Sistema híbrido solar fotovoltaico y diésel

- Aug 23, 2020-

Fuente: knepublishing.com


Diesel PV Hybrid


1. Introducción

El sistema híbrido fotovoltaico-diesel es la integración del sistema fotovoltaico con generador diesel para alimentar la carga. El propósito de esta tecnología es brindar energía eléctrica durante 24 horas a los clientes pero reduciendo las horas de operación del generador diesel de manera óptima. Los sistemas constan de paneles fotovoltaicos, generador diésel, baterías e inversor. La operación básica se controla conociendo el estado de la carga y la batería.


La aplicación de esta tecnología necesita algunos prerrequisitos como, el terreno abierto suficiente para ubicar las matrices fotovoltaicas y baterías como almacenamiento de energía, y la disponibilidad de buen estado de generador diesel con arranque / parada automático. Sin embargo; la mayor parte del diésel existente es antiguo y no hay suficiente espacio para los paneles fotovoltaicos que están cerca del generador diésel. Por eso tiene que ser una solución que la tecnología híbrida pueda adaptarse a estas situaciones reales.


2. Sistema híbrido fotovoltaico-diésel

El sistema híbrido PV-Diesel debe completarse con el sistema de control con la capacidad de hacer funcionar todo el componente en determinadas condiciones. Las fuentes de energía de los paneles fotovoltaicos y el generador diesel deben ser óptimas para suministrar la energía de carga diaria. El diagrama de bloques se muestra enFigura 1, y el funcionamiento básico se puede ver enFigura 2.




El funcionamiento básico del sistema híbrido fotovoltaico podría dividirse en 3 condiciones de carga, que son carga baja, carga media y carga máxima.


En condiciones de baja carga, el generador diesel está apagado y la energía de carga es suministrada por la energía fotovoltaica a través del inversor. El generador diesel funcionará a una carga óptima para alimentar la carga, y cargará la batería si hay un exceso de energía a carga media. En la condición de carga máxima, el generador diesel funciona a una carga óptima en paralelo con el inversor. El inversor está convirtiendo la energía de CC de la batería en energía de CA.


3. Modo Opciones para adaptarse a las condiciones reales del sitio.

La información completa del estado del sitio es obligatoria para diseñar e implementar el sistema híbrido fotovoltaico-diesel.


La información requerida es la disponibilidad y ubicación del espacio abierto para los paneles fotovoltaicos, el perfil de carga diaria, cuántos y cuál es la capacidad, hay algún arranque / parada automática en el generador diesel existente. El diseño del sistema híbrido fotovoltaico-diesel se basará en la información anterior.


3.1 Modo completamente automático.

Por lo general, la unidad de control del sistema híbrido fotovoltaico-diesel está configurada en modo completamente automático; la mayor parte del generador diesel en el sitio no tiene control automático de arranque / parada. Por lo tanto, el operador debe encender el generador diésel cuando la unidad de control se dispare y darle una señal al operador para que encienda el generador diésel.


El modo completamente automático con el operador tiene que arrancar el generador diésel observando la señal desde el control es demasiado arriesgado, porque cuando el generador diésel tiene que arrancar en medio de la noche y el operador no se da cuenta, el sistema se apagará. apagado.


El rendimiento característico del modo automático se puede ver enfigura 3.



El rendimiento característico muestra que la carga es alimentada directamente por un conjunto fotovoltaico durante una buena radiación solar y el exceso de energía va a la batería que se utilizará para la carga durante la noche o con baja radiación solar entrante.


Cuando la carga del sitio llega a un nivel superior al preestablecido o durante una radiación solar baja, el generador diesel se pondrá en marcha y se pondrá en línea en paralelo con el inversor para suministrar la carga y / o cargar las baterías.


3.2 Modo de fuente de ejecución (semiautomático)

El modo completamente automático no se puede realizar de manera óptima si el generador diesel no se completa con el control automático de arranque / parada, porque el operador tiene que encender y apagar el generador diesel cuando el sistema de control lo solicita. En algún momento, el operador no enciende o apaga el generador diesel y provocará el apagado de todo el sistema. Para evitar este problema, la unidad de control debe tener el modo de funcionamiento de las fuentes, que es el funcionamiento del generador diesel que dependerá del operador. El operador debe operar el generador diesel de acuerdo con un programa,mientras que la sincronización entre el inversor y el generador de diésel todavía está controlado por la unidad de control.


3.3 Modo manual.

La otra opción es el modo manual. Este modo tiene que estar disponible debido al hecho real de que muchas plantas de energía diesel existentes no tienen el control automático de arranque / parada.


Al usar este modo manual, se puede configurar dependiendo del patrón de operación que decida el planificador del sistema.


Los patrones de funcionamiento habituales son:
  • Toda la carga suministrada por generador diesel
  • Toda la carga suministrada por el generador diesel y el exceso de energía se destina a cargar la batería.


4. Resultado y Discusión.

La mayoría de las condiciones reales en los sitios no son compatibles con tecnología híbrida. Por ejemplo, el generador diésel existente no cuenta con control automático de arranque / parada y no hay espacio abierto disponible cerca del generador diésel donde se deben instalar los conjuntos fotovoltaicos.


El sistema operativo en el modo completamente automático sin control automático de arranque / parada en el diesel existente no funcionará de manera óptima, porque el sistema se apagará cuando el operador no encienda el generador diesel. Sería mejor si el sistema funcionara en modo semiautomático / fuente de funcionamiento, lo que significa que el operador debe iniciar o detener el generador diésel según su horario, mientras que la sincronización entre el inversor y el generador diésel aún está controlada por la unidad de control.


El otro problema que aparece en el sitio es cuando no hay espacio abierto para los paneles fotovoltaicos cerca del generador diesel, entonces los paneles fotovoltaicos deben ubicarse lejos del generador diesel. Lo que significa que necesita un cable para conectar los conjuntos fotovoltaicos y la unidad de control que se encuentra en el lugar donde se encuentra el generador diesel. Para esta condición, se podría hacer en modo fuente de ejecución, pero el operador realizará la distribución de carga entre el inversor y el generador diesel, y no habrá apagón cuando el generador diesel se haga cargo de la carga.


Las opciones de modo manual se utilizan cuando hay un problema en el inversor y el sistema funciona solo con diesel, o durante la carga máxima y la batería está en nivel bajo.


5. Conclusión

Para adaptarse a las condiciones reales del sitio, la tecnología del sistema híbrido fotovoltaico-diesel debe completarse con varios modos opcionales para anticipar diferentes condiciones de un sitio a otro.