Equipos para la simulación de sistemas FV aislados de la red

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Equipos para la simulación de sistemas FV aislados de la red

Creación de controladores de carga e inversores para la simulación de sistemas fotovoltaicos aislados en PV*SOL

Equipos para la simulación de sistemas FV aislados de la red

En las metodologías de simulación de sistemas fotovoltaicos, existen dos tipos de configuraciones de conexión para topologías en donde se emplean baterías. En primer lugar, se encuentran los sistemas con acople en corriente directa, en donde el cluster de batería va directamente conectado al inversor desde la zona en DC, por lo cual, se puede cargar directamente las baterías desde los módulos fotovoltaicos a través de los circuitos del inversor sin ningún tipo de modificación (fuera del controlador de carga). Este modelo se utiliza para la simulación de sistemas conectados a la red en PV*SOL

Por otro lado, se encuentra el acople en corriente alterna, donde el cluster de baterías va conectado al barraje AC del sistema fotovoltaico haciendo necesario un inversor adicional para la transformación de la forma de onda sinusoidal y determinar el flujo de potencia bidireccional por parte de las baterías, es decir, el proceso de carga de las mismas se hace desde el punto en AC a través del inversor actuando como rectificador.

Visto de otro modo, se requiere un inversor para transformar la señal DC de los módulos fotovoltaicos y otro inversor independiente para transformar la señal DC de las baterías y encontrar el flujo total de energía en el nodo en AC

PV*SOL y PV*SOL premium emplean el acople en corriente alterna para la simulación de sistemas off-grid o aislados a la red, esto debido al tipo de arquitectura del programa de simulación, que requiere esta topología de conexión para calcular el balance neto de energía del sistema, por lo cual, se hace necesario definir ciertos parámetros para la correcta simulación de este tipo de sistemas.

Para ilustrar un poco este procedimiento del ingreso de los datos para la simulación se hará un ejemplo demostrativo ingresando la información técnica de un equipo para una instalación fotovoltaica aislada de la red que cuenta con seguidor MPPT, acople de baterías e inversor integrado.

La hoja de datos del equipo integrado se muestra a continuación:


Para efectos del ejemplo, usaremos el equipo 483MCP de 3kW de potencia nominal.

En la interfaz de PV*SOL se debe ingresar a las bases de datos de componentes haciendo clic en la barra superior en “Bases de datos” y luego “Inversores”, una vez se encuentre en la base de datos, se hace clic en el botón “Nuevo”, disponible en la barra de selección “Acciones”:

De esta forma se accede al formulario para creación de un nuevo componente de tipo Inversor. La información consignada aquí debe considerar datos técnicos del equipo para los apartados “PV” y del seguidor:

NOTA: El número en negrita y paréntesis corresponde a la referencia de dato en la figura 3.

  • Elegir la empresa fabricante, si esta no se encuentra en el listado puede ser creada de la misma manera que un equipo, desde la barra superior “Bases de datos” -> “Empresas”.
  • Los valores de la sección “Datos eléctricos - CC” deben corresponder a los datos técnicos de la hoja de datos del controlador de carga MPPT para su entrada en corriente directa desde los módulos fotovoltaicos.
    • La “Potencia nominal DC en kW” = 2. Corresponde a la máxima potencia de entrada desde los módulos (6)
    • La “Corriente máxima de entrada en A” = 40 (5)
    • La “Tensión nominal DC en V” = 150 (7)
    • La “Tensión máxima de entrada en V” = 150 X 1.25 = 180
  • Los valores de la sección “Datos eléctricos - CA” deben corresponder a los datos técnicos de la hoja de datos del inversor para su salida en corriente alterna. (Importante tener en cuenta que solo corresponde a los datos de entrada desde los módulos fotovoltaicos)
    • La “Potencia nom. CA en kW” = 2 (6)
    • La “Potencia máxima CA en kW” = 2 X 1.2 = 2.4 (6) (solo se indica que sea menor a ese valor)
    • Tensión nominal AC en V = 120V (3) (puede variar de 110-250, entonces se define como la del sistema que vamos a emplear)
    • Número de fases: 1.
  • Los valores de “Sección MPP” deben corresponder a los datos técnicos de la hoja de datos del controlador de carga MPPT para su entrada en corriente directa desde los módulos fotovoltaicos.
    • “Corriente max. de entrada, por seguidor MPP en A” = 40 (5)
    • “Potencia de entrada max. por seguidor MPP en kW” = 2 (6)
    • “Tensión MPP min. en V” = 36 (7)
    • “Tensión MPP max. en V” = 150 (7)

Posteriormente debe crearse otro equipo llamado “Inversor de baterías” desde la interfaz de “Bases de datos” cambiando la selección en “Tipo producto” y haciendo clic en el botón “Nuevo”. La información consignada aquí debe considerar datos técnicos del equipo, pero en este caso en su funcionamiento con las baterías

  • Los valores de la sección “Datos eléctricos - CA” deben corresponder a los datos técnicos de la hoja de datos del inversor para su salida en corriente alterna.
    • Tensión nominal en V: 120 (3)
    • Corriente CA max. en A: 15 (8)
    • Potencia nominal CA en W = 3000 (1)
    • Potencia nominal para 30 min en W = 9000 (2) (Potencia máxima dado que es el tiempo mínimo)
  • Los valores de la sección “Datos de la batería DC” deben corresponder a los datos técnicos de la hoja de datos del controlador de carga MPPT para su entrada en corriente directa del banco de baterías.
    • Tensión nominal de la batería en V = 48 (4)
    • Tensión de la batería min. en V = 40 (10)
    • Tensión de la batería max. en V = 62 (10)
    • Corriente de carga de batería max. en A = 55 (9)

Con estos dos tipos de equipos ingresados a la base de datos, puede simularse satisfactoriamente un sistema fotovoltaico aislado de la red con PV*SOL y PV*SOL premium.