Comunidades Aisladas Venezuela

Instalación para electrificación de comunidades aisladas en Venezuela, dotanto a la comunidad de los servicios necesarios para el desarrollo de la misma.

 

Equipamiento instalado

Aerogenerador:

Bornay 3000 - Bornay 6000

Torre:

Cuatripata autosoportada P750 12 mts.

Regulador eólico:

ABB Aurora

Paneles solares:

150 Wp 12 Vdc

Estructura:

Fija sobre suelo

Regulador solar:

Inversor de conexión a red Sunny Boy

Batería:

Estacionarias OPzS

Inversor:

SMA Sunny Island

Otros elementos:

Grupo electrógeno

 

El proyecto de electrificación de comunidades aisladas que se describe a continuación, tiene como objetivo dotar de energía y servicios a 88 comunidades, gracias a sistemas híbridos Eólico-Fotovoltaico-Diesel.

 

VARIANTES DE SISTEMAS

Los 88 sistemas híbridos propuestos se agruparán según la cantidad de vivienda de la siguiente forma:

Descripción Cantidad
1 Comunidades hasta 10 viviendas 8
2 Comunidades hasta 20 viviendas 15
3 Comunidades hasta 30 viviendas 15
4 Comunidades hasta 40 viviendas 50
  Total sistemas 88

 

La potencia máxima de consumo considerada por vivienda no excederá de 450 W y un consumo de energía diario de no más de 2 kWh/día (60 kWh/mes).

 

PARÁMETROS TÉCNICOS

Los cálculos tenidos en cuenta en cada caso para el dimensionado de los sistemas han sido:

Potencia máxima por vivienda 450 W
Energía diaria consumida por vivienda 2 kWh/día
Radiación solar incidente en superficie inclinada 5 kWh/m2día
Factor de capacidad eólico 0.2 % de 24 h (4.8 h Pnominal)
Desacople Solar-Consumo 0.4 % de tiempo
Desacople Eólico-Consumo 0.25 % de tiempo
Penetración Eólica 54 % del consumo
Penetración FV 46 % del consumo
Días de autonomía en Baterías 2 días
Profundidad máxima de descarga de baterías  70 %
Tipo de baterías Tubular abierta (OPzS)
Coeficiente de disminución de P vs T del módulo -0.4 %
NOCT del módulo 47 ºC
Temperatura ambiente 32 ºC
Eficiencia inversor inyección a Red FV y Eólico 92 %
Eficiencia de cargador inversor a batería 90 %
Eficiencia Faradaica batería 87 %
Relación Generación/Consumo (ARL) 1.10

 

DESCRIPCIÓN 10 VIVIENDAS:

Esta variante se compone  de 2 Inversores de 5 kW en Split-Phase, lográndose a la salida 120/240Vac - 60Hz, con un banco de baterías de 48 Vdc, 900 Ah, C100. Se utiliza un 1 inversor de inyección a red fotovoltaico de 3300W 240 Vac - 60 Hz, para conectar 3 kWp FV (20 módulos de 150Wp 12 Vdc en serie). El sistema se completa con un aerogenerador de 3 kW a través de un inversor de inyección a red eólico para el aerogenerador y un Grupo Electrogeno Diesel de Emergencia de 10 KVA.

VARIANTE PARA 10 VIVIENDAS
DESCRIPCIÓN CANTIDAD
Inversor de Inyección a Red FV 3300 W 240 Vac - 60 Hz 1
Inversor Bidireccional 5 kVA 120Vac - 60 Hz (SPLIT-PHASE) 2
Grupo Electrógeno de Emergencia 10 kVA 1
Módulo Fotovoltaico 150 Wp 12 Vdc 20
Aerogenerador Bornay 3000 c. red 1
Batería OPzS 900 Ah C100 - 2 voltios 24
Estructura de Aluminio 4 módulos FV 5
Kit cableado 1
Caseta 1

 

DESCRIPCIÓN 20 VIVIENDAS:

Esta variante se compone de 2 Inversores de 5 kW en Split-Phase, lográndose a la salida 120/240Vac - 60Hz, con un banco de baterías de 48 Vdc, 1800 Ah, C100. Se utilizan 2 inversores de inyección a red fotovoltaicos de 3300W 240 Vac - 60 Hz, para conectar 5.4 kWp FV (18 módulos de 150Wp 12 Vdc en serie). El sistema se completa con un aerogenerador de 6 kW a través de un inversor de inyección a red eólico para el aerogenerador y un Grupo Electrógeno Diesel de Emergencia de 15 KVA.

VARIANTE PARA 20 VIVIENDAS
DESCRIPCIÓN CANTIDAD
Inversor de Inyección a Red FV 3300 W 240 Vac - 60 Hz 2
Inversor Bidireccional 5 kVA 120Vac - 60 Hz (SPLIT-PHASE) 2
Grupo Electrógeno de Emergencia 15 kVA 1
Módulo Fotovoltaico 150 Wp 12 Vdc 36
Aerogenerador Bornay 6000 c. red 1
Batería OPzS 900 Ah C100 - 2 voltios 48
Estructura de Aluminio 4 módulos FV 9
Kit cableado 1
Caseta 1

 

DESCRIPCIÓN 30 VIVIENDAS:

Esta variante se compone de 3 Inversores de 5kW para formar Trifásica (127/220V en estrella con neutro) con un banco de batearías de 48 Vdc, 3000 Ah, C100. Se utilizan 3 inversores de inyección a red fotovoltaicos de 3300W 240 Vac - 60 Hz, para conectar 8.4 kWp FV (18 módulos de 150Wp 12 Vdc en serie en dos 2  inversores y 20 módulos de 150 Wp 12 Vdc en serie en un inversor). El sistema se completa con dos aerogeneradores, uno de 3 kW  y otro de 6 kW, ambos a través de un inversor de inyección a Red eólico. Como sistema de apoyo de emergencia el sistema cuenta con un Grupo Electrógeno Diesel de 20 KVA.

VARIANTE PARA 30 VIVIENDAS
DESCRIPCIÓN CANTIDAD
Inversor de Inyección a Red FV 3300 W 240 Vac - 60 Hz 3
Inversor Bidireccional 5 kVA 120Vac - 60 Hz 3
Grupo Electrógeno de Emergencia 20 kVA 1
Módulo Fotovoltaico 150 Wp 12 Vdc 56
Aerogenerador Bornay 3000 c. red 1
Aerogenerador Bornay 6000 c. red 1
Batería OPzS 1500 Ah C100 - 2 voltios 48
Estructura de Aluminio 4 módulos FV 14
Kit cableado 1
Caseta 1

 

DESCRIPCIÓN 40 VIVIENDAS:

Esta variante se compone de 6 Inversores de 5kW para formar Trifásica (127/220V en estrella con neutro) en su configuración de 3 maestros y 3 seguidores (paralelo) configurados a modo de cluster, en donde cada cluster de inversores se le conecta un banco de baterías de de 48 Vdc, 1800 Ah, C100. Se utilizan 4 inversores de inyección a red fotovoltaicos de 3300W 240 Vac - 60 Hz, para conectar 10.8 kWp FV (18 módulos de 150Wp 12 Vdc en serie a cada inversor). El sistema se completa con dos aerogeneradores de 6 kW, ambos a través de un inversor de inyección a Red y un Grupo Electrógeno Diesel de emergencia de 25 KVA.

VARIANTE PARA 40 VIVIENDAS
DESCRIPCIÓN CANTIDAD
Inversor de Inyección a Red FV 3300 W 240 Vac - 60 Hz 4
Inversor Bidireccional 5 kVA 120Vac - 60 Hz (SPLIT-PHASE) 6
Cluster Box 1
Grupo Electrógeno de Emergencia 25 kVA 1
Módulo Fotovoltaico 150 Wp 12 Vdc 72
Aerogenerador Bornay 6000 c. red 2
Batería OPzS 900 Ah C100 - 2 voltios 96
Estructura de Aluminio 4 módulos FV 18
Kit cableado 1
Caseta 1

 

En los 88 sistemas híbridos realizados en este proyecto, las fuentes generadoras están conectadas al BUS de corriente alterna (BUS AC) junto con los consumidores. Para ello se crea una RED de AC con los inversores a baterías.

A esta RED de CA se acoplan las fuentes generadoras a través de los inversores de inyección a RED similar a los sistemas de inyección a RED en las redes públicas.

Bajo estas condiciones la energía que necesita la carga se consume directamente sin pasar al banco de baterías, siempre que esta esté disponible en el BUS de AC, y en el caso de que exista energía sobrante, esta se emplea en la recarga las baterías.

En este caso se disminuyen las pérdidas por caídas de tensiones en los conductores ya que trabaja a un nivel de voltaje mayor (mayor de 300 VDC).

Además de esta ventaja los inversores de inyección a red trabajan en el punto de máxima potencia del arreglo, obteniéndose como resultado una eficiencia general del sistema mucho mayor, pudiéndose llegar a un 30 % superior que en un sistema sin seguimiento del punto máximo.

En los casos en los que la generación de energía sea insuficiente para cubrir toda la demanda de los consumos, en primer lugar, se tomará la energía almacenada en las baterías hasta cubrir el 100% de la demanda, pero si pese a ello no fuera suficiente, el sistema pondrá en marcha automáticamente el generador diesel para cubrir esa potencia necesaria y que no podemos obtener ni de las fuentes de energías renovables ni de la energía almacenada en las baterías.

De igual modo, si los consumos picos de energía son superiores a los que el sistema de energías renovables puede suministrar, el generador diésel de emergencia se pondrá en marcha automáticamente para incrementar la potencia disponible en la red de corriente alterna.

De este modo, el sistema garantiza al 100% el suministro de energía a la comunidad.

El sistema es fácilmente adaptable a futuros crecimientos en la demanda eléctrica.

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