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Fotovoltaica: complemento perfecto para grupos electrógenos

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Information about Fotovoltaica: complemento perfecto para grupos electrógenos
Technology

Published on March 4, 2014

Author: KrannichSpain

Source: slideshare.net

Description

Presentación sobre instalaciones fotovoltaicas híbridas, impartida por Arturo Andrés, responsable técnico de Krannich Solar, en el evento Genset 2014.
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KRANNICH SOLAR FOTOVOLTAICA: COMPLEMENTO PERFECTO PARA GRUPOS ELECTRÓGENOS. PASADO Y FUTURO Arturo Andrés Perales, Responsable del departamento técnico de Krannich Solar

ÍNDICE 1. Introducción • Grupo Krannich • Hibridación fotovoltaica-diesel de un vistazo 2. Sistemas híbridos con acumulación • Razones de ser un complemento perfecto • Costes • Ejemplos 3. Sistemas híbridos sin acumulación • Razones de ser un complemento perfecto • Ánalisis de costes • Ejemplos 4. Resumen 2

COMPROMISO TOTAL DEL GRUPO Alemania Stuttgart Múnich Coblenza Wurzburg Bremen Países Bajos 2013 1995 2008 2011 2011 2012 España Valencia 2004 Suiza Baden Estados Unidos Nueva Jersey 2005 California 2013 Italia Turín 2006 Bolonia 2009 Oficina de Krannich Solar Grecia Tesalónica 2007 Atenas 2009 Francia Lyon 2008 República Checa Bélgica Brno 2009 Gante 2010 Reino Unido Reading 2010 Australia Melbourne 2012 Austria Wels 2012 Japón Nagoya 2013 2013 Dinamarca Tommerup 2013 Representación comercial de Krannich Solar 3

DATOS IMPORTANTES POTENCIA COMERCIALIZADA 400 (EN MW) 300 350 20 42 250 39 40 200 325 150 285 18 100 211 190 32 50 0 5 9 12 1 15 2002 2003 2004 2005 103 6 12 18 25 58 2006 2007 2008 Resto del grupo 2009 2010 2011 2012 2013 Krannich Solar España 4

TODO POR LA REVOLUCIÓN ENERGÉTICA • CARTERA DE PRODUCTOS • • • • • • • Módulos solares Sistemas de montaje Inversores Autoconsumo Sistemas de comunicación Bombeo solar Sistemas híbridos Accesorios 5

EVOLUCIÓN DEL MERCADO OFFGRID EN KRANNICH ESPAÑA Pequeños sistemas aislados Sistemas híbridos con acumulación Sistemas híbridos sin acumulación 6

SUMINISTRO POR PAÍSES DE KRANNICH ESPAÑA Andorra Angola* Algeria* Australia* Belgium Brazil* Bulgaria Cape Verde* Costa Rica* Chad* Chile* Denmark Ecuador France Gambia* Germany Great Britain Greece Guinea Bissau* India Israel Italy Ivory Coast* Jordan Kenya* Congo* Libya* Malta Mauritius* Mauritania* Mexico Morocco* Mozambique* Nigeria* Pakistan* Panama Paraguay* Peru* Portugal* Romania Senegal* South Africa* Spain* Switzerland Tunisia* Turkey* UAE * Sistemas híbridos 7

TIPOS DE SISTEMAS HÍBRIDOS FOTOVOLTAICO-DIESEL SISTEMA HÍBRIDO CON ACUMULACIÓN SISTEMA HÍBRIDO SIN ACUMULACIÓN 8

LCOE TECNOLOGÍA FOTOVOLTAICA El LCOE* de la tecnología FV esta basada en la siguiente formula: Io Inversión At Costes de operación y mantenimiento Mt,el Energia Producida kWh i Tasa de descuento 4% t Años (Para la fotovoltaica 25) El LCOE de generadores diesel puede llegar a 0,45€/kWh LCOE*= Levelized cost of electricity 9

SEGMENTACIÓN DE MERCADO FV / DIESEL 10

SISTEMA HÍBRIDO FOTOVOLTAICO-DIESEL CON ACUMULACIÓN Compuesto por: Paneles fotovoltaicos, grupo electrógeno, baterías e inversores Instalaciones <300kW Sin conexión a red o red inestable El inversor de aislada es el componente principal: • Forma la microred (V,Hz) y controla la producción FV • Convierte DC/AC y AC/DC • Controla el proceso de carga de la bateria para alargar su vida útil 11

CONTEXTO TÍPICO RESIDENCIAL kW Característica principal: 8 7 6 5 4 3 2 1 0 - Picos de consumo - Inexistencia de un red eléctrica fiable 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 RESTAURACIÓN HOTEL 20 10 8 kW 15 6 kW 4 10 5 2 0 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 12

¿POR QUÉ COMPLEMENTO PERFECTO? 1.- OPTIMIZACIÓN DEL USO DEL GRUPO ELECTRÓGENO: Sistema híbrido de 16kW en Mauritania, promedio de curva de carga, uso de batería y generador diésel, % Inclusión FV de 35%. Con la FV y el banco de baterías se cubre la principalmente demanda del mediodía el generador diésel los picos de potencia 13

¿POR QUÉ COMPLEMENTO PERFECTO? 1.- OPTIMIZACIÓN DEL USO DEL GRUPO ELECTRÓGENO: • Aumenta el rendimiento • Se reduce el número de horas de funcionamiento • Aumenta su vida útil Aumento del consumo de diésel en función de la carga Se recomienda usar el grupo electrógeno con un factor de carga superior al 40% 14

¿POR QUÉ COMPLEMENTO PERFECTO? Esquema instalación con generador como apoyo 2.- DISPONIBILIDAD: • 230V/400V 24h/365d • Posibilidad de sumar potencia del generador con la del sistema, por ejemplo: Inversor 3kVA con una corriente de entrada máxima de 50A (3000 / 230 = 13A) Salida: 50 + 13 = 63A Fuente: GENERGY 15

¿POR QUÉ COMPLEMENTO PERFECTO? Número de ciclos 3.- OPTIMIZACIÓN DE LAS BATERIAS: - Reduce su capacidad y por tanto la inversión inicial - Optimiza la carga compensatoria cada x ciclos - Evita descargas profundas Profundidad de descarga Debido al coste inicial (20-30%), se recomienda diseñar el banco de baterías para que duren entre 6-10 años 16

¿POR QUÉ COMPLEMENTO PERFECTO? 4.- MAYOR INDEPENDENCIA FRENTE A SUBIDAS DE PRECIO DE COMBUSTIBLE Análisis de costes y retorno de inversión de un sistema 60 kWp en Ecuador con 93% de inclusión FV. Fuente: IEA 17

TÍPICA DISTRIBUCIÓN DE COSTES DE UN SISTEMA HÍBRIDO CON ACUMULACIÓN El coste real de la instalación de un sistema híbrido de PV / diésel está en el intervalo de 2500 - 4000 EUR / kWp dependiendo del tamaño y la localización. *El coste no incluye ninguna red de baja o media tensión 18

EJEMPLO 1 : RESTAURANTE EN IBIZA Datos iniciales: - Consumo diario aproximado: 300 kWh - Generador diésel 50kVA - Coste combustible: 1,04 €/l Configuración propuesta: - Pot. FV: 45 kWp - Inv. Aislada: 6 x SI 5048 (30kW) - Inv. Red: 2 x STP15000 + 1 x STP10000 - 1 Multicluster 12.3 - Acumulador: 288kWh Porcentaje de inclusión fotovoltaica: 52% Coste aproximado: 3000€/kWp Han reducido el gasto de combustible medio mensual de 5000€ a 800€ Fuente: SMA 19

EJEMPLO 1 : RESTAURANTE EN IBIZA 80% 30% 40% 20

EJEMPLO 1 : RESTAURANTE EN IBIZA 21

EJEMPLO 2: HOTEL RURAL EN TOLEDO Datos iniciales: - Consumo diario aproximado: 100 kWh - Generador diésel 40 kVA - Coste combustible: 1,04 €/l Configuración propuesta: - Pot. FV: 18 kWp - Inv. Aislada: 3 x SI 5048 (15kW) - Inv. Red: 1 x STP17000 - 1 Multicluster 6.3 - Acumulador: 120 kWh Porcentaje de inclusión fotovoltaica: 63% Coste aproximado: 3200 €/kWp 22

EJEMPLO 3: HOTEL EN GAMBIA Datos iniciales: - Generador diésel 120 kVA - Red eléctrica inestable - Coste combustible: 1,04 €/l Configuración propuesta: - Pot. FV: 60 kWp - Inv. Aislada: 9 SI8.0H (54kW) - Inv. Red: 4 x STP15000 - 1 Multicluster 12.3 - Acumulador: 270 kWh Porcentaje de inclusión fotovoltaica: 60% Coste aproximado: 3780 €/kWp Retorno de la inversión estimado: 8 años Mes Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre A·h/day 10166,7 10166,7 8041,7 8041,7 7916,7 7437,5 7437,5 7437,5 6895,8 6895,8 6895,8 10166,7 TOTAL Wh/año Wh/day 488000,0 488000,0 386000,0 386000,0 380000,0 357000,0 357000,0 357000,0 331000,0 331000,0 331000,0 488000,0 Wh/month 15128000,0 13664000,0 11966000,0 11580000,0 11780000,0 10710000,0 11067000,0 11067000,0 9930000,0 10261000,0 9930000,0 15128000,0 142211000,0 23

SISTEMA HÍBRIDO FOTOVOLTAICO-DIESEL SIN ACUMULACIÓN Compuesto principalmente por uno o varios grupos electrógenos, paneles fotovoltaicos, sistema de control y monitorización e inversores Una comunicación rápida entre los componentes del sistema para controlar y gestionar la energía, la sincronización y el funcionamiento en paralelo Configuración inicial del sistema, establecimiento de los puntos de ajuste y parámetros Monitorización del estado y el rendimiento de los componentes individuales y de todo el sistema Hasta X MW El generador o generadores diesel, se encargan de formar la red 24

CONTEXTO TÍPICO INDUSTRIAL 1600 Características principales: 1400 1200 - Consumos continuos y elevados 1000 kW 800 - Inexistencia de un red eléctrica fiable 600 400 200 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

¿POR QUÉ COMPLEMENTO PERFECTO? 5.- AHORRO ECONÓMICO Y MÁS SOSTENIBILIDAD Ejemplo de industria en Líbano: Simulación del rendimiento en un día normal: - 2.500 kWh de energía FV producida - 714 litros de fuel ahorrados - 6 generadores 600 kVA - Promedio de carga 2 MW Propuesta: - Potencia FV: 505 kWp en sistema fijo - Sistema “SMA FUEL SAVE CONTROLLER” - 23 inversores STP 20000TL 26

¿POR QUÉ COMPLEMENTO PERFECTO? 5.- AHORRO ECONÓMICO Y MÁS SOSTENIBILIDAD Flujo de caja: Proyecto hibridación industria en Líbano - Rendimiento FV específico:1.800 kWh/kWp - Coste del sistema FV: 1.600 €/kWp - Coste combustible: 0,75 €/l - Energía FV producida al año: 909.000 kWh - Eficiencia estimada del generador : 3,5 kWh/l - Financiación FV: 70% deuda (con 7% de interés y 5 años de amortización) Retorno de la inversión de 5 años - Alrededor de 260.000 litros de combustible y 780 Tn de CO2 ahorrados al año Se asume el 100% del consumo FV posible. 27

¿COMO CALCULAR EL AHORRO EN LITROS DEL SISTEMA? Ejemplo: Líbano Rendimiento FV: 1800 Kwh / kwp Pot. Instalada: 505kwp 28

¿POR QUÉ COMPLEMENTO PERFECTO? 5.- MODULAR 505 kWp 505 kWp 29

EJEMPLOS DE APLICACIONES Agricultura y ganadería Industria en lugares remotos Abastecimiento en islas y lugares remotos Hoteles rurales Centro de telecomunicaciones Electrificación rural Fuente: Kaco 30

RESUMEN Sistemas con acumulación El grupo electrógeno - Ineficiencia cuando funciona con bajos factores de carga. Es importante automatizar el arranque del generador cuando la carga de las baterías es baja o cuando la potencia demandada es alta. La energía solar fotovoltaica - Requiere almacenamiento cuando no se utiliza. Importante inversión inicial. Bajo coste de mantenimiento. El inversor de aislada es el encargado de gobernar la red. La combinación de ambas tecnologías ofrecen OPTIMIZACIÓN, DSIPONIBILIDAD, E INDEPENDENCIA ENERGÉTICA en miniredes locales de hasta 300 kW. 31

RESUMEN Sistemas sin acumulación - La comunicación, el establecimiento de los puntos de ajuste, y la monitorización son elementos clave para la combinación de ambas tecnologías en este tipo de sistemas - El generador o generadores diesel se encargan de formar la red - Hasta X MW - Sistema modular - Retorno de la inversión de 4-5 años, dependiendo del tamaño y localización - Mayor independencia energética - Importante reducción en emisiones de CO2 32

DATOS DE CONTACTO Arturo Andrés Responsable Dpt. Técnico / Technical Dept. Manager Krannich Solar S.L.U. Tel.: +34 961 594 731 Email: a.andres@es.krannich-solar.com Web: http://krannich-solar.com 33

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