AEL-PHIP Aplicación de Sistemas Fotovoltaicos en Redes en Isla y en Paralelo

PHOTOVOTAIC SYSTEMS APPLICATION IN ISOLATED AND PARALLEL GRIDS - AEL-PHIP

SISTEMAS INNOVADORES

La Aplicación de Sistemas Fotovoltaicos en Redes en Isla y en Paralelo, "AEL-PHIP", ha sido diseñada para estudiar las operaciones llevadas a cabo en los sistemas de generación de potencia fotovoltaicos que operan aislados de la red nacional de energía y conectados a ella.

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Descripción General

La Aplicación de Sistemas Fotovoltaicos en Redes en Isla y en Paralelo, "AEL-PHIP", ha sido diseñada para estudiar las operaciones llevadas a cabo en los sistemas de generación de potencia fotovoltaicos que operan aislados de la red nacional de energía y conectados a ella. Esta aplicación permite estudiar la generación eléctrica a través de paneles fotovoltaicos, mediante la simulación de diferentes configuraciones y condiciones de irradiación, así como el funcionamiento de éstos en isla y en paralelo con la red. Para ello la aplicación también permite demostrar y entender el funcionamiento de los distintos dispositivos de control, regulación y almacenamiento de energía empleados en sistemas fotovoltaicos reales.

De acuerdo a dichos propósitos, la aplicación "AEL-PHIP" está formada por diferentes kits que permiten estudiar los diferentes aspectos de las plantas de potencia fotovoltaicas:

  • PHIP-K1. Kit de Análisis de Módulos Fotovoltaicos en Serie y Paralelo.
  • PHIP-K2. Kit de Sistemas Fotovoltaicos Monofásicos Aislados de Red.
  • PHIP-K3. Kit de Sistemas Fotovoltaicos Monofásicos de Conexión a Red.

A continuación se detallan los propósitos didácticos de cada uno de los kits:

  • PHIP-K1. Kit de Análisis de Módulos Fotovoltaicos en Serie y Paralelo: Este kit se compone de un módulo fotovoltaico montado en una estructura con ruedas que permite variar el ángulo de inclinación del módulo solar. De esta forma se pueden simular diferentes inclinaciones de tejados o estructuras típicas sobre las cuales se instalan estos módulos fotovoltaicos. A dicha estructura se encuentra acoplado un foco halógeno con un brazo articulado para la simulación de la trayectoria del sol. El foco dispone de un regulador de corriente que permite controlar la radiación incidente sobre el panel fotovoltaico. Para poder simular la carga del panel solar, el kit incorpora una carga resistiva variable. Este kit también incluye un módulo de simulación solar conformado por tres simuladores de paneles fotovoltaicos que permite trabajar sin la iluminación del foco halógeno.

Cada simulador de panel consta de un regulador para ajustar la irradiación solar, un voltímetro y un amperímetro analógicos para la medición de los parámetros eléctricos de generación. Con este kit, el usuario podrá adquirir el siguiente aprendizaje: visualización de curvas diarias y anuales, cálculo de la orientación óptima de los módulos fotovoltaicos, visualización de curvas características y análisis de módulos fotovoltaicos en serie, paralelo y otras configuraciones.

  • PHIP-K2. Kit de Sistemas Fotovoltaicos Monofásicos Aislados de Red: Este kit se compone de todos los elementos industriales necesarios para estudiar y comprender el funcionamiento de un sistema fotovoltaico real que opera en modo isla. En primer lugar cuenta con un regulador electrónico cuya finalidad es controlar el flujo de carga de la batería y el flujo de potencia de entrada al inversor. Además, este kit incorpora un inversor de onda senoidal que transforma la corriente continua proveniente del regulador en corriente alterna monofásica.

Tanto a la salida del regulador como del inversor, se conectan módulos de cargas de CC y CA respectivamente, cuya función es la de consumir la energía generada. Dichos módulos representan cargas luminosas de CC y CA con diferentes consumos de potencia. Este kit también incluye un analizador de redes para la monitorización de los parámetros eléctricos del sistema y un amperímetro y un voltímetro con el objetivo de conectarlos a los terminales de la batería para la medición de la tensión y corriente de trabajo de ésta.

Con este kit, el usuario podrá adquirir el siguiente aprendizaje: instalación de sistemas fotovoltaicos, medición de los parámetros eléctricos procedentes de la planta fotovoltaica y diseño y funcionamiento de sistemas fotovoltaicos aislados de la Red en operación directa o de almacenamiento.

  • PHIP-K3. Kit de Sistemas Fotovoltaicos Monofásicos de Conexión a Red: Este kit se compone de los elementos industriales necesarios para estudiar y comprender el funcionamiento de los sistemas fotovoltaicos que operan en paralelo a la red. Para ello se incluye un inversor industrial que suministra la potencia generada a la red, la cual es representada por la fuente de alimentación incluida en la unidad base. El inversor de red monitoriza a la vez el voltaje, intensidad e impedancia de la red para una desconexión de emergencia en caso de desviaciones o fallos que puedan suponer peligro.

Este kit también incluye un analizador de redes para monitorizar los parámetros eléctricos del flujo de potencia suministrado a la red.

EJERCICIOS Y PRÁCTICAS GUIADAS

EJERCICIOS GUIADOS INCLUIDOS EN EL MANUAL

Posibilidades prácticas con el kit PHIP-K1:

  1. Visualización de curvas diarias y anuales.
  2. Cálculo de la orientación óptima de los módulos fotovoltaicos.
  3. Visualización de curvas características de módulos fotovoltaicos.
  4. Funcionamiento de los diodos de derivación.
  5. Configuración de módulos fotovoltaicos en serie y en paralelo.
  6. Análisis de la generación simulada con diferentes configuraciones de los módulos fotovoltaicos y diferentes condiciones de irradiación solar.

Posibilidades prácticas con el kit PHIP-K2:

  1. Instalación de plantas fotovoltaicas.
  2. Medición de los parámetros eléctricos procedentes del sistema de generación fotovoltaico.
  3. Diseño y testeo de un sistema fotovoltaico aislado de la red en operación directa.
  4. Diseño y testeo de un sistema fotovoltaico aislado de la red en operación de almacenamiento.
  5. Diseño y testeo de un sistema fotovoltaico aislado de la red con suministro de tensión en CA y almacenamiento.

Posibilidades prácticas con el kit PHIP-K3:

  1. Instalación de plantas fotovoltaicas.
  2. Medición de los parámetros eléctricos procedentes del sistema de generación fotovoltaico.
  3. Diseño y testeo de sistemas fotovoltaicos conectados (o en paralelo) a la red.
  4. Determinación del rendimiento del inversor industrial.
  5. Análisis de la respuesta del sistema fotovoltaico a un "blackout"de la red.

MÁS EJERCICIOS PRÁCTICOS QUE PUEDEN REALIZARSE CON ESTE EQUIPO

  1. El usuario puede realizar otros ejercicios diseñados por él mismo.

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