacin fija este ngulo de inclinacin debe ser igual a la latitud de las

coordenadas en donde se encuentre instalado el arreglo, se recomienda que este ngulo no sea

menor a 10 grados, las latitudes inferiores a este valor se fijaran con un valor de 10 grados, de esta

manera se estara previniendo una exposicin ms directa a las condiciones que presenta el terreno

del rea de instalacin, el polvo es uno de los principales agentes que afecta a los mdulos

provocando una reduccin de su vida til, por consiguiente el ngulo de inclinacin permite que en los

das de lluvia el arreglo de mdulos tenga un mantenimiento improvisado de su cubierta frontal, y por

ltimo la direccin que se recomienda establecer considerando su ubicacin es; si el arreglo de

mdulos se encuentra en el hemisferio norte, la direccin ser hacia el sur, mientras que si el arreglo

de mdulos se encuentra en el hemisferio sur, la direccin ser hacia el norte, la direccin de

instalacin en el Ecuador ser en el punto medio del norte y del sur.3

3 USDOE & USAID. (2001). Energa fotovoltaicas en la educacin a distancia. Gua Tcnica, 4-15. Recuperado de

http://solar.nmsu.edu/publications/telesecundarias.pdf

-4-

Fig. 1: ngulo de inclinacin de un mdulo.

1.1.1 REVISIN DE LOS ELEMENTOS QUE CONFORMN LOS SISTEMAS

FOTOVOLTAICOS.

Los sistemas fotovoltaicos se encuentran conformados por una serie de elementos que realizan

los procesos de adquisicin y transformacin de la energa para que est lista a ser utilizada, entre

estos tenemos; principalmente los mdulos fotovoltaicos, su importancia en el funcionamiento del

sistema se debe a que estos se encargan de receptar la luz por medio de las clulas fotovoltaicas

que conforman los mdulos, al incidir la luz en la superficie semiconductora del mdulo se produce

una carga positiva y negativa, debido a sta accin se genera una corriente continua. Un mdulo

fotovoltaico est formado por cierto nmero de clulas fotovoltaicas que se conectan elctricamente

de tal manera que produzcan una determinada potencia pico, esta potencia se obtiene a partir de la

conexin en serie o paralelo de los mdulos, cada mdulo fotovoltaico se encuentra formado de

ciertos elementos, entre estos tenemos:

Marco del mdulo: Normalmente de aluminio de grandes propiedades a la rigidez,

resistencia a la torsin y flexin, en la actualidad sus exigencias estticas son mayores,

considerando su diseo y acabado final.

Clulas fotovoltaicas: Es el elemento que recepta la energa lumnica (absorcin de los

fotones de la luz) y la transforma en energa elctrica, a travs del efecto fotoelctrico, cierto

nmero de clulas fotovoltaicas constituyen un mdulo.

Diodos de proteccin: Su principal uso es de establecer una sola direccin del flujo de una

determinada corriente, los diodos presentan dos formas de aplicacin:

- Diodos de bloqueo: Esta funcin es utilizada cuando se producen sombras o no existe

incidencia de luz en el mdulo, la actuacin del diodo bloquea la descarga de la batera que

se produce a travs de los mdulos.

- Diodos bypass: Se los utiliza cuando los mdulos se encuentran conectados en serie,

cuando un mdulo se cubre parcialmente por sombras este diodo acta, evitando que el

mdulo absorba corriente de otro mdulo.

Cubierta: Son lminas de vidrio con grandes propiedades mecnicas a los agentes

ambientales, alta transmisividad, reduce el reflejo para permitir mayor incidencia de la luz en

la clula fotovoltaica.

Caja de terminales: Es la ubicacin de sus bornes de salida para protegerlos de la

intemperie, con grandes propiedades trmicas. 4

4 Fluitec. (2005). Mdulos Fotovoltaicos Fluitec. Manual de Instalacin. 1-8. Recuperado de

http://www.fluitecnik.com/default/documentos/473_es-manual_de_instalacion_y_seguridad.pdf

-5-

Fig. 2: Mdulo fotovoltaico.

El Inversor es un elemento importante debido a la funcin que tiene de transformar la corriente

continua en alterna, sus caractersticas se encuentran definidas a partir de los valores de generacin

del mdulo fotovoltaico, el valor de tensin que se obtendr del uso del conjunto de mdulos ser el

mismo nivel de tensin al que opere el inversor. Otra funcin que se destaca de un inversor es la de

optimizar el suministro de energa, para lograr esto se debe sincronizar el funcionamiento de la carga

con el instante que se obtiene la mxima potencia generada, esta sincronizacin se debe al seguidor

del punto de mxima potencia MPPT (Maximun Power Point Tracking), y en su etapa de potencia se

realiza la utilizacin de transistores. 5

Fig. 3: Inversor fotovoltaico.

1.1.2 REVISIN DE LOS ELEMENTOS EXTERNOS QUE INFLUYEN EN EL

FUNCIONAMIENTO.

Los mdulos fotovoltaicos en su presentacin estn caracterizados cada uno por su curva I V, esta

curva a su vez es dependiente de los valores de radiacin captados y de la temperatura existente, la

curva I V determina dos parmetros, por un lado la corriente de corto circuito mxima (Isc) que

produce un mdulo con una tensin igual a cero, y por otra parte el voltaje de circuito abierto mximo

(Voc) que produce un mdulo con una corriente igual a cero. El efecto que produce la radiacin a un

mdulo fotovoltaico es determinante referente a la corriente generada, ya que la radiacin vara

directamente proporcional con respecto a la corriente sin tener referencia al valor de la tensin.

Se pueden distinguir tres tipos de radiacin solar respecto a la incidencia sobre un rea:

5 Ibez Martnez, A. J. (2000). Generador fotovoltaico conectado a red. (Tesis indita de Grado, Centro Nacional de

Investigacin y Desarrollo Tecnolgico). Recuperado de http://www.cenidet.edu.mx/subaca/web-elec/tesis_mc/105MC_ajim.pdf

-6-

Directa: Como su nombre hace referencia, a una incidencia directa del sol hacia determinada rea

receptora.

Difusa: Se produce cuando la radiacin atraviesa la atmsfera y su trayectoria desde el sol sufre

cambios.

Albedo: Es la radiacin incidente en un rea debido a la reflexin en otras superficies. 6

Fig. 4: Tipos de radiacin.

La temperatura que experimenta un mdulo provoca en si un cambio indirectamente proporcional

a la tensin de este mdulo, a mayor temperatura existente menor ser la tensin que generar el

mdulo, para eliminar esta reduccin de voltaje, se deben realizar estudios de la zona de montaje del

arreglo de los mdulos procurando que el rea de montaje no exceda la temperatura que est

prestablecida por el fabricante, de esta manera se determina que un mdulo fotovoltaico tiene un

mayor desempeo en un da soleado y frio con alta incidencia de la radiacin.

El movimiento del sol es determinante en la cantidad de radiacin que se reciba en el da, las

caractersticas que se conocen es que el sol sale por el este y se oculta por el oeste, resaltndose

tres posiciones; el amanecer, medio da y atardecer. La posicin ms elevada que puede alcanzar el

sol sobre el horizonte se conoce como cenit, donde proyecta un pico de irradiancia de 1000 W/m2. 7

1.2 DETERMINACIN DE LAS ZONAS DONDE SE PUEDE REALIZAR

LA INSTALACIN DE LOS SISTEMAS FOTOVOLTAICOS.

La zona ideal para la instalacin de una central fotovoltaica debe ofrecer las caractersticas

necesarias para garantizar el ptimo desempeo del sistema, debe poseer un rea despejada, libre

de obstculos, para que la incidencia de la radiacin sea directa sobre los mdulos, evitando el origen

de sombras, la superficie del rea de instalacin no debe producir polvo que cubra las lminas

protectoras de las placas. Lo ms importante que debe tener la zona de instalacin es la ubicacin,

su ubicacin determina los valores de insolacin accesibles, los niveles de insolacin en Ecuador se

encuentran registrados y analizados por cada mes durante un ao, esta informacin fue recolectada y

corresponde al periodo entre enero de 1985 y diciembre de 1991.

6 CONELEC. (2008). Atlas solar del Ecuador con fines de generacin elctrica. 49-50. Recuperado de

http://www.conelec.gob.ec/archivos_articulo/Atlas.pdf 7 USDOE & USAID. (2001). Energa fotovoltaicas en la educacin a distancia. Gua Tcnica, 7-9. Recuperado de


-7-

La insolacin durante el da siempre est presente, la nica variacin es la forma de incidencia de

la misma, en la recoleccin de datos de insolacin realizada en el 2006 por la National Renewable

Energy Laboratory - NREL de los Estados Unidos, se identifica la insolacin directa, difusa y global de

los sectores de todo el Ecuador. Analizando estos datos se puede obtener los valores de insolacin

vigentes, los datos de insolacin que se muestran en la tabla 3 que pertenecen al atlas del Ecuador

permiten determinar que los sectores de mayor preferencia en la aplicacin de un sistema fotovoltaico

son las provincias de Pichincha, Imbabura, Tschilas y la parte sur de Loja. 8

Tabla 3: Datos de insolacin difusa, directa y global de El Ecuador.

IMBABURA PICHINCHA LOJA TSCHILAS

(Wh/m2/da) (Wh/m

2/da) (Wh/m

2/da) (Wh/m

2/da)

Enero

DIFUSA 2300 2700 2700 2500

DIRECTA 3300 3000 3900 2700

GLOBAL 5100 3750 5400 5100

Febrero

DIFUSA 2600 2600 2800 2800

DIRECTA 3300 3600 3000 3000

GLOBAL 5100 4650 5250 5100

Marzo

DIFUSA 2600 2800 2500 2600

DIRECTA 3300 3300 4200 3300

GLOBAL 5100 4950 5550 5100

Abril

DIFUSA 2500 2300 2300 2400

DIRECTA 3600 3600 4900 3600

GLOBAL 4950 4950 5400 4950

Mayo

DIFUSA 2200 2100 1700 2100

DIRECTA 3600 3900 5100 4200

GLOBAL 4600 4800 5100 4900

Junio

DIFUSA 2000 1800 1500 1800

DIRECTA 4200 4800 6300 5100

GLOBAL 4800 4950 5400 5100

Julio

DIFUSA 2000 1700 1400 1700

DIRECTA 4200 5400 6600 5800

GLOBAL 5100 5400 5700 5550

8 CONELEC. (2008). Atlas solar del Ecuador con fines de generacin elctrica. 49-50. Recuperado de

http://www.conelec.gob.ec/archivos_articulo/Atlas.pdf

-8-

IMBABURA PICHINCHA LOJA TSCHILAS

(Wh/m2/da) (Wh/m

2/da) (Wh/m

2/da) (Wh/m

2/da)

Agosto

DIFUSA 2200 1900 1700 1900

DIRECTA 4200 5100 6300 5100

GLOBAL 5100 5550 6150 5550

Septiembre

DIFUSA 2300 2000 1900 2100

DIRECTA 3500 5400 6000 5400

GLOBAL 5400 5850 6450 5850

Octubre

DIFUSA 2400 2100 2200 2200

DIRECTA 4200 5100 5100 4200

GLOBAL 5100 5700 6150 5400

Noviembre

DIFUSA 2100 2000 2000 2200

DIRECTA 4200 5100 5800 5100

GLOBAL 5500 5500 6300 5500

Diciembre

DIFUSA 2200 2100 2300 2100

DIRECTA 4500 4500 5100 4800

GLOBAL 5250 5100 5850 5400

Promedio

DIFUSA 2300 2200 2100 2200

DIRECTA 3900 4200 5100 4300

GLOBAL 5100 5250 5550 5250

A continuacin en la fig. 5 que pertenece al atlas solar del Ecuador se muestran los ndices de la

insolacin global promedio, se pueden identificar las zonas del Ecuador que presentan mayor

incidencia de radiacin en comparacin con las dems, lo valores de radiacin son medidos en un

rango de 3000 a 6500 Wh/m2/da

-9-

Fig. 5: Insolacin global promedio del Ecuador.9

9 CONELEC. (2008). Atlas solar del Ecuador con fines de generacin elctrica. [figura]. p.49 Recuperado de

http://www.conelec.gob.ec/archivos_articulo/Atlas.pdf

-10-

2 IDENTIFICACIN DE LAS CONEXIONES ENTRE

MDULOS FOTOVOLTAICOS.

El propsito de los mdulos fotovoltaicos es de obtener un nivel determinado de tensin y

corriente, de tal manera que se realiza una agrupacin de mdulos para lograrlo, cada mdulo est

caracterizado por sus valores de operacin que vienen indicados en sus placas por el fabricante,

normalmente se realiza la utilizacin de mdulos con las mismas caractersticas de fabricacin, las

agrupaciones disponibles entre mdulos son: Serie, paralelo y mixta (serie/paralelo). Para conseguir

los valores de corriente requeridos se aplica una conexin paralela entre los mdulos, mientras que

para obtener los valores de tensin requeridos, se debe aplicar una conexin en serie entre los

mdulos.

2.1 REVISIN DE LAS CONFIGURACIONES APLICABLES A LA

CONEXIN DE LOS SISTEMAS SOLARES FOTOVOLTAICOS.

La demanda que se necesite cubrir mediante el uso de un sistema fotovoltaico nos indica la

cantidad de mdulos a utilizar, los mdulos tienen valores definidos de generacin, esto implica que

un solo mdulo no ser capaz de generar toda la energa suficiente para cubrir la demanda

requerida, por esta razn se interconectan entre s para obtener una agrupacin de mdulos, las

conexiones disponibles entre los mdulos son:

Conexin Serie: Esta conexin es utilizada principalmente para obtener los niveles de

tensin requeridos, consiste en la sumatoria de todas las tensiones generadas por cada

mdulo conectado en dicha agrupacin en serie, el valor de la corriente total que generar el

sistema ser igual a la corriente nominal de un mdulo (en un circuito en serie la corriente se

mantiene igual), este comportamiento se logra con la utilizacin de mdulos con las mismas

caractersticas de fabricacin

Fig. 6: Mdulos conectados en serie.

Conexin Paralelo: Esta conexin es utilizada para obtener los niveles de corriente

requeridos, consiste en la sumatorias de todas las corrientes generadas por cada mdulo

conectado en paralelo, el valor de la tensin total que generar el sistema ser igual a la

tensin nominal de un mdulo (en un circuito en paralelo la tensin se mantiene igual), este

comportamiento se logra con la utilizacin de mdulos con las mismas caractersticas de

fabricacin. En los casos que se utilicen mdulos de diferentes caractersticas de fabricacin

-11-

en una agrupacin, se realiza el uso de la combinacin de estas conexiones (serie/paralelo)

para obtener una equivalente de los valores y facilitar los clculos y obtencin de la potencia

requerida. 10

Fig. 7: Mdulos conectados en paralelo.

2.2 REVISIN DE LA ESTRUCTURA DE LOS PANELES SOLARES

La estructura de un mdulo fotovoltaico es un elemento importante que se complementa con el

desempeo de los mdulos, debido a que es el soporte de cada uno de ellos, un soporte debe poseer

buenas caractersticas mecnicas y trmicas para contrarrestar el efecto de las condiciones

meteorolgicas, la estructura de los mdulos debe poseer el mismo o mayor tiempo de vida til que

los mdulos brindando estabilidad, flexibilidad y resistencia. Las estructuras estn fabricadas con

acero galvanizado en caliente, hoy en da los fabricantes especializados en tecnologa fotovoltaica

presentan grandes facilidades para los usuarios, brindando estructuras listas ya para su montaje,

evitando el trabajo de corte, soldadura o taladrado de las piezas, existen dos tipos de estructuras;

estn las fijas y las mviles:

Las estructuras fijas son aquellas que mantienen la misma posicin desde el momento de su

instalacin, se encuentran fijadas al suelo, normalmente son ancladas por bloques de hormign, la

posicin se realizar considerando su lugar de instalacin (latitud y longitud) y determinar la

eficiencia del sistema fotovoltaico.

Fig. 8: Estructura fija.11

10

Fernndez Ferichola, J. (s.f.). Caracterizacin de mdulos fotovoltaicos con dispositivo porttil. (Tesis de Grado, Universidad Carlos III de Madrid). Recuperado de http://e-archivo.uc3m.es/bitstream/handle/10016/6037/PFC_Julio_Fernandez_Ferichola.pdf?sequence=1

-12-

Las estructuras mviles o llamadas tambin seguidoras debido a la funcionalidad de seguir la

posicin ms ideal de recepcin de la radiacin solar, con este tipo de soporte se logra un incremento

del rendimiento debido a que siempre est dirigida hacia la mejor posicin, su costo en comparacin

a las estructuras fijas es ms elevado debido al mantenimiento y a los dispositivos de control que

intervienen en su funcionamiento. 12

Fig. 9: Estructura mvil.13

11

Gestamp Solar. (s.f.). Estructura solar fija sobre pilotes con dos o tres filas de paneles. [Figura]. Recuperado de http://www.gestampsolar.com/es/negocio/estructuras/hap-2p 12

USDOE & USAID. (2001). Energa fotovoltaicas en la educacin a distancia. Gua Tcnica, 7-9. Recuperado de

http://solar.nmsu.edu/publications/telesecundarias.pdf 13

Gestamp Solar. (s.f.). Seguidor solar de un solo eje con dos filas de paneles. [Figura]. Recuperado de

http://www.gestampsolar.com/es/negocio/estructuras/ha-ss1e2p

-13-

3 IDENTIFICACIN DE LAS VENTAJAS Y DESVENTAJAS

DE LOS SISTEMAS FOTOVOLTAICOS.

Dentro de los beneficios de los generadores fotovoltaicos, se presentan ventajas tanto para el que

genera como para el consumidor, debido a que toda la electricidad que genera y entrega el sistema a

la red es vendida, otorgando una mejora en el servicio elctrico del sector

Sin considerar la demanda de los consumidores toda la energa se inyecta a la red elctrica,

disminuyendo el uso de energa generada a partir de fuentes contaminantes. Es mejor que poseer un

sistema aislado donde se necesita un sistema de acumulacin de energa, debido a que las horas de

consumo no siempre coinciden con las horas de generacin (por las noches), obligando el uso de un

banco de bateras, las bateras presentan ciclos de carga y de descarga lo cual conlleva la necesidad

de establecer un control, aumentando el costo y mantenimiento del sistema.

3.1 DETERMINACIN DE LOS BENEFICIOS SOBRE EL MEDIO

AMBIENTE.

La bsqueda de una fuente de energa no convencional diferente a las cotidianas generadoras

contaminantes se origin debido a la necesidad de eliminar o disminuir el impacto ambiental, de los

tres recursos naturales existentes; el agua, el viento y el sol de los cuales se puede obtener energa,

el sol es uno de los recursos ms importantes. En la obtencin de energa las propias centrales de

generacin en su construccin provocan un cierto impacto en el ecosistema donde se realiz su

instalacin, referente a esto una ventaja de este tipo de sistema est en su montaje ya que en cierta

forma es armable (su estructura est lista para su armado), y con facilidad en su desmontaje para

posibles reubicaciones del sistema.

El rendimiento de una central de generacin de energa se visualiza a travs del tiempo de su vida

til, este periodo puede verse reducido por las condiciones meteorolgicas a la que pueda ser

sometido durante su funcionamiento, se ha determinado a travs de la experiencia que los sistemas

fotovoltaicos tienen un periodo de vida til de 25 aos. Las generadoras basadas en mdulos

fotovoltaicos a parte de su duracin presentan beneficios de ser amigables con el medioambiente

debido a que a diferencia de las otras generadoras no convencionales son limpios y no generan

ruido.14

De todas las caractersticas que se pueden resaltar de las generadoras fotovoltaicas es que

funcionan a partir de un recurso gratuito e infinito, al ser infinito no est produciendo un impacto

ambiental por el desgaste de un recurso natural, sino que su utilizacin como fuente de energa

disminuye el uso de las generadoras que funcionan a partir de fuentes contaminantes. La energa es

generada a travs del efecto fotoelctrico que se logra por medio de la utilizacin de elementos

semiconductores por ende no contaminan y no producen polucin, los elementos semiconductores se

mantienen en estado pasivo hasta que incide la luz sobre ellos, de esta manera el nico recurso que

permite su funcionamiento es la energa luminosa, eliminando el uso de otro tipo de recurso como

combustibles para el inicio de su funcionamiento, al no realizar el uso de combustibles este tipo de

generadora no produce emisiones de gases contaminantes o CO2 a la atmsfera.

Si se tienen que nombrar desventajas de estos sistemas no se encontrarn demasiadas, las que

se pueden sealar son referentes al propio costo del sistema, los costos de instalacin son muy

elevados debido al requerimiento de una gran inversin inicial, ya que el tamao de una central

14

USDOE & USAID. (2001). Energa fotovoltaicas en la educacin a distancia. Gua Tcnica, 10. Recuperado de


-14-

fotovoltaica se resalta en el nmero de mdulos que la conforman, en una sola central pueden existir

cientos o miles de unidades de mdulos dependiendo de la potencia que se necesite generar, dando

lugar a otra desventaja referente al tamao de la central, mientras ms energa solar se necesite

abarcar, el espacio de instalacin aumentar causando la necesidad de tener grandes dimensiones

de terreno, muy comnmente los lugares donde se presenta mayor incidencia de la radiacin solar

son zonas desrticas muy lejanas de la ciudad donde debe transportarse los elementos necesarios

para la instalacin de la central, lo que aumentar an ms el costos del sistema. El mayor

impedimento que tiene un sistema fotovoltaico y por ende su mayor desventaja es que solo puede

funcionar durante el da en presencia del sol, dependiendo de la intensidad de la radiacin incidente y

de las caractersticas meteorolgicas que pueden desfavorecer al normal desempeo del

funcionamiento del sistema (lluvia, nieve, presencia de nubes, etc.)

Algunas medidas generales que se deben aplicar durante la ejecucin de un proyecto fotovoltaico

son:

En caso de producirse daos en el rea o hacia los recursos naturales en donde se ha

implementado el sistema fotovoltaico, los encargados del proyecto debern restaurarlos a las

condiciones naturales en las que se encontraban, adems estn prohibidas las actividades

que puedan causar contaminacin (tala innecesaria, quema de la vegetacin) y daos a los

recursos hdricos de la zona de construccin.

Cuando se finalice la instalacin del sistema fotovoltaico el rea donde se llev acabo la

instalacin debe quedar libre de todo material excedente que se produce durante el proceso

de construccin de la central fotovoltaica. (Restos de metal, madera, hormign, cables, etc.)

Se debern realizar ensayos geotcnicos del peso que tengan los mdulos fotovoltaicos para

repartirlo uniformemente en el rea de instalacin con la finalidad de evitar deslizamientos y

hundimientos del terreno.15

3.2 DETERMINACIN DE LOS BENEFICIOS SOBRE LA MATRIZ

ENERGTICA.

La matriz energtica representa la cantidad de recursos energticos accesibles que posee un pas,

segn datos de la Organizacin Latinoamericana de Energa, el Ecuador dispondra de petrleo por

24 aos ms debido al creciente consumo que ha venido experimentando,16 con la explotacin

petrolera obtuvo un mayor crecimiento econmico, y como resultado un aumento en la demanda de

energa, la demanda total de energa creci en un 4,1% entre el ao de 1970 y 2008, por esta razn

se han tomado medidas favorables para los recursos petroleros y se ha enfocado en la bsqueda de

otro tipo de fuente de energa. La matriz energtica ecuatoriana se encuentra mayormente

estructurada por tres fuentes de energa: petrleo, hidroelectricidad y la biomasa. En la fig.10, se

comparan la cantidad de miles de barriles equivalentes de petrleo (kBep) con los niveles de energa

producida por los diferentes generadores (Gas natural, Petrleo y derivados, Biomasa, Hidroelctricas

y electricidad importada) entre los aos de 1970 y 2008.

15

Peafiel, F. & ENYATEC

CA. LTDA (2012). Plan de manejo ambiental definitivo de la planta solar fotovoltaica Imbabura Pimn 25 MW y subestacin de seccionamiento de la lnea de subtransmisin a 69 kV de Emelnorte. Ecuador Energtico, 2-4. Recuperado de http://www.conelec.gob.ec/images/documentos/doc_10140_PMA%20IMBABURA%20PIMAN%2025%20MW.pdf 16

Diario Hoy. (2010). Vulnerabilidad del pas mueve la idea del cambio en la matriz energtica. Recuperado de

http://www.conelec.gob.ec/contenido.php?cd=2345

-15-

Fig. 10: Demanda de energa primaria total del Ecuador por fuente.17

Durante el periodo de los aos de 1970 y 2008 la hidroelectricidad tuvo un aumento en su

desarrollo del 10%, esto quiere decir que aparte de la hidroelectricidad y la biomasa, las fuentes de

energa renovables no han establecido diferencias considerables en la matriz energtica, pero sta

deficiencia ha empezado a cambiar debido a la ejecucin de varios proyectos especficos a travs del

desarrollo de tecnologas y los incentivos internacionales. En el ao 2005 el aporte de la energa

solar fotovoltaica a la matriz energtica con finalidad de favorecer el desarrollo de localidades

remotas solamente contribuy en un 0,0002%, en la matriz proyectada para 2020 las fuentes de

energa renovable como la fotovoltaica y biomasa solamente cubrirn el 1% de la capacidad

instalada. 18

3.3 IDENTIFICACIN DE LOS IMPACTOS AMBIENTALES Y

SOCIALES.

El uso de los sistemas fotovoltaicos otorga un gran beneficio al medio ambiente debido a la

reduccin de emisiones de gases contaminantes hacia la atmsfera, durante su funcionamiento los

aspectos negativos que se pueden identificar estn en la etapa de construccin y fabricacin de sus

elementos, entre algunos efectos que estos sistemas ocasionan con respecto al medio ambiente y a

la sociedad tenemos:

3.3.1 IMPACTO AMBIENTAL

Contaminacin durante el paso contino de maquinaria de transporte.

Produccin de restos de material excedente durante el transporte hacia la zona de

construccin.

Aumento de los decibeles por la utilizacin de maquinarias en la zona de construccin.

17

Castro, M. (2011). Hacia una matriz energtica diversificada en Ecuador. [Figura], p58. Recuperado de http://www.amazonia-andina.org/sites/default/files/matriz_energetica_ecuador.pdf

18 Castro, M. (2011). Hacia una matriz energtica diversificada en Ecuador. Recuperado de http://www.amazonia-

andina.org/sites/default/files/matriz_energetica_ecuador.pdf

-16-

Destruccin de la flora y fauna durante la apertura de caminos.

Perturbacin del hbitat debido a la contaminacin acstica.

Impacto visual por modificacin del paisaje natural, los sistemas fotovoltaicos abarcan

grandes reas de terreno para su instalacin.

3.3.2 IMPACTO SOCIAL

Desalojo durante la etapa de construccin.

Prejuicios a las propiedades aledaas.

Conflictos con los moradores debido a la ocupacin ilegal de zonas cercanas a la ubicacin

del proyecto.

Desarrollo en la comunidad donde se realiza el proyecto debido a que se producen fuentes de

trabajo.

Riesgo en la seguridad y salud de las personas que ejecutan las labores de construccin.

Mejoramiento del servicio elctrico de la comunidad.19

3.4 DETERMINACIN DEL COSTO DE PRODUCCIN DE

ELECTRICIDAD POR GENERADORES FOTOVOLTAICOS

CONECTADOS A RED.

Para determinar el costo aproximado de la energa generada por el sistema fotovoltaico se

necesitan conocer ciertos valores que intervienen en la produccin y realizar el uso de la siguiente

frmula:

(3.1)

Donde:

Pi: Energa generada

li: Irradiancia

Pp: Potencia pico del mdulo

N: Nmero de mdulos

Para el ejemplo se tomarn los valores de la irradiancia de la tabla 3 que corresponden a la

provincia de Loja, se establecer un determinado nmero de mdulos en este caso ser de 500 y

19

ISSONATURA. (2012). Estudio del impacto ambiental para Proyecto de generacin Fotovoltaica de 15MW y conexin a la

lnea de transmisin Alpachaca-El Chota, 92-94. Recuperado de

http://www.conelec.gob.ec/images/documentos/doc_10153_EsIA%20definitivo%20proyecto%20fotovoltaico%20SUPERGALEO

N.pdf

-17-

cada uno tendr una potencia pico de 120 W, el anlisis se realiza por cada mes del ao, y para

determinar el costo de la energa obtenida se tomar como referencia la Regulacin No. CONELEC

004/11 Tratamiento para la energa producida con Recursos Energticos Renovables No

Convencionales, que estableci que se pagara USD 0,40 por cada kilovatio hora (kW-h) de energa

fotovoltaica generado, en la siguiente tabla se presentan los valores obtenidos:

Tabla 4: Clculo del costo de la energa generada.

Mes Irradiacia

(W/m2/da)

# de mdulos Potencia de

mdulos (W)

Energa

generada

(kWh)

Precio de la

energa ($)

Enero

5400 500 120 7776 3110,4

Febrero

5250 500 120 7560 3024

Marzo

5550 500 120 7992 3196,8

Abril

5400 500 120 7776 3110,4

Mayo

5100 500 120 7344 2937,6

Junio

5400 500 120 7776 3110,4

Julio

5700 500 120 8208 3283,2

Agosto

6150 500 120 8856 3542,4

Septiembre

6450 500 120 9288 3715,2

Octubre

6150 500 120 8856 3542,4

Noviembre

6300 500 120 9072 3628,8

Diciembre

5850 500 120 8424 3369,6

Total

98928 39571,2

Para concluir se puede mencionar que los valores utilizados y obtenidos son solo aproximaciones

debido que las condiciones ambientales pueden variar considerablemente el rendimiento del sistema.

-18-

4 CONSIDERACIONES QUE DEBEN CUMPLIR LOS

SISTEMAS FOTOVOLTAICOS PARA CONECTARSE A LA

RED DE DISTRIBUCIN (22kV).

Un sistema fotovoltaico conectado a la red es aquel que tiene como objetivo principal generar

energa en ptimas condiciones para que sea posible interconectarla a la red elctrica. Estos

sistemas se encuentran constituidos por elementos que intervienen en la obtencin y conversin de la

energa, adems de la proteccin tanto para el sistema fotovoltaico como para la red, en la fig. 11 se

identifica el esquema de un sistema fotovoltaico conectado a la red elctrica, estos sistemas

principalmente se encuentran conformados por:

Generador fotovoltaico.

Cuadro de protecciones (CC/CA).

Un Inversor (CC/CA).

Contador principal de energa (energa hacia la red)

Contador secundario de energa (pequeos consumos de energa de los equipos fotovoltaicos, para

descontar de la energa producida).

Los inversores que se deben emplear pueden ser de pequea potencia, suelen ser menores a

5kW y se conectan a la red de BT, normalmente para aplicaciones de viviendas y edificios, para

nuestro caso se emplean inversores de media y alta potencia encontrndose de hasta 1000kW, su

conexin se la realiza en media tensin a travs de un centro de transformacin, que eleva la tensin

de salida del inversor en BT y trifsica en 400V a tensiones de 15kV a 30kV.

Para realizar una conexin en paralelo entre una central fotovoltaica y la red elctrica se debe

procurar que:

La conexin no interrumpa parcial o permanentemente el suministro de energa de la red

elctrica.

Si los valores de frecuencia y tensin de la red no son los ideales, la central fotovoltaica debe

mantenerse aislada.

Si el valor del desequilibrio de la potencia generada por generadores monofsicos sobrepasa

los valores permitidos, la central fotovoltaica debe mantenerse aislada de la red.

El sistema fotovoltaico debe tener un mecanismo de proteccin (interruptor automtico) para

desconectarlo de la red.

Se puede clasificar las centrales fotovoltaicas segn su potencia pico de generacin:

Tabla 5: Tipos de redes segn su potencia pico de generacin.

Tipo de Red

Potencia Generada

Conexin con la red de baja tensin

hasta 100 kW

Conexin con la red de media tensin

100kW hasta 6 MW

Conexin con la red de alta tensin

Mayores a 6MW

-19-

Fig. 11: Sistema fotovoltaico conectado a la red.20

El esquema de la fig. 11 de la conexin en paralelo de la central fotovoltaica y la red, se encuentra

conformado por:

Dispositivo general: Conformado por un interruptor automtico de seccionamiento con rels de

sobreintensidad que interrumpen las fases y el neutro, separando la conexin entre el sistema

fotovoltaico y la red pblica. Este dispositivo interviene en el sistema cuando existen fallas en la

central fotovoltaica.

Dispositivo de interfaz (BT): Conformado por un interruptor automtico o un contactor con rel de

pequea tensin que interrumpe las fases y el neutro, separando la conexin entre el sistema

fotovoltaico y la red pblica. Este dispositivo interviene en el sistema cuando existen perturbaciones

en la red de distribucin.

Dispositivo del generador: Conformado por un interruptor automtico o un contactor que interrumpe

las fases y el neutro, separando el generador de la central fotovoltaica. Este dispositivo interviene en

el sistema cuando existen daos o fallas en el generador.

20 ABB. (2011). Plantas Fotovoltaicas. Cuaderno de aplicaciones tcnicas n.10. [Figura], 35. Recuperado de http://www05.abb.com/global/scot/scot209.nsf/veritydisplay/e703d99268365a43c125791f002ce826/$file/1TXA007109G0701_C

T10.pdf

-20-

Los niveles de proteccin de los dispositivos sern seleccionados considerando la corriente de corto

circuito de los elementos que intervienen en el sistema.

Para la conexin en paralelo de un sistema fotovoltaico con la red de media tensin se

requiere de:

Proteccin general conformado por :

Un interruptor automtico (extrable con bobina de apertura de mnima tensin para disparar

el dispositivo cuando se interrumpa la tensin de alimentacin del sistema, no solamente se

activa por la proteccin)

Un interruptor automtico con bobina de apertura con un interruptor seccionador

Rel de sobreintensidad con tres tipos de retardos

Rel con tiempo de demora inverso (51) permiten una proteccin ms rpida cuando

la corriente de falla vara significativamente debido a las interrupciones del sistema.

Rel con tiempo constante (51) poseen tiempo de operacin ajustable.

Rel con tiempo instantneo (50) no poseen retardo de tiempo inicial.

Rel de sobreintensidad homopolar (51N) con dos retardos de disparo:

Uno para los defectos de tierra monofsico

Uno para los defectos a tierra monofsicos dobles

Los dos pueden ser remplazados por un rel homopolar direccional con dos

momentos de tiempo (67N-1 Y 67N-2) 21, para los fallos producidos por neutro

compensado y otro para neutro aislado, y un rel de sobreintensidad homopolar para

las fallas a tierra monofsicos dobles.

Dispositivo de interfaz conformado por:

Interruptor automtico con rel de apertura de pequea tensin, seguidamente un interruptor

seccionador ubicado aguas arriba o aguas abajo para aumentar la seguridad y permitir

mantenimientos programados.

Dispositivo de medicin conformado por:

Un contador electrnico bidireccional que se encargue de medir la energa generada en horas

(energa generada por la central, energa inyectada a la red, energa tomada de la red) y

brindar accesibilidad remota para su monitoreo, se encuentra ubicado cerca del inversor.

Dispositivo del generador: Conformado por un interruptor automtico o un contactor que

interrumpe las fases y el neutro, separando el generador de la central fotovoltaica. Este

dispositivo interviene en el sistema cuando existen daos o fallas en el generador. 22

En la figura 12 se representa el esquema de la conexin entre un sistema fotovoltaico con la red

de media tensin. La topologa de conexin vara entre pases ya que se han establecido sus

propias decretos y reglamentos de instalacin.

21

Se utilizan en sistemas delta o con neutro aislado la serie 67N y todos sus niveles, se utilizan con transformadores de

tensin y corriente para brindar al rel seales de secuencia 0,3Io,3Vo

22 ABB. (2011). Plantas Fotovoltaicas. Cuaderno de aplicaciones tcnicas n.10. 34-37. Recuperado de

http://www05.abb.com/global/scot/scot209.nsf/veritydisplay/e703d99268365a43c125791f002ce826/$file/1TXA007109G0701_C

T10.pdf

-21-

Fig. 12: sistema fotovoltaico conectado a la red de MT con potencia hasta 100kW.23

4.1 DETERMINACIN DE LOS ELEMENTOS NECESARIOS PARA

ADECUAR LA CORRIENTE ALTERNA.

El principal elemento que se encarga de convertir la corriente continua generada en corriente

alterna es el inversor, esta conversin se lleva a cabo considerando ciertas caractersticas

determinadas por la red: 220V de valor eficaz de tensin y una frecuencia de 60 Hz, adems de

presentar una onda senoidal pura idntica a la de la propia red para hacer posible su conexin, para

esto se utilizan convertidores CC/CC aguas abajo del inversor, los cuales modifican las ondas

senoidales a travs de la modulacin de pulso.

23

ABB. (2011). Plantas Fotovoltaicas. Cuaderno de aplicaciones tcnicas n.10. [Figura], 38. Recuperado de

http://www05.abb.com/global/scot/scot209.nsf/veritydisplay/e703d99268365a43c125791f002ce826/$file/1TXA007109G0701_C

T10.pdf

-22-

La importancia de un inversor dentro de un sistema fotovoltaico es grande de tal manera que su

rendimiento es de vital inters, el rendimiento de un inversor a plena carga puede llegar al 95%, para

obtener valores de rendimiento superiores al 90 % se procura que la potencia pico de generacin sea

mayor a la potencia nominal del inversor, para esto se precisa que la potencia generada sea 1,2

veces mayor a la del inversor.

El rendimiento del inversor se complementa con los rendimientos de las diferentes etapas o

elementos del sistema, para obtener un nico rendimiento del conjunto que conforman el sistema

fotovoltaico, entre estos rendimientos se encuentran los siguientes:

Rendimiento de conversin

Se refiere al rendimiento que presentan las clulas fotovoltaicas ( cs), y est dada por la relacin entre la potencia mxima que puede entregar la clula fotovoltaica a una carga (Pm) y la potencia que

produce la radiacin solar (Pr), de esta manera aumentado la (Icc) y (Vca) se obtendr un mayor

rendimiento.

(4.1)

(4.2)

Donde: : Corriente mxima de la clula

: Tensin mxima de la clula

: Factor de forma

: Corriente de corto circuito

: Tensin de circuito abierto

Rendimiento del (MPPT)

Se refiere a la precisin del inversor para operar en este punto, y est dado por la relacin entre la

potencia instantnea que se entrega en un tiempo determinado y la potencia instantnea entregada

en el punto de mxima potencia (MPPT).

(4.3)

Donde

: Potencia medida por el inversor

: Potencia del MPP

-23-

Rendimiento del inversor

Est dado por la relacin entre la potencia de salida (Ps) y la potencia de entrada (Pi) del inversor.

(4.4)

Rendimiento total

Representa el rendimiento total de sistema fotovoltaico ( ) y est dado por el producto de los tres rendimientos antes mencionados, de tal manera que24:

(4.5) Caractersticas que deben presentar los inversores

Debern tener una potencia de entrada variable para extraer la mxima potencia generada en

los mdulos fotovoltaicos.

Debern incorporar protecciones contra:

Tensin de red fuera de rango

Frecuencia de red fuera de rango

Sobretensiones

Perturbaciones presentes en la red (microcortes, pulsos, ausencia y retorno de la

red)

Debern poseer las siguientes caractersticas elctricas:

Deber seguir aportando potencia a la red aun en condiciones de irradiancia solar de

un 10% superior a las CEM (1000W/m2), deber soportar picos de hasta 30%

superior a las CEM con perodos de hasta 10 segundos.

El rendimiento de potencia del inversor deber ser, para una potencia de salida en

CA igual al 50% y al 100% de la potencia nominal, ser como mnimo del 92% y del

94 % respectivamente.

Debe poseer protecciones contra polaridades inversas.

El factor de potencia generada deber ser mayor a 0,96 entre el 25% y el 100% de la

potencia nominal.

La eficiencia a potencia pico debe ser superior a 90%.

El tiempo de reconexin despus de una falla en la red no debe ser superior a 2

minutos y ser automtica.

24

Ormaechea Ballesteros, C. (2012). Anlisis comparativo de inversores fotovoltaicos de conexin a red con potencia igual o

superior a 100 kW. (Proyecto fin de carrera, Universidad Carlos III de Madrid). Recuperado de http://e-archivo.uc3m.es/bitstream/handle/10016/15497/PFC_Clara_Ormaechea_Ballesteros.pdf?sequence=1

-24-

El valor de distorsin armnica (THD) no debe ser mayor del 2%

Tendrn los siguientes grados de proteccin:

- IP 20 cuando se encuentren en lugares inaccesibles.

- IP 30 cuando se encuentran en lugares accesibles.

- IP 65 cuando se encuentran en la intemperie.

Operar a temperaturas entre 0C y 40C, y entre 0% y 85% de humedad.

Tener una garanta de funcionamiento mnima de 10 aos.25

4.2 DEFINICIN DE LOS ASPECTOS QUE INFLUYEN EN LA

CALIDAD DE LA ENERGA

Para proveer de energa a la red elctrica, en su proceso de generacin el sistema fotovoltaico

debe ajustarse a los requerimientos de calidad de energa. Las regulaciones actuales que garantizan

la continuidad y estndares mnimos de calidad tratan de influir en la eliminacin de aquellos factores

que caracterizan negativamente a la energa:

Armnicos: Son ondas sinusoidales de frecuencia igual a un mltiplo entero de la frecuencia

de operacin de la red (60 Hz), son originados por las caractersticas no lineales que

presentan los elementos y las cargas de un sistema de potencia

Factor de potencia: Es la relacin entre la potencia activa y la potencia aparente.

Fluctuaciones de tensin (o Variaciones de tensin): Son perturbaciones en las cuales el

valor eficaz del voltaje de suministro cambia con respecto al valor nominal.

Cadas: Es un decremento de alrededor del 0,1 p.u. y 0,9 p.u. de los valores RMS de la

tensin (sag) y la corriente a la frecuencia de alimentacin, con duracin aproximada de

0,5 ciclos a un minuto, son originados por fallas del sistema o apertura de grandes

cargas (motores).

Subidas: Es un incremento de alrededor del 1,1 p.u. y 1,8 p.u. de los valores RMS de la

tensin y la corriente a la frecuencia de alimentacin. con duracin aproximada de 0,5

ciclos a un minuto, suelen originarse por la apertura de grandes cargas o apertura de

grandes bancos de condensadores.

Frecuencia de las interrupciones: Es el nmero de veces, en un periodo determinado, que

se interrumpe el suministro a un Consumidor.

Perturbacin rpida de tensin (flicker): Son variaciones moderadas de la amplitud de la

tensin, generalmente menores al 10% de la tensin nominal, pero que pueden repetirse

varias veces por segundo. Este efecto causa una fluctuacin en la luminosidad de las

lmparas a una frecuencia detectable por el ojo humano, las fluctuaciones de tensin en los

sistemas de transmisin y distribucin comnmente son producidos por hornos de arco.

25

Instituto para la diversificacin y ahorro de la energa (IDAE). (2011). Pliego de condiciones tcnicas de instalaciones conectadas a la red. Instalaciones de energa solar fotovoltaica, 15-16. Recuperado de http://www.idae.es/uploads/documentos/documentos_5654_FV_pliego_condiciones_tecnicas_instalaciones_conectadas_a_red_C20_Julio_2011_3498eaaf.pdf

-25-

Voltaje Armnico: Es un voltaje sinusoidal de frecuencia igual a un mltiplo entero de la

frecuencia fundamental de 60 Hz del voltaje de suministro.

Variacin de frecuencia de suministro: es una desviacin del valor nominal de su

frecuencia de suministro (60HZ) la cual est directamente ligada a la velocidad de rotacin

de los generadores del sistema. Suelen originarse por fallas en grandes sistemas de

transmisin (grandes cargas que se desconectan o una gran fuente de generacin que deja

de funcionar). 26

26

Gonzlez Zumba, J. & Romero Crdova, F. (2008). Diseo construccin e implementacin de un filtro de baja tensin para el mejoramiento de la calidad del suministro elctrico. (Tesis, Universidad Politcnica Salesiana). Recuperado de http://dspace.ups.edu.ec/bitstream/123456789/145/1/INICIO.pdf

-26-

5 REQUISITOS QUE DEBEN CUMPLIR LOS SISTEMAS

FOTOVOLTAICOS PARA CONECTARSE A LA RED DE

DISTRIBUCIN (22kV).

Antes de la iniciacin de la construccin del generador, se deben considerar ciertas condiciones

de inscripcin que habilite el proyecto, el mismo que ser despachado por el CENACE considerando

las disposiciones del CONELEC, ente que emite las regulaciones en el sector elctrico del Ecuador.

Para la obtencin del registro habilitante de una generadora que utilice fuentes renovables no

convencionales y cuya capacidad instalada sea menor a 1MW deber cumplir los siguientes

requisitos27:

Escritura de constitucin de la empresa como sociedad annima, en la que se contemple

como actividad principal social de sta, la generacin de energa elctrica; y domiciliacin

para empresas extranjeras

Certificado de cumplimiento de obligaciones y existencia legal emitido por la

Superintendencia de Compaas.

Copia certificada del nombramiento del representante legal

Pago de inscripcin de la solicitud, equivalente al costo establecido en la normativa vigente

por cada MW de capacidad declarada

Factibilidad de conexin al Sistema de Transmisin o Distribucin, otorgada por parte del

Transmisor o Distribuidor, segn corresponda.

Descripcin y caractersticas tcnicas de las instalaciones existentes de

vinculacin del usuario con el Distribuidor.

Descripcin y caractersticas tcnicas de las instalaciones y/o aparatos a conectar al Sistema de Distribucin.

Adems se presentarn:

- Estudios de Flujo de carga

- Estudios de Cortocircuitos

- Estudios de Contingencias

27

CONELEC. (2013). Regulacin No. CONELEC 001/13. Participacin de los Generadores de Energa Elctrica producida con Recursos Energticos Renovables no Convencionales, 7. Recuperado de http://www.conelec.gob.ec/normativa/REGULACION%20001_13_CODIFICADA.pdf

-27-

- Estudios de Prdidas28

Las responsabilidades recprocas que deben existir entre el distribuidor y el usuario son:

- Disponer los equipos de control y proteccin necesarios para aislar los

efectos, sobre sus respectivas instalaciones, de fallas producidas en los

equipos.

- Cumplir con las exigencias contenidas en la normativa dictada por el CONELEC y los instructivos preparados por el CENACE en lo que hace relacin a los sistemas de medicin comercial, adquisicin de datos en tiempo real y comunicaciones.

29

- El lmite entre las instalaciones del distribuidor y las de los usuarios o

nodo de interconexin internacional deber ser en todos los casos una

vinculacin fsica desconectable o removible, la que ser determinada

por las partes a ese efecto en el contrato de conexin.30

Memoria descriptiva del proyecto, con las especificaciones generales del equipo a ser

instalado, tipo de central, ubicacin, implantacin general, caractersticas de la lnea de

transmisin o interconexin cuando sea aplicable.

Estudio de prefactibilidad del proyecto, desarrollado por el interesado bajo las normas que el

CONELEC establezca para el efecto. Debern considerar dentro del estudio el uso ptimo del

recurso, sin disminuir la potencialidad de otros proyectos que tengan relacin directa con ste

y puedan desarrollarse a futuro:

El estudio de perfectibilidad del proyecto analizar los siguientes aspectos:31

Aspectos Administrativos.

- Marco legal y Regulatorio

- Aspectos Financieros

Aspectos Tcnicos.

- Caractersticas del punto de conexin.

- Red elctrica disponible. Curva de carga, capacidad.

- Infraestructuras adicionales requeridas.

- Localizacin, orografa y caractersticas del terreno.

- Condiciones meteorolgicas particulares.

Aspectos Logsticos.

- Transporte y accesibilidad para materiales y personal.

- Posibilidades de Alojamiento para Personal.

- Medios de almacenaje.

- Disponibilidad de medios auxiliares para la ejecucin de la obra.

28

TRANSELECTRIC. (2005). Solicitud de Acceso a los Sistemas de Transmisin y Distribucin, 1. Recuperado de http://www.transelectric.com.ec/transelectric_portal/files/solicitud%20de%20acceso.pdf 29

CONELEC. (2006) Decreto Ejecutivo No. 1626. Reglamento para el libre acceso a los sistemas de transmisin y distribucin, 15. Recuperado de http://goo.gl/4D2Tc9 30

CONELEC. (2006). Decreto Ejecutivo No. 1626. Reglamento para el libre acceso a los sistemas de transmisin y distribucin, 16. Recuperado de http://goo.gl/4D2Tc9 31

Eyras Daguerre, J. Estudio de Prefactibilidad en la Instalacin de Centrales Fotovoltaicas. Taller II, 2. Recuperado de http://www1.herrera.unt.edu.ar/asades2013/wp-content/uploads/2013/05/Programa_taller_Ram%C3%83%C2%B3n_Eyr-as.pdf

-28-

- Disponibilidad de materiales para la obra civil y elctrica.

Aspectos de Seguridad.

- Relacionados a los materiales y maquinaria durante la obra.

- Relacionados al Personal durante la Obra.

Aspectos Econmicos.

- Evaluacin del recurso solar y estimacin de la productividad especfica.

- Prospeccin de costes locales de transportes, materiales y medios

auxiliares.

- Cuestiones particulares con incidencias en costes o cronograma de

ejecucin.

Certificacin definitiva de interseccin del Ministerio del Ambiente que certifique que el

Proyecto se encuentra o no dentro del sistema nacional de reas protegidas. En caso de

encontrarse dentro de reas protegidas, se requiere presentar la autorizacin del Ministerio

de Ambiente:

El certificado de interseccin es el documento que emite el Ministerio del Ambiente

(MAE), por medio del cual se certifica que un proyecto intersecta o se sobrepone con un

rea protegida, perteneciente al Sistema Nacional de reas Protegidas (SNAP), Bosques

Protectores (BP) o patrimonio forestal del estado (PFE). Cuando el proyecto intersecte

con alguna de estas, la Licencia Ambiental deber ser tramitada y emitida por el

Ministerio del Ambiente, adems de aquellos proyectos que estn fuera del SNAP,

Bosques Protectores y el PFE pero sean declarados de prioridad nacional por el

Presidente de la Repblica o sean megaproyectos, acreditando de esta forma a las

Autoridades Locales y Seccionales a ser Autoridades Cooperantes. Para la emisin del

Certificado de Interseccin, el proponente del proyecto debe presentar lo siguiente:32

Fecha de la Solicitud del Certificado de Interseccin

Razn Social del Proponente

Monografia-REQUISITOS PARA INTERCONECTAR LOS SISTEMAS FOTOVOLTAICOS A LA RED DE DISTRIBUCIÓN DE...

Documents

Transcript of Monografia-REQUISITOS PARA INTERCONECTAR LOS SISTEMAS FOTOVOLTAICOS A LA RED DE DISTRIBUCIÓN DE...