Sistema de alimentación eléctrica aislada con energías renovables

Abstract

El presente Trabajo Fin de Grado, (en adelante TFG), trata sobre el diseño e instalación de un sistema de alimentación eléctrica aislado con energía renovable; en concreto con energía solar fotovoltaica. El encargo parte de un cliente que traslada su domicilio, de un piso de 90 m2, en la ciudad de Valencia a una nueva residencia unifamiliar, de dimensiones análogas. Situado en una zona rural cercana a la localidad de Turís. El cliente desea que el sistema cumpla con unas condiciones determinadas respecto a autonomía, independencia de compañía eléctrica y fiabilidad. A partir del análisis de la facturación eléctrica durante un histórico; de los consumos de los equipos y sus pautas de uso; y de considerar el nuevo equipamiento, se inicia el diseño del sistema de alimentación capaz de cubrir la demanda del cliente. El sistema diseñado contará, como generador, un campo fotovoltaico, de módulos solares. Con objeto de aumentar el rendimiento del campo se considera la solución de doble inclinación de los paneles, para los periodos de verano e invierno. El cambio de inclinación será una operación sencilla a realizar con el mantenimiento de la instalación; para ello se dispondrá de una estructura que facilita esta operación. El campo FV se distribuye sobre la cubierta plana de la vivienda, orientados hacia el sur. La energía producida es almacenada en acumuladores, formado por una bancada de baterías de plomo-ácido de ciclo profundo; diseñada para una capacidad de descarga de 120 horas. Permitirá satisfacer la demanda del cliente, en tanto que en la zona geográfica objeto de la instalación es muy poco probable la existencia de 5 días con muy poca radiación solar, por estar nublado o por lluvias. El control de las baterías; protección frente a sobrecargas o frente a descargas profundas será realizado por un regulador-maximizador; este permite configurar el campo de paneles de forma que la potencia de la matriz FV no supere los valores de potencia del maximizador, y sea la potencia máxima de cada momento, obtenida de la radiación solar con el fin de cargar las baterías mediante la máxima intensidad disponible. Por último, se instalará un inversor con un valor de potencia acorde con el sistema de generación, acumulación y control de energía. Su función consistirá en convertir la corriente continua (CC), (producida o almacenada, según regule el máximizador), en corriente alterna (CA). La CA estará en disposición de ser consumida por los usuarios a través de la instalación de baja tensión (BT) disponible en la vivienda. Se conecta al Cuadro General de Distribución como alimentación de BT con la calidad exigida por el REBT. Sistema de alimentación eléctrica aislada con energías renovables Pág. 9 El sistema de alimentación contará con las protecciones frente a sobrecargas, cortocircuitos y sobretensiones adecuadas para garantizar la seguridad en las personas y protección de los equipos; así como la línea de protección puesta a tierra adecuada. Destacar que la vivienda cuenta con una instalación legalizada con Boletín de Instalación acorde al REBT y con las necesidades del cliente; siendo el objeto del presente Trabajo el diseño del sistema de alimentación. Para el diseño y posterior valoración económica se tendrá en cuenta toda la reglamentación vigente para instalaciones solares fotovoltaicas y Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión como se indicara en próximos apartados.