Foros de SóloIngeniería

- 26 May 2015, 16:35 #351285

Muy buenas a todos.

Estamos realizando en la empresa instalaciones fotovoltaicas aisladas para alimentar motores, sin uso de baterías, directamente con placas.

El circuito es el siguiente, desde las placas fotovoltaicas conectamos directamente a dos variadores de frecuencia en el BUS DC con una tensión aproximada de 580V en carga y de 650V en circuito abierto, después los variadores transforma en corriente alterna para alimentar directamente a los motores de inducción a 400V. Este seria el esquema. Un único campo fotovoltaico para alimentar dos variadores de frecuencia que a su vez estos alimentan a un motor, cada variador al suyo. la potencia total en placas es de 47,5kWp, y la intensidad a plena carga máxima que cede la fotovoltaica es de 80A.

Bueno entre 4 ingenieros tenemos ideas dispares, un ingeniero dice que conectados los dos motores a régimen nominal la intensidad que pasara por ambos circuitos sera de 40A que es lo que demanda cada motor, hasta aquí estamos de acuerdo. Pero ahora me dicen que si desconecto una de las bombas toda la intensidad se iría a la entrada del otro variador llegando a tener en la entrada 80A aunque el motor solo necesite 40A para absorber la potencia necesaria para su trabajo. Aquí es donde yo me bajo, yo estoy seguro de que la intensidad que obtendríamos al trabajan con un solo motor sera la que este demande independientemente de que las placas puedan ceder mas y que a la entrada del variador no llegarían mas de 40A que es la demanda del motor.

La duda yo creo es porque las placas no se comportan como la red eléctrica que es una fuente de tensión sino que se comportan como fuente de intensidad donde la tensión es variable y según la gráfica del fabricante la intensidad es constante para un rango de valores de tensión.

Yo y otro ingeniero estamos en la misma idea, uno duda y el restante cree que la intensidad en la entrada del variador es la máxima de los paneles.

Vosotros que opináis. Perdón si es excesivamente largo.

Última edición por AlanHV el 26 May 2015, 16:49, editado 2 veces en total

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- 31 May 2015, 12:13 #351375

Estamos realizando en la empresa instalaciones fotovoltaicas aisladas para alimentar motores, sin uso de baterías, directamente con placas.

Pero ya instalasteis alguno?

El circuito es el siguiente, desde las placas fotovoltaicas conectamos directamente a dos variadores de frecuencia en el BUS DC con una tensión aproximada de 580V en carga y de 650V en circuito abierto, después los variadores transforma en corriente alterna para alimentar directamente a los motores de inducción a 400V. Este seria el esquema. Un único campo fotovoltaico para alimentar dos variadores de frecuencia que a su vez estos alimentan a un motor, cada variador al suyo. la potencia total en placas es de 47,5kWp, y la intensidad a plena carga máxima que cede la fotovoltaica es de 80A.

Bueno entre 4 ingenieros tenemos ideas dispares, un ingeniero dice que conectados los dos motores a régimen nominal la intensidad que pasara por ambos circuitos sera de 40A que es lo que demanda cada motor, hasta aquí estamos de acuerdo. Pero ahora me dicen que si desconecto una de las bombas toda la intensidad se iría a la entrada del otro variador llegando a tener en la entrada 80A aunque el motor solo necesite 40A para absorber la potencia necesaria para su trabajo. Aquí es donde yo me bajo, yo estoy seguro de que la intensidad que obtendríamos al trabajan con un solo motor sera la que este demande independientemente de que las placas puedan ceder mas y que a la entrada del variador no llegarían mas de 40A que es la demanda del motor.

No te puedo ayudar porque desconozco el sistema con variador, pero si los paneles te están generando más energía que la que demandan los motores el variador tendrá quizás un regulador para proteger la carga.

La duda yo creo es porque las placas no se comportan como la red eléctrica que es una fuente de tensión sino que se comportan como fuente de intensidad donde la tensión es variable y según la gráfica del fabricante la intensidad es constante para un rango de valores de tensión.

Yo y otro ingeniero estamos en la misma idea, uno duda y el restante cree que la intensidad en la entrada del variador es la máxima de los paneles.

Quizás se comporte como un inversor de red y seguirá el punto de máxima potencia de los paneles, donde la tensión será más o menos constante y variará la intensidad de los paneles en función de la irradiancia.

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- 01 Jun 2015, 07:35 #351380

La duda mayor esta en que intensidad atraviesa el circuito.

Planteo algo mas sencillo de explicar, digamos que tenemos 16 paneles fotovoltaicos conectados, 8 en serie y las dos series en paralelo a una bombilla de 230V DC y una potencia de 80W, los paneles proporcionan 240V en régimen nominal y cada serie nos puede dar unos 8A cada una en total como máximo podemos obtener 16A, la potencia fotovoltaica es 3840W, ¿Que decís la bombilla se quemara o funcionara?

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- 01 Jun 2015, 18:55 #351396

Planteo algo mas sencillo de explicar, digamos que tenemos 16 paneles fotovoltaicos conectados, 8 en serie y las dos series en paralelo a una bombilla de 230V DC y una potencia de 80W, los paneles proporcionan 240V en régimen nominal y cada serie nos puede dar unos 8A cada una en total como máximo podemos obtener 16A, la potencia fotovoltaica es 3840W, ¿Que decís la bombilla se quemara o funcionara?

Aún en el supuesto de que lo dimensionaras de forma que en las peores condiciones la tensión de toda la serie no supere la tensión de la bombilla, ésta tendrá que recibir toda la potencia de la generación ya que no tienes ninguna carga a la que disipar esa energía y ningún regulador para proteger la carga, por tanto, mi opinión es que se quemará.

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- 01 Jun 2015, 22:14 #351399

Planteo algo mas sencillo de explicar, digamos que tenemos 16 paneles fotovoltaicos conectados, 8 en serie y las dos series en paralelo a una bombilla de 230V DC y una potencia de 80W, los paneles proporcionan 240V en régimen nominal y cada serie nos puede dar unos 8A cada una en total como máximo podemos obtener 16A, la potencia fotovoltaica es 3840W, ¿Que decís la bombilla se quemara o funcionara?

Aún en el supuesto de que lo dimensionaras de forma que en las peores condiciones la tensión de toda la serie no supere la tensión de la bombilla, ésta tendrá que recibir toda la potencia de la generación ya que no tienes ninguna carga a la que disipar esa energía y ningún regulador para proteger la carga, por tanto, mi opinión es que se quemará.

Pero independientemente de la resistencia que yo coloque entre los terminales de la placa pasara toda esa corriente electrica.

Quizás me equivoque pero yo lo entiendo así, tengo una bombilla que representa una resistencia de 100 ohmios en los terminales positivo y negativo de las placas, con una tensión digamos fija a 230V. La intensidad que atravesaría esa resistencia seria la total de las placas 16A o seria I=V/R que seria 230/100= 2,3A

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- 01 Jun 2015, 22:49 #351400

Planteo algo mas sencillo de explicar, digamos que tenemos 16 paneles fotovoltaicos conectados, 8 en serie y las dos series en paralelo a una bombilla de 230V DC y una potencia de 80W, los paneles proporcionan 240V en régimen nominal y cada serie nos puede dar unos 8A cada una en total como máximo podemos obtener 16A, la potencia fotovoltaica es 3840W, ¿Que decís la bombilla se quemara o funcionara?

Aún en el supuesto de que lo dimensionaras de forma que en las peores condiciones la tensión de toda la serie no supere la tensión de la bombilla, ésta tendrá que recibir toda la potencia de la generación ya que no tienes ninguna carga a la que disipar esa energía y ningún regulador para proteger la carga, por tanto, mi opinión es que se quemará.

Pero independientemente de la resistencia que yo coloque entre los terminales de la placa pasara toda esa corriente electrica.

Quizás me equivoque pero yo lo entiendo así, tengo una bombilla que representa una resistencia de 100 ohmios en los terminales positivo y negativo de las placas, con una tensión digamos fija a 230V. La intensidad que atravesaría esa resistencia seria la total de las placas 16A o seria I=V/R que seria 230/100= 2,3A

Rectifico, creo que tienes razón, la carga (por potencia en W) te va a determinar el punto de funcionamiento de los paneles, si nos vamos a la curva i-v, para una carga infinita la tensión será la de circuito abierto y si es una carga "nula" será la Isc, en tu caso tendrás que poner la configuración serie-paralelo de los paneles de forma que trabajen a la tensión de la carga en el punto de la curva I-V correspondiente a la potencia de la carga.

Si puedes aporta datos de los paneles y la configuración que tienes pensado.

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- 02 Jun 2015, 07:44 #351401

No tenemos pensado montar nada así Wenner por ahora, es simplemente una discursion que tenemos en la oficina, la quería compartir aquí para tener mas opiniones ya que estos temas siempre me gustaron mucho. Muchas gracias por aportar tus opiniones que siempre son de ayuda.

Los paneles FV como no se comportan como la red electrica siempre generan mas dudas. Entonces al realizar quizás alguna instalación o diseño de una instalación de este tipo muchas veces se sobredimensionan las protecciones eléctricas. Mientras se sobre dimensionen no hay problemas eso si el circuito esta protegido.

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- 07 Jun 2015, 18:08 #351479

Yo creo que el motro se quema, o bueno quizás los inversores, si es que estos no soportan toda esa potencia.

Creo que hay que tener en cuenta que la red eléctria está formada por generadores (principalmente síncronos). Estos generadores tienen elementos de regulación que aumentan la corriente de excitación o el caudal de la turbina en función de que varíe la demanda de Q o P. Una instalación fotovoltaica que no tenga un sistema que regule esto, tiene que ser perjudicial, porque en definitiva las leyes de kirchoff no se pueden incumplir.

De todos modos, no estoy seguro de lo que digo, si algún día dáis con la clave, cantárnoslo. Personalmente me quedo con ganas de saberlo.

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- 08 Jun 2015, 00:01 #351482

Yo creo que el motro se quema, o bueno quizás los inversores, si es que estos no soportan toda esa potencia.

Creo que hay que tener en cuenta que la red eléctria está formada por generadores (principalmente síncronos). Estos generadores tienen elementos de regulación que aumentan la corriente de excitación o el caudal de la turbina en función de que varíe la demanda de Q o P. Una instalación fotovoltaica que no tenga un sistema que regule esto, tiene que ser perjudicial, porque en definitiva las leyes de kirchoff no se pueden incumplir.

De todos modos, no estoy seguro de lo que digo, si algún día dáis con la clave, cantárnoslo. Personalmente me quedo con ganas de saberlo.

Este es un tema interesante ya que las placas no se comportan como una fuente de tensión como seria la red electrica, sino como una fuente de intensidad donde la intensidad que ceden las placas es constante para distintos valores de tensión.

Ya tengo una idea de como funciona todo, ya había realizado pruebas y había tomado medidas pero quería saber plantearlo con una base solida sobre un folio. Encontré un simulador de circuitos eléctricos y electrónicos donde ya vienen placas fotovoltaicas como fuente de energía se llama PSIM por si queréis verlo.

Según tengo visto y pude leer tambien sobre el tema, si conectas un motor eléctrico a una instalación fotovoltaica aunque esta sea de por ejemplo 50 kWp y el motor consuma 20 kW, tendríamos que efectivamente como decías regular la energía que llega de las placas, podemos hacerlo controlando la tensión por ejemplo.
En este caso se hizo mediante un variador de frecuencia que es el encargado de regular la potencia hacia el motor.

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- 08 Jun 2015, 19:33 #351495

Con el tema del motor conectado al variador, creo que el variador controlará la potencia que generen los módulos según su curva para adaptarse al motor.

El otro caso, el panel al que se conecta directamente a un receptor. Creo que en general no funcionará, ya que (contrario a lo que decía antes) la potencia que se genere irá en función de la carga (en ohmios y no en vatios) que se conecte. Por ejemplo, una lámpara de 24 Vcc y 60 W, con una impedancia de 9,6 ohmios, con los datos del módulo que muestro (259 W) e irradiancia de 1000 W/m2, el punto de funcionamiento del panel dará una tensión superior a la de la carga, también es cierto que este panel no será el más adecuado para esta carga.

Encontré un simulador de circuitos eléctricos y electrónicos donde ya vienen placas fotovoltaicas como fuente de energía se llama PSIM por si queréis verlo.

Prueba a simularlo con el programa a ver si se muestran los mismo resultados, lo que se muestran pueden tener errores.

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- 09 Jun 2015, 22:36 #351514

Los datos que me salen a mi son distintos la potencia es mas elevada, el problema es la resistencia que es de valor alto y el panel debe subir mucho la tensión y al final baja la intensidad, si le bajo la resistencia si que obtenemos valores de intensidad mas elevados, el máximo prácticamente de intensidad.

Con que programa sacaste esos valores Wenner? Como ves en la imagen arriba hice el circuito con el panel y abajo lo simule pieza a pieza con fuentes de intensidad y coloque una fuente de tensión para marcar la tensión a la carga, sino la tensión se dispara al ser todo teórico el valor de la tensión para obtener esa intensidad ronda los 80V.

Si multiplicas la tensión por la intensidad la potencia que me marca es de 169W.

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- 09 Jun 2015, 23:28 #351516

Lo hice con un excel "casero", de ahí que me cálculos/resultados no son fiables.

Adjunto los datos del panel, mañana le veo.

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- 10 Jun 2015, 19:17 #351544

Me sigue saliendo el mismo valor Wenner, como hiciste los cálculos para obtener ese valor de potencia?

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- 10 Jun 2015, 21:15 #351549

Me sigue saliendo el mismo valor Wenner, como hiciste los cálculos para obtener ese valor de potencia?

La curva del panel, me sale similar.

Me cambian los valores de la resistencia:
Resistencia serie [ Rs ] 0,463 ohm
Resistencia paralelo [ Rsh ] 2998,9 ohm

en la imagen arriba hice el circuito con el panel y abajo lo simule pieza a pieza con fuentes de intensidad y coloque una fuente de tensión para marcar la tensión a la carga, sino la tensión se dispara al ser todo teórico el valor de la tensión para obtener esa intensidad ronda los 80V.

Si multiplicas la tensión por la intensidad la potencia que me marca es de 169W.

Pero si pones una fuente de tensión en la carga, creo que el panel no se moverá de ese valor de tensión y cambiará la intensidad que genera en función de la irradiancia.

coloque una fuente de tensión para marcar la tensión a la carga, sino la tensión se dispara al ser todo teórico el valor de la tensión para obtener esa intensidad ronda los 80V.

Si multiplicas la tensión por la intensidad la potencia que me marca es de 169W

Es decir, si no colocas la fuente de tensión, te salen estos datos:
R = U^2/P = 37,9 ohm, no cuadran estos valores con el de la lámpara de 9,6 ohmios

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- 10 Jun 2015, 22:08 #351550

Con los valores de resistencia que me marcas de la placa la curva no me cuadra, sobretodo no crees que la resistencia serie la Rs es muy elevada, a mi el programa metiendo los datos de potencia tensión numero de células y corriente me marca una Rs de 0.0055. No estoy del todo seguro pero con esa Rs tan elevada la potencia del panel no cae mucho? Al aumentar mucho la Rs la curva se desplaza demasiado a la izquierda

Si tienes razón con la fuente de tensión en el circuito de abajo me marca una tensión fija y la intensidad baja, son totalmente independientes uno del otro, el de abajo era para simularlo con una fuente de intensidad a ver que valores obtenía.

Estoy estos días añadiendo al circuito un variador de frecuencia, lo que pasa que aun no me acaba de funcionar del todo bien cuando lo añado, no parece ser problemas del los componentes del variador sino quizás de los valores que introduzco de frecuencia de disparo y tensión a los IGBT. Si logro sacarlo lo subiré

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