ES2336876A1 - Aparato de transformacion de energia para parques fotovoltaicos. - Google Patents
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Abstract
Aparato de transformación de energía para parques fotovoltaicos. Se conecta entre la red eléctrica (11) y unos módulos fotovoltaicos (12), comprende un módulo de alta tensión (1), un módulo contador de energía (2), un transformador de tensión de potencia (3) de elevación de la tensión generada por los módulos fotovoltaicos (12) al nivel de la red eléctrica (11), un módulo de baja tensión (4) de conexión del transformador (3) a unos inversores (5), que convierten la tensión continua generada en los módulos fotovoltaicos (12) a una tensión alterna, un sensor de irradiancia (10) y un módulo de accionamiento (8) del módulo de alta tensión (1), para realizar su desconexión cuando la irradiancia no alcanza un valor mínimo establecido. Alternativamente comprende además un módulo de control (7) que realiza la desconexión a partir de la potencia medida, de alarmas producidas por relés, de alarmas o comandos recibidos remotamente o de las señales proporcionadas por un reloj astronómico paraevitar el consumo en vacío durante horas improductivas.
Description
Aparato de transformación de energía para
parques fotovoltaicos.
La presente invención, tal y como se expresa en
el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a un aparato de
transformación de energía para parques fotovoltaicos que se conecta
entre la red eléctrica y las placas o módulos fotovoltaicos para
transformar la tensión continua generada por dichos módulos en una
tensión alterna que se inyecta en la red eléctrica.
Es un objeto de la invención introducir mejoras
para efectuar la desconexión del aparato cuando los módulos
fotovoltaicos no producen suficiente energía, o cuando se produce
algún mal funcionamiento o alarma.
También es objeto de la invención el permitir
conectar el aparato con un equipo remoto para obtener los diferentes
datos del aparato y los dispositivos a él conectados en dicho equipo
remoto, y para poder recibir datos desde el equipo remoto como
alarmas, comandos o cualquier otro parámetro a partir de los cuales
se permita efectuar la desconexión/conexión del aparato.
En el estado de la técnica son conocidos
aparatos que permiten efectuar la transformación de la energía
proporcionada por los módulos fotovoltaicos para su consumo a través
de la red eléctrica, para lo que se conectan entre los módulos
fotovoltaicos y dicha red eléctrica. Estos aparatos no realizan la
desconexión del aparato durante las horas en las que la radiación
solar no es suficiente para la producción de energía eléctrica en el
momento óptimo, ni tampoco la posterior reconexión cuando la
radiación aumenta y vuelve a ser suficiente.
Además no prevén la posibilidad de enviar los
datos de funcionamiento de la instalación a un sistema remoto, ni
recibir comandos desde el sistema remoto que permitan realizar las
maniobras de conexión/desconexión.
Para conseguir los objetivos y resolver los
inconvenientes anteriores, la invención está prevista para permitir
efectuar la transformación de la energía proporcionada por los
módulos fotovoltaicos para su consumo a través de la red eléctrica,
para lo que se conecta entre al menos un inversor de conversión de
la tensión continua generada en unos módulos fotovoltaicos y dicha
red eléctrica; y se caracteriza porque comprende un módulo de alta
tensión mediante el cual se efectúa la conexión del aparato a la red
eléctrica, y que está constituido por uno o más módulos de conexión
a la red eléctrica, un módulo de protección, un transformador de
tensión de potencia de elevación de la tensión generada por el
inversor al nivel de la red eléctrica, un módulo de baja tensión de
conexión del transformador de tensión de potencia al inversor y un
módulo de accionamiento del módulo de alta tensión, para su
desconexión de la red eléctrica cuando los módulos fotovoltaicos no
producen energía.
El módulo de protección comprende un dispositivo
de conexión/desconexión con una capacidad de vida de al menos de
30.000 maniobras. Dicho dispositivo es gobernado por el módulo de
accionamiento. El hecho de que tenga capacidad para un número tan
elevado de maniobras permite la conexión y desconexión diaria de los
módulos fotovoltaicos respecto de la red eléctrica, de forma que se
evitan pérdidas por trabajo en vacío del transformador de tensión de
potencia durante la noche.
El módulo de alta tensión también puede incluir
un módulo de transformadores de medida, que está conectado a un
dispositivo medidor de potencia (como por ejemplo el integrado en un
contador de energía) para realizar la medida de al menos la potencia
generada o consumida en la instalación.
El transformador de tensión de potencia está
conectado al módulo de baja tensión mediante el cual se conectan al
transformador de tensión uno o más inversores que efectúan la
conversión de la tensión continua generada en los módulos
fotovoltaicos a una tensión alterna a la frecuencia de la red
eléctrica, por lo que los inversores constituyen el medio de
conexión del aparato a los módulos fotovoltaicos.
Para realizar la conexión/desconexión en el
momento óptimo, en la realización más básica de la invención el
módulo de accionamiento recibe la señal proporcionada por un relé de
mínima irradiancia, provocando la desconexión cuando esta no alcanza
un valor mínimo establecido. Alternativamente pueden emplearse otros
dispositivos conectados al módulo de accionamiento, como un reloj
astronómico, para realizar la desconexión del módulo de alta tensión
según el horario establecido en dicho reloj, o relés de potencia
inversa que provoquen la desconexión del módulo de alta tensión
cuando el sentido de flujo de potencia se invierta. Cabe señalar que
el módulo de accionamiento puede ser también actuable
manualmente.
La invención prevé la posibilidad de incorporar
un módulo de control que gobierna a través del módulo de
accionamiento la conexión/desconexión del módulo de alta tensión. En
este caso se pueden conectar al módulo de control uno o varios relés
o sensores de irradiancia. Cabe la posibilidad que dichos sensores
estén incluidos en una estación meteorológica que se conecta al
módulo de control de forma que éste además conoce distintos
parámetros meteorológicos como puede ser temperatura, presión,
etc.
Además el módulo de control puede estar
conectado a los inversores para medir su potencia y también se prevé
que el módulo de control pueda estar conectado al módulo contador de
energía, de forma, que el módulo de control realiza la desconexión
del módulo de alta tensión cuando la potencia medida por el contador
o cuando la potencia en los inversores, está por debajo de un mínimo
establecido, con lo que se asegura la desconexión del aparato
durante las horas improductivas.
Por otro lado, el módulo de control puede
incluir medios de conexión a un relé de alarma para producir la
desconexión del módulo de alta tensión al detectar una sobrecarga,
un cortocircuito, sobrecalentamiento del transformador, robo o
manipulación indebida, etc.
En el módulo de control se incluyen medios para
mostrar información de los diferentes módulos y elementos a los que
está conectado y además prevé la posibilidad de incluir medios de
comunicación remota para la transmisión de dicha información,
pudiendo enviar alarmas detectadas, y viceversa, es decir recibir
alarmas y comandos producidas en un sistema remoto, a partir de las
cuales realiza la desconexión del módulo de alta tensión.
La invención prevé que el inversor pueda estar
integrado en el aparato y no ser externo a él.
Por último señalar que el aparato de la
invención está dotado de una fuente de alimentación autónoma de
forma que se garantiza el correcto funcionamiento del aparato
durante las horas nocturnas en las que no hay generación
fotovoltaica, sin necesidad de alimentarse de la red eléctrica.
A continuación para facilitar una mejor
comprensión de esta memoria descriptiva y formando parte integrante
de la misma, se acompañan una serie de figuras en las que con
carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado el objeto de
la invención.
\vskip1.000000\baselineskip
Figura 1.- Muestra un diagrama de bloques
funcional de un posible ejemplo de realización de la invención.
Figura 2.- Muestra un diagrama de bloques
funcional de una segunda realización de la invención en la que se
incluye un módulo de control para gobernar el funcionamiento del
módulo de accionamiento a través del cual se efectúa el corte del
módulo de alta tensión.
\vskip1.000000\baselineskip
A continuación se realiza una descripción de la
invención basada en las figuras anteriormente comentadas.
El aparato de la invención comprende un módulo
de alta tensión 1 que está dotado de uno o varios módulos de
conexión la a la red eléctrica 11, y además incluye un módulo de
protección 1b o incluso un módulo de transformadores de medida le
mediante el cual se efectúa la conexión del módulo de alta tensión 1
a un transformador de tensión de potencia 3.
El módulo de protección 1b incluye un
dispositivo de conexión/desconexión con una capacidad para un numero
muy elevado de maniobras (al menos 30.000).
Esta configuración permite la conexión y
desconexión diaria del aparato de la red eléctrica 11 evitando las
pérdidas por trabajo en vacío del transformador de tensión de
potencia 3 durante la noche.
El transformador de tensión de potencia 3 está
conectado a un módulo de baja tensión 4 que a su vez está conectado
a unos inversores 5 mediante los cuales se efectúa la conexión del
aparato a unos módulos fotovoltaicos 12, de manera que la tensión
continua proporcionada por los módulos fotovoltaicos 12, se
convierte en una tensión alterna a la frecuencia de la red eléctrica
11 mediante los inversores 5, tensión alterna que mediante el módulo
de baja tensión 4 se entrega al transformador de tensión de potencia
3 en el que se eleva al nivel de la red eléctrica 11; ya través del
módulo de alta tensión 1 se inyecta en ésta. El módulo de baja
tensión 4 incluye diferentes protecciones para conexión de los
inversores 5 al transformador de tensión de potencia 3.
Además, el módulo de transformadores de medida
le incluye transformadores de tensión e intensidad que se conectan a
un módulo contador de energía 2 mediante el cual se efectúa la
medida de la energía suministrada por los módulos fotovoltaicos 12,
y que además mide la energía consumida en la instalación.
También se ha previsto que el aparato comprenda
un módulo de accionamiento 8 que está conectado al módulo de
protección 1b para realizar el accionamiento del mismo de la forma
que ya fue descrita, accionamiento que se efectúa a partir de un
módulo de irradiancia 10 que está conectado al módulo de
accionamiento 8, de forma que cuando el módulo de irradiancia 10
detecta que el nivel de radiación está por debajo de un mínimo
establecido, el módulo de accionamiento 8 desconecta la instalación
de la red evitando el consumo en vacío durante las horas
improductivas.
El módulo de irradiancia 10 puede ser, por
ejemplo, un relé de mínima irradiancia.
Para realizar la alimentación del módulo de
accionamiento 8, se prevé la incorporación de una fuente de
alimentación 6 que puede estar constituida por un conjunto de
baterías y un sistema de recarga de las mismas que es alimentado
desde el lado de baja tensión del transformador 3, de forma que las
baterías garantizan el correcto funcionamiento del aparato durante
las horas nocturnas en las que no hay generación fotovoltaica, sin
necesidad de alimentarse de la red eléctrica.
En la figura 2 se muestra otro posible ejemplo
de realización del aparato de la invención que presenta una
configuración más completa, para lo que comprende un módulo de
control 7 que está conectado al módulo contador de energía 2 y al
módulo de accionamiento 8, de forma que el módulo de control 7
conoce la potencia suministrada por los módulos fotovoltaicos 12. El
módulo de control 7 está también conectado a una estación
meteorológica 9 que proporciona los datos de irradiancia,
temperatura ambiente, etc. Además el módulo de control 7 está
conectado a los inversores 5, que le informan de la medida de la
potencia en su salida. También se prevé que la invención incorpore
un reloj astronómico externo o interno (no representado).
El módulo de control 7 puede utilizar por tanto
diferentes estrategias de control de la conexión y desconexión del
módulo de alta tensión 1 a través del módulo de accionamiento 8,
empleando para ello las informaciones recibidas sobre el nivel de
irradiancia, los flujos de potencia en los inversores y en el módulo
de alta tensión 1, y del reloj astronómico.
En este caso la fuente de alimentación 6,
proporciona además las tensiones de funcionamiento necesarias para
el módulo de control 7 y la estación meteorológica 9.
El módulo de control 7 además incorpora o
dispone de medios para conexión a uno o varios relés de protección,
para producir la desconexión del módulo de alta tensión al detectar
una alarma como puede ser una sobrecarga, un cortocircuito,
sobrecalentamiento del transformador 3, robo o cualquier otra.
Además el módulo de control 7 está dotado de
medios para visualizar localmente y/o transmitir a distancia los
datos y alarmas de funcionamiento del aparato. Para ello incluye
medios de comunicación que permiten una conexión 13 con un sistema
remoto.
La conexión remota 13 también permite al módulo
de control generar la señal de maniobra en respuesta a otro tipo de
situaciones, tales como condiciones de alarma detectables a partir
de la información recibida a través de dicha conexión o por una
orden externa remota.
Claims (12)
1. Aparato de transformación de energía para
parques fotovoltaicos, que se conecta a la red eléctrica (11) ya al
menos un inversor (5) de conversión de la tensión continua generada
en unos módulos fotovoltaicos (12) a una tensión alterna a la
frecuencia de la red eléctrica, caracterizado porque
comprende un módulo de alta tensión (1) que incluye al menos un
módulo de conexión (1a) a la red eléctrica (11) y un módulo de
protección (1b) que comprende a su vez un dispositivo de
conexión/desconexión de la red eléctrica con una capacidad de al
menos 30.000 maniobras de vida; comprendiendo además el aparato un
transformador de tensión de potencia (3) de elevación de la tensión
generada por el inversor (5) al nivel de la red eléctrica (11), un
módulo de baja tensión (4) de conexión del transformador de tensión
de potencia (3) al inversor (5) y un módulo de accionamiento (8) del
módulo de alta tensión (1), para su desconexión de la red eléctrica
(11) cuando los módulos fotovoltaicos (12) no producen energía.
2. Aparato de transformación de energía para
parques fotovoltaicos, según reivindicación 1, caracterizado
porque comprende un relé de mínima irradiancia (10) de actuación
sobre el módulo de accionamiento (8) del módulo de alta tensión (1),
para su desconexión de la red eléctrica (11) cuando la irradiancia
baja de un valor mínimo predeterminado.
3. Aparato de transformación de energía para
parques fotovoltaicos, según reivindicación 1, caracterizado
porque comprende un reloj astronómico de actuación sobre el módulo
de accionamiento (8) del módulo de alta tensión (1), para su
desconexión de la red eléctrica (11) según el horario en él
establecido.
4. Aparato de transformación de energía para
parques fotovoltaicos, según reivindicación 1, caracterizado
porque comprende un relé de potencia inversa de actuación sobre el
módulo de accionamiento (8) del módulo de alta tensión (1), para su
desconexión de la red eléctrica (11) cuando el flujo de potencia
neto se produce en el sentido de la red a la instalación
fotovoltaica.
5. Aparato de transformación de energía para
parques fotovoltaicos, según reivindicación 1, caracterizado
porque comprende un módulo de control (7) que gobierna al módulo de
accionamiento (8) para conectar y desconectar el módulo de alta
tensión (1) utilizando la información recibida de al menos uno de
los siguientes dispositivos: estación meteorológica (9), sensor de
irradiancia, reloj astronómico, y un dispositivo medidor de
potencia.
6. Aparato de transformación de energía para
parques fotovoltaicos, según reivindicación 5, caracterizado
porque el dispositivo medidor de potencia está integrado en al menos
un contador de energía (2).
7. Aparato de transformación de energía para
parques fotovoltaicos, según reivindicación 5, caracterizado
porque el dispositivo medidor de potencia se encuentra integrado en
al menos un inversor (5).
8. Aparato de transformación de energía para
parques fotovoltaicos, según reivindicaciones 5, 6 ó 7,
caracterizado porque el módulo de control (7) comprende
medios para producir la desconexión del módulo de alta tensión (1)
al detectar una alarma debida a un problema en la instalación,
seleccionado entre una sobrecarga, un cortocircuito,
sobrecalentamiento del transformador, robo y manipulación
indebida.
9. Aparato de transformación de energía para
parques fotovoltaicos, según reivindicaciones 5, 6, 7 u 8,
caracterizado porque el módulo de control (7) comprende
medios para mostrar información de los diferentes módulos y
elementos a los que está conectado y selectivamente comprende medios
de comunicación remota para la transmisión de dicha información de
los diferentes módulos y elementos a los que está conectado así como
para la recepción selectiva de instrucciones, alarmas remotas y
combinación de las mismas.
10. Aparato de transformación de energía para
parques fotovoltaicos, según reivindicaciones 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
ó 9 caracterizado porque el módulo de accionamiento (8) es
accionable manualmente.
11. Aparato de transformación de energía para
parques fotovoltaicos, según reivindicaciones 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,
8, 9 ó 10, caracterizado porque comprende una fuente de
alimentación (6) con baterías recargables a partir de la potencia
proporcionada por el módulo fotovoltaico (12) para alimentación de
los diferentes módulos y elementos.
12. Aparato de transformación de energía para
parques fotovoltaicos, según reivindicaciones 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,
8, 9, 10 u 11 caracterizado porque comprende al menos un
inversor (5) de conversión de la tensión continua generada en los
módulos fotovoltaicos (12) a una tensión alterna a la frecuencia de
la red eléctrica.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| ES200703270A ES2336876B1 (es) | 2007-12-11 | 2007-12-11 | Aparato de transformacion de energia para parques fotovoltaicos. |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| ES200703270A ES2336876B1 (es) | 2007-12-11 | 2007-12-11 | Aparato de transformacion de energia para parques fotovoltaicos. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2336876A1 true ES2336876A1 (es) | 2010-04-16 |
| ES2336876B1 ES2336876B1 (es) | 2011-01-17 |
Family
ID=42062080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES200703270A Expired - Fee Related ES2336876B1 (es) | 2007-12-11 | 2007-12-11 | Aparato de transformacion de energia para parques fotovoltaicos. |
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| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2336876B1 (es) |
Citations (4)
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-
2007
- 2007-12-11 ES ES200703270A patent/ES2336876B1/es not_active Expired - Fee Related
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