Evaluación de alternativas para el dimensionamiento y mantenimiento de la instalación fotovoltaica en Cens
Esta investigación abordó el tema de diseño de instalaciones solares fotovoltaicas conectadas a la red (GRID TIE) debido a que la generación de energía y por ende la rentabilidad de una instalación solar fotovoltaica es bastante sensible a sus parámetros de diseño, esto sumado a que se tienen pocos...
- Autores:
-
Cáceres Carvajal, Wilmer Andrey
Duarte Moreno, Ángel David
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2021
- Institución:
- Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB
- Repositorio:
- Repositorio UNAB
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- OAI Identifier:
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- Acceso en línea:
- http://hdl.handle.net/20.500.12749/14068
- Palabra clave:
- Energy engineering
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Energy engineering Technological innovations Energy Photovoltaic characterization Panel shading Photovoltaic plant performance Performance ratio Series or parallel configuration Photovoltaic inverter NTC2050 solar PVSol Minitab Hypothesis analysis Solar power plants Power plants Energetic resources Ingeniería en energía Innovaciones tecnológicas Energía Centrales solares Centrales eléctricas Recursos energéticos Caracterización fotovoltaica Sombreado de paneles Desempeño de plantas fotovoltaicas Performance ratio Configuración serie o paralelo Inversor fotovoltaico NTC2050 solar PVSol Minitab Análisis de hipótesis |
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Esta investigación abordó el tema de diseño de instalaciones solares fotovoltaicas conectadas a la red (GRID TIE) debido a que la generación de energía y por ende la rentabilidad de una instalación solar fotovoltaica es bastante sensible a sus parámetros de diseño, esto sumado a que se tienen pocos proyectos experimentales en la región, genera que los proyectos actuales y futuros tengan una menor rentabilidad; como es el caso de la instalación solar FV en CENS. El objetivo principal de la investigación fue realizar un estudio teórico-práctico que determine cómo los parámetros de diseño del campo solar fotovoltaico CENS Sevilla, tales como la correcta selección del inversor, la configuración, orientación y frecuencia de limpiado de los módulos solares, impactan sobre el desempeño de la instalación. La mayor parte del proyecto se hizo de manera experimental aprovechando los distintos equipos de medida y las facilidades de modificar la instalación, se diseñaron los experimentos de tal manera que solo se vean afectados por el factor a evaluar, se ejecutaron, se tomaron datos para luego filtrarlos y escribir sobre los resultados obtenidos. De acuerdo con el análisis realizado se concluye que: es mejor tener mayor cantidad de paneles en serie que en paralelo, tener mayor potencia en DC mejoró el performance ratio, la disposición horizontal o vertical de los paneles no afecto al sistema, el hecho de limpiar los paneles no mejora el desempeño del sistema, específicamente para nuestro caso de estudio debido a que las lluvias ayudan en esta labor, dependiendo de la temporada cuando fueron tomados los experimentos. |
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[1] IRENA, “RENEWABLE POWER GENERATION COSTS IN 2019,” 2019. [Online]. Available: https://www.irena.org//media/Files/IRENA/Agency/Publication/2020/Jun/IRENA_Power_Generation_Cost s_2019.pdf [2] UPME, “Estadísticas Incentivos FNCE,” 2021. https://www1.upme.gov.co/Incentivos/Paginas/reportesfnce.aspx [3] Laborde, M. A., & Williams, R. (2016). Energía Solar. Buenos Aires: Academia Nacional de Ciencias Exactas, Fisicas y Naturales [4] Granda-Gutiérrez, E. E., Orta, O. A., Díaz-Guillén, J. C., Jimenez, M. A., Osorio, M., & González, M. A. (2013). Modelado y simulación de celdas y paneles solares. In Congreso Internacional de Ingeniería Electrónica (Vol. 35, pp. 17-22). [5] Rodrigo, P. M., Velázquez, R., & Fernández, E. F. (2016). DC/AC conversion efficiency of grid-connected photovoltaic inverters in central Mexico. Solar Energy, 139, 650665. [6] Anand, V. P., Ameen, E., & Pesala, B. (2014, January). Experimental investigation of the shading losses on solar module system performance. 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El objetivo principal de la investigación fue realizar un estudio teórico-práctico que determine cómo los parámetros de diseño del campo solar fotovoltaico CENS Sevilla, tales como la correcta selección del inversor, la configuración, orientación y frecuencia de limpiado de los módulos solares, impactan sobre el desempeño de la instalación. La mayor parte del proyecto se hizo de manera experimental aprovechando los distintos equipos de medida y las facilidades de modificar la instalación, se diseñaron los experimentos de tal manera que solo se vean afectados por el factor a evaluar, se ejecutaron, se tomaron datos para luego filtrarlos y escribir sobre los resultados obtenidos. De acuerdo con el análisis realizado se concluye que: es mejor tener mayor cantidad de paneles en serie que en paralelo, tener mayor potencia en DC mejoró el performance ratio, la disposición horizontal o vertical de los paneles no afecto al sistema, el hecho de limpiar los paneles no mejora el desempeño del sistema, específicamente para nuestro caso de estudio debido a que las lluvias ayudan en esta labor, dependiendo de la temporada cuando fueron tomados los experimentos.EVALUACIÓN DE ALTERNATIVAS PARA EL DIMENSIONAMIENTO Y MANTENIMIENTO DE LA INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA EN CENS .............................................................................................. 1 1. INTRODUCCIÓN ......................................................................................................................... 12 2. JUSTIFICACIÓN........................................................................................................................... 12 3. OBJETIVO GENERAL ................................................................................................................... 13 4. OBJETIVOS ESPECÍFICOS ............................................................................................................ 13 5. MARCO TEÓRICO ....................................................................................................................... 13 5.1. Marco teórico sistemas solares FV .................................................................................... 13 5.2. Marco teórico análisis estadístico ..................................................................................... 20 6. MARCO LEGAL ........................................................................................................................... 22 7. ESTADO DEL ARTE ..................................................................................................................... 25 8. METODOLOGÍA .......................................................................................................................... 28 8.1. Diseño de experimentos ................................................................................................... 28 8.2. Método de toma de datos: ............................................................................................... 29 8.3. Filtro de datos ................................................................................................................... 29 8.4. Suavizado de los factores no controlables mediante factores normalizados: ................. 32 8.5. Restricciones ..................................................................................................................... 34 9. DESARROLLO ............................................................................................................................. 35 9.1. CARACTERIZACION ............................................................................................................ 35 9.1.1. Descripción ................................................................................................................ 35 9.1.2. VALIDACIÓN DEL CUMPLIMIENTO DE LAS NORMAS TÉCNICAS RETIE Y NTC 2050 [36] [37] 49 9.1.4. SIMULACION .............................................................................................................. 69 9.1.5. DESEMPEÑO ACTUAL SIMULADO ............................................................................. 72 9.1.6. DATOS HISTÓRICOS DEL DESEMPEÑO DE LA INSTALACIÓN ..................................... 73 9.1.7. PÉRDIDAS POR SOMBREADO .................................................................................... 78 9.1.8. PERDIDAS POR VOLTAJE DE ARRANQUE ................................................................... 81 9.2. DIAS DE REFERENCIA DE LOS EXPERIMENTOS .................................................................. 82 9.2.1. Análisis estadístico .................................................................................................... 85 9.3. ANÁLISIS DEL EFECTO DE LA CONFIGURACIÓN (SERIE-PARALELO) DEL CAMPO SOLAR ... 85 9.3.1. Diseño de experimento ............................................................................................. 85 9.3.2. Resultados ................................................................................................................. 86 9.3.3. Análisis estadístico .................................................................................................... 88 9.4. ANÁLISIS DEL EFECTO DE LA LIMPIEZA DE LOS PANELES .................................................. 89 9.4.1. Diseño de experimento ............................................................................................. 89 9.4.2. Resultados ................................................................................................................. 90 9.4.3. Análisis estadístico .................................................................................................... 90 9.5. ANÁLISIS DEL EFECTO DE LA VARIACIÓN DE LA POTENCIA PICO EN DC ........................... 92 9.5.1. Diseño de experimento ............................................................................................. 92 9.5.2. Resultados ................................................................................................................. 93 9.5.3. Análisis estadístico .................................................................................................... 96 9.6. ANÁLISIS DEL TIPO DE INVERSOR (MICRO INVERTER, STRING INVERTIR, CENTRAR INVERTIR) ...................................................................................................................................... 97 9.6.1. Resultados ............................................................................................................... 100 10. OPORTUNIDADES DE MEJORA ............................................................................................ 101 ..................................................................................................................................................... 102 11. CONCLUSIONES ................................................................................................................... 111PregradoThis research addressed the design issue of solar photovoltaic installations connected to the grid (GRID TIE) because the generation of energy and therefore the profitability of a solar photovoltaic installation is quite sensitive to its design parameters, this added to the fact that they have few experimental projects in the region, it causes current and future projects to have a lower profitability; as is the case of the solar PV installation in CENS. The main objective of the research was to carry out a theoretical-practical study to determine how the design parameters of the CENS Sevilla photovoltaic solar field, such as the correct selection of the inverter, the configuration, orientation and cleaning frequency of the solar modules, impact on the performance of the facility. Most of the project was done experimentally, taking advantage of the different measurement equipment and the facilities to modify the installation, the experiments were designed in such a way that they are only affected by the factor to be evaluated, they were carried out, data was collected for later filter them and write about the results obtained. According to the analysis carried out, it is concluded that: it is better to have more panels in series than in parallel, having higher DC power improved the performance ratio, the horizontal or vertical arrangement of the panels did not affect the system, the fact of cleaning The panels do not improve the performance of the system, specifically for our case study because the rains help in this work, depending on the season when the experiments were taken.application/pdfspahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 ColombiaEvaluación de alternativas para el dimensionamiento y mantenimiento de la instalación fotovoltaica en CensEvaluation of alternatives for the dimensioning and maintenance of the photovoltaic installation in CensIngeniero en EnergíaUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABPregrado Ingeniería en Energíainfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisTrabajo de Gradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/redcol/resource_type/TPEnergy engineeringTechnological innovationsEnergyPhotovoltaic characterizationPanel shadingPhotovoltaic plant performancePerformance ratioSeries or parallel configurationPhotovoltaic inverterNTC2050 solarPVSolMinitabHypothesis analysisSolar power plantsPower plantsEnergetic resourcesIngeniería en energíaInnovaciones tecnológicasEnergíaCentrales solaresCentrales eléctricasRecursos energéticosCaracterización fotovoltaicaSombreado de panelesDesempeño de plantas fotovoltaicasPerformance ratioConfiguración serie o paraleloInversor fotovoltaicoNTC2050 solarPVSolMinitabAnálisis de hipótesis[1] IRENA, “RENEWABLE POWER GENERATION COSTS IN 2019,” 2019. 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