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BOMBEO SOLAR Marzo 2014

BOMBEO SOLAR Marzo 2014. 1. 2. 4. 5. 6. 7. 8. 3. SD700SP Informe del pedido. Modo de Operación. Introducción Hidráulica. SD700SP Ejemplo. Introducción FV. Introducción SD700 SP. Bombas sumergibles. SD700SP LCoW. 01 Introducción / ¿ Qué es el bombeo solar?.

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BOMBEO SOLAR Marzo 2014

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Presentation Transcript

  1. BOMBEO SOLAR Marzo2014

  2. 1 2 4 5 6 7 8 3 SD700SP Informe del pedido Modo de Operación Introducción Hidráulica SD700SP Ejemplo Introducción FV Introducción SD700 SP Bombas sumergibles SD700SP LCoW

  3. 01 Introducción / ¿Qué es el bombeo solar? ¿ QUÉ ES EL BOMBEO SOLAR? El bombeo solar es la propulsión de bombas con la energía generada por el parque solar fotovoltaico

  4. 01 Introducción/ Topología SD700SP TOPOLOGÍA SD700SP

  5. 01 Introducción / Topología SD700SP TOPOLOGÍA SD700 SP Seccionador AC Seccionador DC Fusibles DC Conexiones Variador SD700SP Fusibles AC

  6. 02 Modos de Operación MODOS DE OPERACIÓN • ASISTIDO: SD700SP está conectado al parque FV y a la red simultáneamente. El aporte fotovoltaico se aprovecha integralmente. • AISLADO: SD700SP está conectado sólo al parque fotovoltaico y genera la potencia necesaria para propulsar el motor de la bomba. El arranque del motor dependerá de la potencia mínima de operación del sistema. • SÓLO RED: SD700SP opera sólo con conexión a la red durante el bombeo nocturno y durante labores de mantenimiento del parque FV. • En ninguno de los casos el parque FV interactúa con la red eléctrica debida al puente de diodos unidireccional existente.

  7. 02Modos de Operación / Asistido MODO OPERACIÓN: ASISTIDO

  8. 02 Modos de Operación/ Aislado y conectada a red MODO OPERACIÓN: AISLADO Mínima potencia de operación de la instalación (30Hz-50Hz) Máxima potencia instalación (50Hz)

  9. 03 Introducción Fotovoltaica PANEL FOTOVOLTAICO

  10. 03 Introducción Fotovoltaica PANEL FOTOVOLTAICO

  11. 03 Introducción Fotovoltaica DISEÑO MANUAL - CAMPO FOTOVOLTAICO Paneles en Serie - Definir Máxima Tensión Circuito Abierto VCA y VMPPT • Máxima Tensión Circuito Abierto Vca : < 900Vcc • Máxima Tensión MPPt: < √2 · 400V = 565Vcc V CA= #Serie x Vca (25ºC) x [1+ At (TminºC - 25ºC ) x CoefVca (Tº))] V CA = 17x 45VCA +[1+ ((- 33ºC) x ( - 0.0033/ºC))] = 898 Vcc< 900Vcc V MPPT= #Serie x VMPPT (25ºC) x [1+ At (TminºC - 25ºC ) x Coef VMPPT (Tº))] V MPPt = 17x 35.5VCA +[1+ ((- 33ºC) x ( - 0.0045/ºC))] = 733 Vcc> 565Vcc ¡Alerta! [1] Paneles en paralelo - Definir Máxima Corriente cortocircuito Icc: • Máxima Corriente CC: < 200A (Talla 3 SD700SP-CU) ICC= #String x ICC (25ºC) x [1+ At (TmaxºC - 25ºC ) x Coef ICC (Tº))] ICC= 22 x 8.35A x [1+ (20ºC) x ( 0.0006/ºC))] = 185A < 200A Potencia Pico del Parque- PMPPT: Tmin (location) = -8ºC PAC (SD7SP0115 5) = 75kW • Máxima Potencia Pico (kWp): 1.5 Tmax (location) = 42ºC PMPPT= #String x #Serie x PMPPT = 17 x 22 x 280 = 104kWp [1] Vmppt elevada puede causar daños en el motor consulte Power Electronics sobre limitaciones de instalación. AC:DC = 104kWp/75kW = 1.38

  12. 04 Introducción Hidráulica VSD CONTROL La variación de velocidad en grupos de bombeo proporciona beneficios únicos de control y regulación. El variador de velocidad modifica la curva característica de la bomba adaptándola a los requerimientos del sistema. Las bombas centrifugas, se rigen por las leyes de afinidad. De forma teórica, la reducción de la potencia hidráulica está relacionada con el cubo de la velocidad, por ejemplo una reducción del 20% en la velocidad generaría un ahorro de superior al 47%.

  13. 1 X n 1 X n 90% 60% 70% 80% 100% 0.9 X n 0.9 X n Altura estática 20 metros 0.8 X n 0.8 X n 0.7 X n 0.7 X n 0.6 X n 0.6 X n 0.5 X n 0.5 X n 0.4 X n 0.4 X n • 04 Introducción Hidráulica CONTROL VÁLVULA VS VARIADOR DE VELOCIAD - DESCRIPCCIÓN 80 80 Head in m H2O Altura en m H2O 70 70 CAUDAL 50% 60 60 50 50 40 40 30 30 20 20 10 10 H-Q curves 100% 50% 50% 100% 0 20 30 10 Q Caudal m3/min 0 20 30 10 Curvas H-Q Curvas sistema

  14. 1 X n 80 N = 1480 RPM 0.9 X n 30% 50% 60% 70% 80% 70 85% 0.8 X n 87% 60 88% 0.7 X n 87% 85% 50 80% 0.6 X n 40 0.5 X n 30 0.4 X n 20 Curvas Rendimiento Curvas H – Q 10 Curvas de Sistema Q caudal m3/min 0 20 30 40 10 • 04 Introducción Hidráulica VARIACIÓN DEL RENDIMIENTO Y POTENCIA DE LA BOMBA CON LA VARIACIÓN DE VELOCIDAD

  15. 04 Introducción Hidráulica MÍNIMA FRECUENCIA DE ARRANQUE Y MÍNIMA TENSIÓN MPP CURVA -B CURVA -A Altura (bar) Altura (bar) 50 Hz 50 Hz 40 Hz 40 Hz Altura Min. 30 Hz 30 Hz 20 Hz Altura Min. Q (m3) Q (m3) • Curvas con gran pendiente ofrecen buena regulación y una menor frecuencia de arranque • Curvas planas ofrecen peor regulación y mayores frecuencias de arranque • Mejor regulación genera mayor ahorro • El ahorro energético está limitado por el rango de regulación

  16. 05 BombasSumergibles TOPOLOGÍA BOMBA SUMERGIBLE Toma de agua Eje bomba Camisa de refrigeración Impulsión de agua Motor Camisa motor Rodetes Cojinete axial

  17. 05 BombasSumergibles CONSIDERACIONES BOMBAS SUMERGIBLES • TIPO Y LONGITUD DE CABLE A MOTOR • REFRIGERACIÓN BOMBA • REFRIGERACIÓN COJINETE AXIAL • CONFIGURACIÓN VARIADOR

  18. 05 BombasSumergibles SD700 – TIPO DE CABLE RECOMENDADO Deseado - Hasta 300m Compatible – Hasta150m

  19. 05 BombasSumergibles FORMA DE ONDA FLANCO TENSIÓN NO TODOS SON IGUALES Competidores SD700 ESTÁNDAR

  20. 05 BombasSumergibles MÁXIMA TENSIÓN DE PICO ADMISIBLE CURVAS EN TERMINALES MOTOR AC

  21. 05 BombasSumergibles REFRIGERACIÓN DE BOMBA • Mantener una velocidad de agua mínima alrededor de la camisa de la bomba • Vc = 0.08…0.5 m/s ( consulte fabricante) • La capacidad de refrigeración depende: • Temperatura y propiedades del agua • Geometría de la bomba y camisa • Carga del motor • Wellgeometry Entrada de agua T (ºC) Velocidad refrigeración- V (m/s) Q (m3/s) AUMENTA CAP. REFRIGERACIÓN REDUCE CALOR GENERADO Baja temperatura de agua (ºC) Mayor flujo de agua (Q) Mayor diámetro de motor (mm) Menor carga de la bomba (AP) Reducción velocidad bomba (Hz) Menor factor entre el diámetro del pozo respecto el diámetro de la bomba Forma del pozo y acuífero Mayor coeficiente convección (W/mm2) Dp Dw

  22. 05 Bombassumergibles REFRIGERACIÓN COJINETE AXIAL • Las bombas equipadas con cojinete axial necesitan un caudal mínimo (15-30% de Qn) para crear una fina capa de lubricación • La capa de lubricación asegura la refrigeración del rodamiento y reduce la fricción entre las partes fijas. Capa de lubricación

  23. 05 Bombassumergibles VSD OPERACIÓN Y AJUSTE • Cuanto tarda en vaciarse la tubería? • Arranque suave tras el vaciado de la tubería. • Paro suave para eliminar el golpe de ariete. SI Existen orificios de alivio de agua? SI Arranque y paro con tubería llena (Arranque en carga)- CASO1 NO 1 Existe válvula anti-retorno en la bomba? Arranque en vacío hasta la válvula y rápido transitorio posterior - CASO 3 3 SI Existe una válvula anti-retorno en la base del pozo? NO 2 NO Arranque y paro suave– CASO 2

  24. 05 Bombassumergibles ARRANQUE Y PARO CON TUBERÍA LLENA 1 Altura (bar) Min Altura 50Hz 40Hz 30Hz 20Hz Min Altura - AP 10Hz Q min (refrigeración cojinete axial) Q (m3) Instalación Bomba • Rampa lenta • Rango control de caudal • Reducción de impulsión de arena. Rampa lenta Control golpe de ariete 50 40 Velocidad bomba (Hz) 30 20 Rampa rápida Parada de bomba Rampa rápida – Mínimo caudal 10 Tiempo (s) 0 2s 4s- 7200s 30s 1s

  25. 05 Bombassumergibles ARRANQUE Y PARO EN VACIO 2 Altura (bar) Min Altura 50Hz 40Hz 30Hz 20Hz Min Altura - AP 10Hz Q min (Refrigeración cojinete axial) Q (m3) Instalación Bomba • Rampa lenta • Rango control de caudal • Reducción de impulsión de arena. Rampa lenta Control golpe de ariete 50 40 Velocidad bomba (Hz) 30 20 10 Rampa rápida – Mínimo caudal Tiempo(s) 4s- 7200s 4s- 7200s 0 1sec 1s

  26. 05 Bombassumergibles ARRANQUE Y PARO EN VACIO CON TRANSITORIO 3 Altura (bar) Altura Instalación Min Altura 50Hz 40Hz 30Hz 20Hz Min Altura- AP 10Hz Q min (Refrigeración cojinete axial) Q (m3) Instalación Bomba • Rampa lenta • Rango control de caudal • Reducción de impulsión de arena. 50 Rampa lenta Control golpe de ariete 40 Rápida rampa de transitorio – Apertura de válvula anti-retorno Velocidad bomba (Hz) 30 20 10 Rampa rápida – Mínimo caudal Time (s) 4s- 7200s 0 4s- 7200s 4s- 7200s 1sec 1s 1s

  27. 06 SD700SP LCoW / Sólo Red SD700SP Sólo Red • Sistema hidráulico: • Potencia de la bomba: 15kW - 200kW (T3, T4, T5) > Consultar • Voltaje/line de la bomba: Desde 230Vac hasta 400Vac. • Frecuencia Mín (Hz): Sin restricción • Potencia Mín(kW): Sin restricción • Dimensionamiento de la Planta Fotovoltaica: • Max DC Tensión: 900Vdc • MPP tracking: No, Tensión DC fija • MPPt rango: Vmppt = sqrt(2) · Vac + 5V • Vmppt_230Vac= 1.41 · 230 +5V = 329V • Vmppt_400Vac= 1.41 · 400 +5V= 569V • Potencia arranque: Sin restricción • Maxima corriente Icc Función de la talla • Resultado: • Ahorro de Energía: kWh/ por año • Gas/ Electricidad coste: €

  28. 06 SD700SP LCoW / Asistido SD700SP Asistido • Sistema Hidráulico: • Potencia de la bomba: Desde 15kW - 200kW (T3, T4, T5) • Tensión bomba/línea: Desde 230Vac hasta 440Vac. • Frecuencia Mín(Hz): Requerida. Modelo sistema hidráulico • Potencia Mín (kW): Requerida. Modelo sistema hidráulico • Dimensionamiento sistema solar: • Tensión Máx DC: 900Vdc • Seguimiento MPP : Si • Potencia arranque: Min Potencia(kW) • Resultados: • Potencia (kW): kW Valores horarios (Herramienta PV sys) • Consumo especifico: Múltiples valores – Depende de curva de arranque.

  29. 1 X n 80 N = 1480 RPM 0.9 X n 30% 50% 60% 70% 80% 70 85% 0.8 X n 87% 60 88% 0.7 X n 87% 85% 50 80% 0.6 X n 40 0.5 X n 30 0.4 X n 20 Curvas de Eficiencia Curva H – Q 10 Curva Sistema Q Caudal m3/min 0 20 30 40 10 06 SD700SP LCoW / Dimensionado PV SD700SP Asistido/ Hydraulic Sizing- Bombeo contra pozo Power PCA – Caudal de trabajo Frecuencia Mín. (42.5Hz) Potencia Mín.(25kW) Caudal nominal, altura y potencia de la Bomba y Selección del SD700SP • Determina la altura (m) del sistema • Determine el caudal del sistema deseado (m3/min) • Seleccione la bomba considerando la altura y caudal • Seleccione el SD700SP acorde al rango de potencia de la bomba. • Genere un nuevo proyecto en Power PCA • Seleccione el modo: Alta Precisión • Introducir los puntos en la curva (P vs Q) • Introduzca curvas características de eficiencia ( Eff vs Q) • Seleccione: caudal variable y la altura constante • Determine Q mínimo • Introduce diferentes valores de Q (incluido Q min) • Guarde los valores en XLS Supuestos: • Pérdidas en tuberías y en válvulas no consideradas.. • Comportamiento de la bomba de acuerdo a las leyes de afinidad • Altura constante, se considera que no hay variación de nivel • Más exactitud requiere software adicional Caudal Mín: (5 m3/min) Depende de la refrigeración de la bomba.

  30. 06 SD700SP LCoW / Dimensionado PV SD700SP Asistido/ Dimensionado PV PV Sys – Caudal de Trabajo • Seleccione Diseño de Proyecto – Conexión de red • Abra un modelo de inversor actual • Introduzca Vmin en Mínima tensión MPP, dependiendo de las limitaciones hidráulicas ( ver la siguiente diapositiva) • Introduzca Pmin en umbral de potencia. (debe aparecer mensaje de error) • No hay límite del nº de entradas DC o DC/AC ratio. • Seleccione Eficiencia= f(P out) y observe que la s curvas de eficiencia están listas • Seleccione la distribución cadena adecuada para maximizar la producción foto0voltaica.

  31. 06 SD700SP LCoW / PV sizing SD700SP Asistido / PV rendimieto Sensor de radiación Tensiónmínima Mínimapotencia

  32. 06 SD700SP Informe de pedido SD700SP Informe de pedido

  33. 06 SD700SP Ejemplo SD700SP Caso de estudio T4 • Bomba: 1x 110kW • SD700SP: 1x SD7SP Talla 3 • Accesorios: • Seccionador AC • Seccionador DC • fusibles DC dimensión planta PV

  34. 06 SD700SP Ejemplo SD700SP Caso de estudio • Bomba: 3x 55kW • SD700SP: 1x SD7SP Talla 3 • Accesorios: • Seccionador AC • Seccionador DC • fusibles DC dimensión planta PV

  35. POWER ELECTRONICS Gracias porsuatención Para másinformaciónvisitenuestrapágina: www.power-electronics.com

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