UNIVERSIDAD TECNOLOGICA NACIONAL Facultad Regional Concepción del Uruguay INGENIERIA ELECTROMECANICA PROYECTO FINAL DE CARRERA (P F C) “Uso de la energía solar fotovoltaica para la repotenciación de un final de línea en un sistema de distribución eléctrica de MT en el ámbito rural” Proyecto Nº: PFC 1903A Autores: DEMARLENGE, Leylén M. PASCAL, Damián A. Tutor: Ing. WOEFFRAY, Elbio Dirección de Proyectos: Ing. Puente, Gustavo Ing. De Carli, Aníbal AÑO 2019 Ing. Pereira 676 –C. del Uruguay (3260) – Entre Ríos – Argentina Tel. / Fax: 03442 – 425541 / 423803 - Correo Electrónico: frcu@frcu.utn.edu.ar file:///D:/Dropbox/00%20PFC-REGLAS%20DRAFT/frcu@frcu.utn.edu.ar Uso de energía solar fotovoltaica para la repotenciación de un final de línea de un sistema de distribución eléctrica de MT en el ámbito rural PFC-1903A CR-Rev.00 Preparó: DEMARLENGE - PASCAL Revisó: Aprobó: Página 1 de 2 Resumen ejecutivo Dado el crecimiento demográfico e industrial, la capacidad técnica de una distribuidora de energía eléctrica local, llegará al límite en un futuro cercano. Dando como resultado caídas de tensión y eventuales interrupciones del servicio por sobrecargas en época estival; y calidad de servicio desfavorable para los clientes. Se plantea la necesidad de generar energía de manera que se solucione la problemática mediante una alternativa sustentable. Por ello, se solicita la ingeniería, cálculo y presupuesto de un parque de energía solar fotovoltaica. Aprovechando que los mayores consumos se dan en horarios diurnos y épocas estivales, las cuales coinciden con las horas de mayor disponibilidad de energía solar, se aprovechará la tecnología fotovoltaica para salvar el pico de consumo que se da en las épocas y horarios citados. Además de los enormes beneficios que supone implementar fuentes renovables, la distribuidora se verá beneficiada porque podrá comprar menos energía reduciendo su facturación. Abstract Given demographic and industrial growth, the technical capacity of a local electricity distributor will reach its limit in the near future. Giving as a result voltage drops and eventual interruptions of the service by overloads in summertime; and quality of service unfavorable to the customers. There is a need to generate energy in a way that solves the problem through a sustainable alternative. The engineering, calculation and budget of a solar photovoltaic power plant are therefore requested. Taking advantage of the fact that the highest consumption occurs in daytime and summer times, which coincide with the hours of greater availability of solar energy, photovoltaic technology will be used to save the peak of consumption that occurs at the times and times mentioned. In addition to the huge benefits of implementing renewable sources, the distributor will benefit because it will be able to buy less energy by reducing its turnover. Uso de energía solar fotovoltaica para la repotenciación de un final de línea de un sistema de distribución eléctrica de MT en el ámbito rural PFC-1903A CR-Rev.00 Preparó: DEMARLENGE - PASCAL Revisó: Aprobó: Página 2 de 2 Agradecimientos A nuestras familias por el apoyo incondicional y la compañía a lo largo de nuestra carrera. A la UTN, nuestra casa de estudios, que tan bien nos recibió y nos acobijó, y a los profesores que han volcado su conocimiento y experiencia para forjarnos como profesionales. A nuestros compañeros. A la Cooperativa Ruta J. ANEXO II - PFC-XXXXX-C - INTRODUCCIÓN Y SITUACIÓN PROBLEMÁTICA Rev.00 Presentac.: / / 2019 Aprobac. (Dto. Electro) / / 2019 PFC-19MMx Página 1 de 3 ANEXO II PFC Título del PFC: “Uso de energía solar fotovoltaico para la repotenciación de un final de línea de un sistema de distribución eléctrico de MT en el ámbito rural” Tipo de PFC: Ingeniería y diseño Alumnos: Demarlenge, Leylén Magalí – Pascal, Damián Alejandro Tutor propuesto: Ing. Woeffray, Elbio Planteo del problema: La Cooperativa de Servicios Públicos Ruta J Limitada (en adelante Cooperativa) demanda la ingeniería, cálculo y proyección de un parque fotovoltaico en el orden de los 500kW que solucione el déficit de potencia en un final de línea. Este déficit se debe a la gran concentración de medianos usuarios (granjas avícolas) y a la distancia a la que se encuentran de las estaciones transformadoras. Además, se descarta la posibilidad de generar un nuevo punto de compra en la zona, debido a la carencia de instalaciones del proveedor (ENERSA). La demanda de un parque fotovoltaico se debe al objetivo de la Cooperativa de ser pionera en la provincia en la utilización de energías renovables. Objetivos:  Realizar la proyección y cálculo de un parque fotovoltaico.  Realizar la respectiva estación elevadora de tensión.  Utilizar tecnología de fácil implementación y costo razonable.  Realizar el estudio del costo/beneficio de diferentes alternativas tecnológicas. Objetivo particular: Aumentar en un 50% la capacidad de potencia disponible. Marco teórico de referencia y del estado del arte:  Ingeniería Electromecánica: Asignaturas de la carrera: redes de distribución e instalaciones eléctricas, máquinas eléctricas, centrales y sistemas de transmisión, representación gráfica, y otras afines al área de electricidad.  Normativas de aplicación y códigos vigentes ANEXO II - PFC-XXXXX-C - INTRODUCCIÓN Y SITUACIÓN PROBLEMÁTICA Rev.00 Presentac.: / / 2019 Aprobac. (Dto. Electro) / / 2019 PFC-19MMx Página 2 de 3  Desarrollos tecnológicos actuales, casos de otras empresas de distribución eléctrica nacionales e internacionales con parques fotovoltaicos Alcances: i. Ingeniería de detalle -Instalación eléctrica de los paneles fotovoltaicos -Instalación eléctrica de la estación elevadora de tensión -Diseño de estructuras para el montaje de los paneles fotovoltaicos ii. Cómputo de materiales de cada instalación iii. Memoria técnica -Selección de la ubicación -Estudio topográfico del terreno -Selección de equipos fotovoltaicos, inverters -Selección de la estructura -Cálculo de la estación elevadora -Cálculo de conductores, módulo de interconexión -Selección de protecciones eléctricas -Determinación del costo de montaje -Cálculo de presupuesto y amortización -Montaje del parque fotovoltaico, puesta en funcionamiento, adjudicación y compra de elementos Metodología General: 1. Estudio de la problemática y lectura de normativas. 2. Estudio de las diferentes alternativas tecnológicas. 3. Relevamiento de las necesidades de los equipos. 4. Ubicación del terreno para el parque fotovoltaico. 5. Selección de equipos. 6. Determinación del proveedor y pedido de presupuestos. 7. Comparativa con otros proveedores. 8. Determinación de los costos de nacionalización y transporte, seguros. 9. Diseño y cálculo de la instalación. 10. Diseño de las estructuras. 11. Cómputo de materiales. 12. Análisis del presupuesto y amortización. 13. Realización de planos. ANEXO II - PFC-XXXXX-C - INTRODUCCIÓN Y SITUACIÓN PROBLEMÁTICA Rev.00 Presentac.: / / 2019 Aprobac. (Dto. Electro) / / 2019 PFC-19MMx Página 3 de 3 Impactos:  Se presupone un ahorro económico a mediano plazo por parte de la Cooperativa.  Impacto positivo ambiental al no quemar combustibles fósiles para la obtención de energía eléctrica.  Liderazgo de la Cooperativa ante las demás distribuidoras.  Alta reproducibilidad del proyecto.  Servirá como punto de referencia y de estudio.  Inserción de energía eléctrica proveniente de una fuente renovable a la matriz energética nacional.  Proporcionará una fuente de trabajo en nuevas tecnologías.  Concientización del cuidado del medio ambiente a los usuarios de la zona. …………………………………. ………………………………… Demarlenge, Leylén Magalí Pascal, Damián Alejandro …………………………………. ………………………………… Ing. Puente, Gustavo Ing. Woeffray, Elbio Profesor de “Proyecto Final” Tutor de proyecto 1 INTRODUCCIÓN Y SITUACIÓN PROBLEMÁTICA DEMARLENGE, Leylén Magalí PASCAL, Damián Alejandro Uso de energía solar fotovoltaica para la repotenciación de un final de línea de un sistema de distribución eléctrica de MT en el ámbito rural PFC – 1903A SP – Rev.02 Preparó: DEMARLENGE – PASCAL Revisó: ACDC 19/03/19 GP 13-05-19 Aprobó: Página 2 de 4 1. Introducción y situación problemática ÍNDICE TEMÁTICO 1. Introducción y situación problemática .................................................................................................... 2 ÍNDICE TEMÁTICO ........................................................................................................................................ 2 LISTA DE FIGURAS ...................................................................................................................................... 2 1.1. Introducción .................................................................................................................................... 3 1.2. Situación problemática ................................................................................................................... 4 LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Distribuidores de la Cooperativa de servicios públicos Ruta J Ltda.............................................. 3 Figura 2 - Distribuidor Tallita .......................................................................................................................... 4 Uso de energía solar fotovoltaica para la repotenciación de un final de línea de un sistema de distribución eléctrica de MT en el ámbito rural PFC – 1903A SP – Rev.02 Preparó: DEMARLENGE – PASCAL Revisó: ACDC 19/03/19 GP 13-05-19 Aprobó: Página 3 de 4 1.1. Introducción La Cooperativa de Servicios Públicos Ruta J Limitada (en adelante Cooperativa) comenzó sus actividades en el año 1972 y al día de hoy cuenta con aproximadamente 650 km de línea en media tensión (en adelante MT) abarcando gran parte del departamento Uruguay, con unos 800 usuarios rurales y 3500 usuarios urbanos, que dan un total aproximado de 6500 habitantes. Según datos propios de la Cooperativa, dentro del área de concesión operan 202 granjas avícolas de diversas empresas con una capacidad productiva de 10 millones de pollos por crianza con un promedio de 5,5 crianzas anuales. Se crían entre todas las granjas un aproximado de 55 millones de aves al año, representando un consumo total de con un promedio de por galpón. Además de la importantísima actividad avícola, la Cooperativa brinda servicios a tambos, criaderos porcinos, pozos arroceros y el más significativo por ser un gran usuario, la planta de acopio de granos de la Asociación de Cooperativas Argentinas (ACA), la que demanda aproximadamente 400 kW. Para brindar un mejor servicio, la Cooperativa se divide en 6 distribuidores (éstos dependen de los puntos de compra), los mismos son: Herrera rural, Herrera urbano, Caseros rural, Caseros urbano, Pronunciamiento urbano y la zona rural de Talita. En la siguiente imagen se pueden ver los distribuidores antes mencionados. Figura 1 - Distribuidores de la Cooperativa de servicios públicos Ruta J Ltda. Uso de energía solar fotovoltaica para la repotenciación de un final de línea de un sistema de distribución eléctrica de MT en el ámbito rural PFC – 1903A SP – Rev.02 Preparó: DEMARLENGE – PASCAL Revisó: ACDC 19/03/19 GP 13-05-19 Aprobó: Página 4 de 4 Siendo el distribuidor de Talita de especial interés para nosotros, ya que es el más comprometido por el déficit de energía eléctrica. Dicho distribuidor, con una población de 618 habitantes, comprende desde el punto de compra ubicado en ruta provincial N°42 en cercanías de la cantera Hosifa, hasta pasado el peaje de Colonia Elías por el camino vecinal ruta J. En su recorrido da servicio a 66 granjas avícolas y la planta de acondicionamiento de cereales (ACA) por lo que el consumo aproximado es de . A continuación se puede ver el distribuidor con más detalle. Figura 2 - Distribuidor Tallita 1.2. Situación problemática Problemática básica El déficit de energía planteado anteriormente da como resultado dos problemas básicos:  Caída de tensión y eventuales interrupciones del servicio por sobre cargas en época estival.  Calidad de servicio desfavorable para los clientes. Problemática Inmediata  La Cooperativa demanda la ingeniería, cálculo y proyecto de un parque de Energía Solar Fotovoltaica (en adelante ESFV) del orden de los . 2 OBJETIVOS, ALCANCES Y PLAN DE TRABAJO DEMARLENGE, Leylén Magalí PASCAL, Damián Alejandro Uso de energía solar fotovoltaica para la repotenciación de un final de línea de un sistema de distribución eléctrica de MT en el ámbito rural PFC – 1903A OJ – Rev.03 Preparó: DEMARLENGE – PASCAL Revisó: ACDC 19/03/19 GP: 13-05-19 / 27-8-19 Aprobó: Página 2 de 4 2. Objetivos, alcances y plan de trabajo ÍNDICE TEMÁTICO 2. Objetivos, alcances y plan de trabajo .............................................................................................. 2 ÍNDICE TEMÁTICO .................................................................................................................................. 2 2.1. Objetivos de Ingeniería ............................................................................................................ 3 2.2. Justificación .............................................................................................................................. 3 2.3. Alcances ................................................................................................................................... 3 2.4. Plan de trabajos ....................................................................................................................... 4 Uso de energía solar fotovoltaica para la repotenciación de un final de línea de un sistema de distribución eléctrica de MT en el ámbito rural PFC – 1903A OJ – Rev.03 Preparó: DEMARLENGE – PASCAL Revisó: ACDC 19/03/19 GP: 13-05-19 / 27-8-19 Aprobó: Página 3 de 4 2.1. Objetivos de Ingeniería Objetivos básicos:  Realizar el diseño y cálculo de un parque fotovoltaico.  Realizar la respectiva estación elevadora de tensión.  Utilizar tecnología de fácil implementación y costo razonable.  Realizar el estudio del costo/beneficio de diferentes alternativas tecnológicas. Objetivo particular:  Aumentar en un 50% la capacidad de energía disponible. 2.2. Justificación Los mayores consumos se dan en horarios diurnos y épocas estivales, coincidentes con las horas de mayor disponibilidad de energía solar, podemos aprovecharla para salvar el pico de consumo que se da en éstas épocas y horarios citados. Además, al contar con un parque de ESFV se cumpliría con la intención de la Cooperativa de ser pionera en la provincia en la utilización de energías renovables. Un sistema de producción energética basado en energías renovables es inagotable, no emite gases de efecto invernadero ni gases contaminantes. Una de las fuentes de energía renovable con mayor potencial es la radiación solar. Las instalaciones generadoras fotovoltaicas son aquellas que transforman directamente la radiación solar en energía eléctrica utilizable. 2.3. Alcances  Ingeniería de detalle  Instalación eléctrica de los paneles fotovoltaicos  Instalación eléctrica de la estación elevadora de tensión  Selección de estructuras para el montaje de los paneles fotovoltaicos, teniendo en cuenta la orientación para lograr una posición óptima respecto del aprovechamiento máximo la energía solar.  Cómputo de materiales de cada instalación  Memoria de cálculo  Selección de la ubicación: se evaluarán las condiciones que debe cumplir el terreno donde irá instalado el parque de ESFV.  Estudio cualitativo y energético del terreno: se estudiarán las características del terreno seleccionado y el potencial energético del lugar.  Selección de equipos fotovoltaicos, inversores: se seleccionarán los paneles a utilizar garantizando la tecnología que mejor se adapte a nuestros propósitos, cantidad de paneles a utilizar, el tipo de conexión entre ellos, selección del inversor y cantidad de paneles por inversor.  Selección de protecciones eléctricas para los paneles. Uso de energía solar fotovoltaica para la repotenciación de un final de línea de un sistema de distribución eléctrica de MT en el ámbito rural PFC – 1903A OJ – Rev.03 Preparó: DEMARLENGE – PASCAL Revisó: ACDC 19/03/19 GP: 13-05-19 / 27-8-19 Aprobó: Página 4 de 4  Cálculo de conductores, módulo de interconexión  Selección de la estructura: se adoptará tipo de material a utilizar, geometría de la estructura, tipo de unión y fijación al suelo.  Cálculo de la estación elevadora de tensión: se definirá el tipo constructivo, la celda de conexión de baja, cálculo de la potencia del transformador a utilizar, selección del transformador, celda de conexión de alta, selección de conductores, selección de protecciones y puesta a tierra.  Determinación del costo de montaje  Cálculo de presupuesto y amortización 2.4. Plan de trabajos PLAN DE ENTREGAS PARCIALES Plan de Entregas (fechas) para: Rev. 01 Rev. 02 Aprob. A-Anexo II – PFC-AAXXY- (TITULO-Autores) 1° 07/12/2018 - 19/03/2019 G-PFC-1903A - Carátula-Resumen Ejecutivo- Agradecimientos 8° 23/09/2019 A-PFC-1903A - Introducción y Situación Problemática - Rev00 2° 19/03/2019 13/05/2019 B-PFC-1903A - Objetivos-Alcances Plan de Trabajo - Rev00 3° 19/03/2019 13/05/2019 C-PFC-1903A - Memorias de Cálculo - Rev00 6° 16/09/2019 D-PFC-1903A - Ingeniería Básica - Rev00 4° 30/07/2019 01/08/2019 E-PFC-1903A - Ingeniería de Detalles - Rev00 5° 26/08/2019 F-PFC-1903A - Anexos Complementarios - Rev00 6° 16/09/2019 I-PFC-1903A - Presentación Para la Defensa-Rev00 7° 23/09/2019 FECHA ESTIMADA DE PRESENTACIÓN Anexo-III + 1 Cop.Papel + 3 Cop. DVD 30/09/2019 Fecha Defensa Pública 23/10/2019 3 INGENIERÍA BÁSICA DEMARLENGE, Leylén Magalí PASCAL, Damián Alejandro Uso de energía solar fotovoltaica para la repotenciación de un final de línea de un sistema de distribución eléctrica de MT en el ámbito rural PFC – 1903A IB – Rev.03 Preparó: DEMARLENGE – PASCAL Revisó: ACDC 30/07/2019 GP 01/08/2019 - 27-8-19 Aprobó: Página 2 de 12 3. Ingeniería Básica ÍNDICE TEMÁTICO 3. Ingeniería Básica .................................................................................................................................... 2 ÍNDICE TEMÁTICO ........................................................................................................................................ 2 LISTA DE FIGURAS ...................................................................................................................................... 2 3.1. Descripción y características generales ......................................................................................... 3 3.2. Normativas de aplicación ............................................................................................................... 3 3.3. Diagrama esquemático y Flujograma ............................................................................................ 3 3.4. Tecnologías adoptadas .................................................................................................................. 5 3.4.1. Paneles solares FV ................................................................................................................ 6 3.4.2. Estructuras ............................................................................................................................. 7 3.4.3. Inversores ............................................................................................................................... 7 3.4.4. SET ......................................................................................................................................... 8 3.5. Infraestructuras, espacios y ubicación ........................................................................................... 9 3.6. Conexión de las fuentes ................................................................................................................. 9 3.7. Objetivo estimado de producción ................................................................................................. 10 3.8. Codificación de equipos ............................................................................................................... 10 3.8.1. Nivel 1: Secciones ................................................................................................................ 11 3.8.2. Nivel 2: Áreas ....................................................................................................................... 11 3.8.3. Nivel 3: Equipo ..................................................................................................................... 12 LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Diagrama esquemático de la producción de energía SFV ............................................................ 4 Figura 2 - Flujograma de la producción de energía SFV ............................................................................... 5 Figura 3 - Panel solar fotovoltaico ................................................................................................................. 6 Figura 4 - Estructuras fijas ............................................................................................................................. 7 Figura 5 - Inversor .......................................................................................................................................... 8 Figura 6 - Transformador 13,2/0,4 kV ............................................................................................................ 8 Figura 7 - Imagen satelital del parque de ESFV ............................................................................................ 9 Figura 8 - Esquema de conexión en paralelo .............................................................................................. 10 Figura 9 - Código de conductores ................................................................................................................ 11 Figura 10 - Codificación de protecciones ..................................................................................................... 11 Uso de energía solar fotovoltaica para la repotenciación de un final de línea de un sistema de distribución eléctrica de MT en el ámbito rural PFC – 1903A IB – Rev.03 Preparó: DEMARLENGE – PASCAL Revisó: ACDC 30/07/2019 GP 01/08/2019 - 27-8-19 Aprobó: Página 3 de 12 3.1. Descripción y características generales Para la solución de la problemática, y para cumplir con la demanda de la Cooperativa, se proyecta el diseño de un parque solar fotovoltaico que sea capaz de suministrar a la línea de media tensión el 50% de la energía que la Cooperativa compra a ENERSA en ese distribuidor. Se adopta energía del tipo fotovoltaica, porque además de ser una demanda de la Cooperativa el uso de este tipo de instalación, es más económica y limpia que las energías convencionales y dentro de las energías renovables es de fácil instalación, más económica, de inmediata puesta en marcha, no requiere transporte de materia prima, no produce ruidos significativos y puesto que será instalado en un campo de pradera que no requiere desmonte ni nivelación, el impacto en el ambiente es menor. Cabe destacar que esta tecnología encuentra su potencia pico en las horas próximas al mediodía solar, coincidente con los mayores consumos, momento en el cual repotenciará al distribuidor Talita. Todo el parque ocupará dos hectáreas. Esta es una desventaja de este tipo de energía por el espacio que requiere. Dentro del predio se ubicarán los paneles, los inversores y la Sub Estación Transformadora (SET). La energía generada en los paneles (CC) se transformará en el inversor en alterna. Los conductores que saldrán de los inversores se unirán en las barras colectoras para terminar su última transformación en la SET, donde dejará de ser baja tensión (380 𝑉) para convertirse en media tensión (13,2 𝑘𝑉) necesaria para poder conectar el parque en paralelo a la red de distribución rural de la Cooperativa. El alcance del proyecto es la totalidad de la ingeniería eléctrica de cada componente, el estudio de impacto ambiental y el retorno de la inversión. 3.2. Normativas de aplicación En la provincia de Entre Ríos la única reglamentación referente a generación de energía con fuentes renovables es el Decreto Provincial 4315/2016 “Reglamento para la instalación y uso de pequeñas generaciones de energía eléctrica a partir de fuentes renovables y sustentables”. Sin embargo, el mismo contempla instalaciones menores a 50 kW quedando fuera de este marco regulatorio la media y macro generación, al mismo tiempo que no contempla la inyección de energía a la red de distribución en media tensión, por lo que el presente proyecto se encuentra en un vacío legal. Para salvar esta situación se toma como referencia la norma internacional VDE 126-1-1, 2006-02. 3.3. Diagrama esquemático y Flujograma Para facilitar la comprensión del proceso de generación eléctrica FV se presenta a continuación, en la Figura 1, un diagrama esquemático del proceso. En el mismo se puede ver cada etapa, como así también la transformación que sufre la corriente desde continua en muy baja tensión hasta alterna en media tensión. Uso de energía solar fotovoltaica para la repotenciación de un final de línea de un sistema de distribución eléctrica de MT en el ámbito rural PFC – 1903A IB – Rev.03 Preparó: DEMARLENGE – PASCAL Revisó: ACDC 30/07/2019 GP 01/08/2019 - 27-8-19 Aprobó: Página 4 de 12 El proceso comienza con la radiación solar, los fotones de luz que llegan a los paneles FV crean una diferencia de voltaje con la cual se genera corriente continua. Dicha corriente llega a los inversores para ser transformada en corriente alterna. Antes y después de los inversores se disponen unas cajas para las debidas protecciones. Por último, la corriente alterna llega al transformador para elevar su tensión y así poder conectarse a la red eléctrica rural. A partir de aquí la energía eléctrica generada está lista para ser utilizada por los usuarios. Figura 1 - Diagrama esquemático de la producción de energía SFV Los consumidores no pueden recibir un 100% de energía proveniente de este parque porque el mismo no genera potencia reactiva, la cual es necesaria para el funcionamiento de máquinas rotativas. Por éste motivo, una parte de la energía (si no es toda) que captan de la red siempre provendrá de fuentes convencionales. Esto se puede ver con mayor claridad en el flujograma de la Figura 2. Uso de energía solar fotovoltaica para la repotenciación de un final de línea de un sistema de distribución eléctrica de MT en el ámbito rural PFC – 1903A IB – Rev.03 Preparó: DEMARLENGE – PASCAL Revisó: ACDC 30/07/2019 GP 01/08/2019 - 27-8-19 Aprobó: Página 5 de 12 Figura 2 - Flujograma de la producción de energía SFV 3.4. Tecnologías adoptadas Según la ITC-BT-40, las instalaciones generadoras fotovoltaicas se clasifican en tres grandes grupos:  Instalaciones generadoras aisladas (Tipo A): se utilizan exclusivamente para alimentar cargas en baja tensión a partir del generador. No existe ninguna conexión con la red de distribución eléctrica. En la mayoría de las ocasiones estas instalaciones necesitan disponer de un sistema de almacenamiento de energía.  Instalaciones generadoras asistidas (Tipo B): se utilizan exclusivamente para alimentar cargas en baja tensión a partir del generador o a partir de la red de distribución eléctrica, alternativamente, sin que puedan funcionar en paralelo. Una de las fuentes es la preferente para el suministro, mientras que la otra actúa como alimentación de socorro o de apoyo. Uso de energía solar fotovoltaica para la repotenciación de un final de línea de un sistema de distribución eléctrica de MT en el ámbito rural PFC – 1903A IB – Rev.03 Preparó: DEMARLENGE – PASCAL Revisó: ACDC 30/07/2019 GP 01/08/2019 - 27-8-19 Aprobó: Página 6 de 12  Instalaciones generadoras interconectadas (Tipo C): son aquellas que funcionan normalmente en paralelo con la red de distribución eléctrica. A su vez, estas instalaciones se clasifican en dos tipos: o Tipo C1: instalaciones con punto de conexión en la red de distribución eléctrica en baja tensión. o Tipo C2: instalaciones con punto de conexión en la red eléctrica de alta tensión. Utilizan para ello un transformador elevador de tensión. Recordemos que la problemática planteada es repotenciar un final de línea en un sistema de distribución eléctrica rural de media tensión. Por lo que la instalación del generador FV será del tipo C2, ya que el mismo se conectará en paralelo a la red. A continuación se nombras sus principales componentes: 3.4.1. Paneles solares FV Existen dos grandes tipos de paneles fotovoltaicos: con celdas de silicio monocristalino y con celdas de silicio policristalino. Los primeros son más eficientes pero, por su tipo de fabricación, son más costosos y su uso es recomendado en climas fríos con presencia de nieve. Los paneles de celdas de silicio policristalino son ligeramente menos eficientes, menos costosos y recomendado para climas templados. Por el tipo de clima de la zona donde estará ubicado el generador FV se utilizarán paneles solares con celdas de silicio policristalino. El precio de los mismos también ha jugado un papel fundamental a la hora de seleccionar esta tecnología, debido a la cantidad de paneles que serán necesarios. Figura 3 - Panel solar fotovoltaico Uso de energía solar fotovoltaica para la repotenciación de un final de línea de un sistema de distribución eléctrica de MT en el ámbito rural PFC – 1903A IB – Rev.03 Preparó: DEMARLENGE – PASCAL Revisó: ACDC 30/07/2019 GP 01/08/2019 - 27-8-19 Aprobó: Página 7 de 12 3.4.2. Estructuras Existen dos tipos de estructuras,  Estructuras fijas: son sistemas estáticos donde la orientación e inclinación de los módulos se mantiene fija.  Estructuras con seguimiento del sol: éstas varían la posición de los módulos para aprovechar al máximo la radiación solar. Las mismas requieren un motor y un sistema de posicionamiento solar, lo que eleva su costo considerablemente. Las estructuras que sostendrán los paneles serán del tipo fijas, por ser más económicas y gracias a la buena radiación presente en esta latitud, no se justifica el gasto de un sistema de seguimiento solar. Las mismas le darán a los paneles la inclinación adecuada y los alejarán del suelo para evitar excesiva suciedad y sombras debidas a la vegetación. Estas estructuras también servirán para montar los inversores y las cajas de protecciones. La fijación de las estructuras al suelo se hará sobre una base de hormigón (pilotines) diseñados para tal fin, de esta manera nos aseguramos que la fuerza que ejerza el viento sobre los paneles no perjudique el anclaje de los mismos. Figura 4 - Estructuras fijas 3.4.3. Inversores Existen dos tecnologías de inversores:  Inversores de string: hay múltiples inversores pequeños para varios paneles conectados en serie.  Inversores centrales: en este caso, se utilizan menos inversores más potentes. La potencia nominal del inversor central más pequeño disponible en el mercado, supera la potencia proyectada para el generador fotovoltaico de este proyecto, lo que hace que sea necesario un solo inversor central. Esto le quita versatilidad al sistema, ya que si el inversor falla, quedan fuera de servicio todos los paneles y en caso de que unas nubes afecten a algunos módulos FV, baja el rendimiento de todo el parque. Por tal motivo, se decidió utilizar varios inversores del tipo string, esta tecnología permite que en caso de fallas en el inversor se pueda sustituir el mismo. Esto simplifica enormemente las tareas de mantenimiento, sin dejar fuera de servicio una cantidad significativa de paneles. Además, para altas temperaturas ambiente se simplifica enormemente la refrigeración en inversores de string. Uso de energía solar fotovoltaica para la repotenciación de un final de línea de un sistema de distribución eléctrica de MT en el ámbito rural PFC – 1903A IB – Rev.03 Preparó: DEMARLENGE – PASCAL Revisó: ACDC 30/07/2019 GP 01/08/2019 - 27-8-19 Aprobó: Página 8 de 12 Figura 5 - Inversor 3.4.4. SET La sub-estación transformadora está formada por: el transformador propiamente dicho, los elementos de protección para ambos bornes de conexión, las aparamentas de conexión y el sistema de puesta a tierra. Dentro de los disponibles existen distintos tipos:  Subterráneas: están situadas bajo el nivel de suelo ya que su principal característica es reducir el espacio y mejorar la visual siendo ideal para zonas urbanas. Como desventajas se destaca que necesitan un sistema de desagote fluvial y un encofrado de mampostería haciéndola costosa.  Compactas: están situadas dentro de un compartimiento que puede ser de material de construcción o envolvente metálicas. Requieren un sistema de celdas de protección y maniobra, aisladas por gas, que reducen las distancias entre los bornes y así las dimensiones finales de toda la SET. Ideales para uso en espacios reducidos o dentro de edificios. Su costo es muy elevado.  Aéreas: se sitúan en una plataforma elevada amarrada a una o más columnas dependiendo del peso del transformador y las protecciones son aisladas con aire. Por su simple diseño son las SET más económica. Se hará del tipo aérea biposte por ser esta configuración de uso común de la Cooperativa en zonas rurales. Se utilizará un transformador encargado de elevar la tensión de 380 V a 13,2 kV. El mismo será del tipo IRAM 2250 en baño de aceite con llenado integral. Figura 6 - Transformador 13,2/0,4 kV Uso de energía solar fotovoltaica para la repotenciación de un final de línea de un sistema de distribución eléctrica de MT en el ámbito rural PFC – 1903A IB – Rev.03 Preparó: DEMARLENGE – PASCAL Revisó: ACDC 30/07/2019 GP 01/08/2019 - 27-8-19 Aprobó: Página 9 de 12 3.5. Infraestructuras, espacios y ubicación Para delimitar el predio que ocupará el parque se proyecta colocar un alambrado perimetral del tipo “olímpico” con un portón de acceso, con el fin de evitar el ingreso a toda persona ajena a la empresa y eventuales animales que puedan provocar daño en las instalaciones. Además será necesario “afirmar” un camino dentro del predio, esto es indispensable para tareas de mantenimiento en días posteriores a una lluvia. En la Figura 7 se ve una imagen satelital del generador sobre el terreno elegido para su emplazamiento. Este lugar fue seleccionado por diversas razones, entre ellas: es un lugar de fácil acceso, está cerca del mayor consumidor (ACA), es un terreno alto sin arboladas cercanas que le puedan generar sombras, no requiere nivelación ni desmonte; y con respecto a lo técnico se sitúa en un final de línea, lugar estratégico para contrarrestar los efectos de la caída de tensión. Figura 7 - Imagen satelital del parque de ESFV 3.6. Conexión de las fuentes Puesto que los inversores trabajan copiando la forma de onda de la red, y no pueden funcionar en ausencia de tensión, serán conectados en paralelo a la misma. Este es el modo de conexión más conveniente ya que es más estable ante ruidos eléctricos y además, en caso de falla de un equipo no interfiere en el normal funcionamiento de los demás. Uso de energía solar fotovoltaica para la repotenciación de un final de línea de un sistema de distribución eléctrica de MT en el ámbito rural PFC – 1903A IB – Rev.03 Preparó: DEMARLENGE – PASCAL Revisó: ACDC 30/07/2019 GP 01/08/2019 - 27-8-19 Aprobó: Página 10 de 12 Figura 8 - Esquema de conexión en paralelo 3.7. Objetivo estimado de producción Como el objetivo que se propuso es generar energía para aumentar en un 50% la disponible en el distribuidor, el parque de ESFV deberá generar 943850 𝑘𝑊ℎ a lo largo de todo el año. En el siguiente grafico se pueden ver los valores de energía que se proyecta alcanzar para el año 2020, comparado con el consumo actual del distribuidor. Para realizar esta estimación se tuvo en cuenta el crecimiento demográfico de los últimos años. 3.8. Codificación de equipos Contar con una estructura de comunicación dentro del proyecto nos permite identificar en cualquier instancia el elemento en cuestión. Una nomenclatura abreviada y única nos permitirá administrar eficientemente cada elemento del proyecto. La codificación del presente será alfanumérica y se hará por niveles. Para los paneles, inversores y estructuras el código nos dará la ubicación geográfica de los equipos en el predio, y los niveles serán: sección / área / equipo / string al que pertenece / inversor al que pertenece. Este código se muestra en la Figura 9. Uso de energía solar fotovoltaica para la repotenciación de un final de línea de un sistema de distribución eléctrica de MT en el ámbito rural PFC – 1903A IB – Rev.03 Preparó: DEMARLENGE – PASCAL Revisó: ACDC 30/07/2019 GP 01/08/2019 - 27-8-19 Aprobó: Página 11 de 12 En la Figura 10 tenemos el código para conductores y en la figura 11 se puede ver el código para protecciones. Algunos equipos que no pertenecen a ninguno de los rubros anteriores, utilizarán el mismo código pero con los 3 primeros niveles. Figura 9 - Código de paneles, inversores y estructuras Figura 10 - Código de conductores Figura 11 - Codificación de protecciones 3.8.1. Nivel 1: Secciones La codificación de las secciones se hace mediante dos letras mayúsculas y las mismas son: DG: Diseño del generador CE: Cálculos eléctricos ES: Estructura 3.8.2. Nivel 2: Áreas Para identificar las áreas se utilizan números, los cuales son: 1: Diseño 2: Conductores 3: Protecciones 4: SET 5: Puesta a tierra 6: Soportes, elementos de fijación, conductos Uso de energía solar fotovoltaica para la repotenciación de un final de línea de un sistema de distribución eléctrica de MT en el ámbito rural PFC – 1903A IB – Rev.03 Preparó: DEMARLENGE – PASCAL Revisó: ACDC 30/07/2019 GP 01/08/2019 - 27-8-19 Aprobó: Página 12 de 12 3.8.3. Nivel 3: Equipo Los equipos se designan con las iniciales de sus nombres, los principales equipos que han sido nombrados en esta sección son: PFV: Panel fotovoltaico I: Inversor CN1: Caja de nivel 1, que contiene las protecciones de CC CN2: Caja de nivel 2, que contiene las protecciones de CA T: Transformador E: Estructura 4 INGENIERÍA DE DETALLES DEMARLENGE, Leylén Magalí PASCAL, Damián Alejandro Uso de energía solar fotovoltaica para la repotenciación de un final de línea de un sistema de distribución eléctrica de MT en el ámbito rural PFC – 1903A ID – Rev.01 Preparó: DEMARLENGE – PASCAL Revisó: ACDC 27/08/2019 Aprobó: Página 2 de 39 4. INGENIERÍA DE DETALLES ÍNDICE TEMÁTICO 4. INGENIERÍA DE DETALLES ................................................................................................................. 2 ÍNDICE TEMÁTICO ........................................................................................................................................ 2 LISTA DE FIGURAS ...................................................................................................................................... 3 LISTA DE TABLAS ......................................................................................................................................... 4 4.1. Estudio de factibilidad .................................................................................................................... 6 4.1.1. Referencia a fascículos .......................................................................................................... 6 4.1.2. Energía solar fotovoltaica anual necesaria ............................................................................ 6 4.2. Diseño y selección de equipos generadores ................................................................................. 6 4.2.1. Paneles fotovoltaicos a utilizar (DG-1-PFV00-S0-I00) ........................................................... 6 4.2.2. Selección de los inversores (DG-1-I00) ................................................................................. 8 4.2.3. Cantidad de paneles por inversor ........................................................................................ 10 4.2.4. Energía total anual generada ............................................................................................... 10 4.3. Estructuras de soporte de paneles (ES-6-E-S0-I00) ................................................................... 10 4.4. Codificación de paneles, inversores y estructuras ....................................................................... 11 4.5. Protecciones ................................................................................................................................. 13 4.5.1. Referencia a fascículos ........................................................................................................ 13 4.5.2. Cajas de protecciones de CC (CE-3-CN100) ...................................................................... 13 4.5.3. Caja de protecciones de CA (CE-3-CN200) ........................................................................ 15 4.5.4. Codificación de protecciones ............................................................................................... 17 4.6. Sub estación transformadora (SET) ............................................................................................. 18 4.6.1. Referencia a fascículos ........................................................................................................ 18 4.6.2. Transformador (CE-4-T) ....................................................................................................... 18 4.6.3. Protecciones y aparamentas ................................................................................................ 18 4.6.4. Codificación de la sub estación transformadora (SET) ........................................................ 21 4.7. Sistemas de puesta a tierra.......................................................................................................... 22 4.7.1. Referencia a fascículos ........................................................................................................ 22 4.7.2. Esquema de conexión .......................................................................................................... 22 4.7.3. Diseño de la instalación del sistema de puesta a tierra del generador de ESFV ................ 22 4.7.4. Diseño de la instalación del sistema de puesta a tierra de la sub estación generadora ..... 22 4.7.5. Componentes de los sistemas de puesta a tierra ................................................................ 23 4.7.6. Codificación de los sistemas de puesta a tierra ................................................................... 26 4.8. Conductores ................................................................................................................................. 27 4.8.1. Conductores CC desde cada string al inversor (CE-2-Cpp-CC6 y CE-2-Cpn-CC6) ........... 27 4.8.2. Conductores CA desde los inversores a la caja de nivel 3 (CE-2-C-CA35) ........................ 29 4.8.3. Barras colectoras de la caja de nivel 3 (CE-2-B-CA40x10) ................................................. 31 4.8.4. Conductores CA desde el transformador a las cajas de nivel 3 (CE-2-C-CA95) ................ 32 4.9. Complementos ............................................................................................................................. 34 Uso de energía solar fotovoltaica para la repotenciación de un final de línea de un sistema de distribución eléctrica de MT en el ámbito rural PFC – 1903A ID – Rev.01 Preparó: DEMARLENGE – PASCAL Revisó: ACDC 27/08/2019 Aprobó: Página 3 de 39 4.9.1. Referencia a fascículos ........................................................................................................ 34 4.9.2. Sistema de control y medición remota ................................................................................. 34 4.9.3. Calle interna ......................................................................................................................... 35 4.9.4. Tejido perimetral ................................................................................................................... 35 4.9.5. Ladrillos y zanjeado .............................................................................................................. 35 4.10. Resultado del estudio económico ............................................................................................ 35 4.10.1. Referencia a fascículo ...................................................................................................... 35 4.10.2. Inversión ........................................................................................................................... 36 4.10.3. Retorno de la inversión .................................................................................................... 36 4.10.4. Rentabilidad...................................................................................................................... 36 4.11. Resultado del estudio de impacto ambiental (EIA) .................................................................. 37 4.11.1. Referencia a fascículo ...................................................................................................... 37 4.11.2. Matriz de impacto ambiental ............................................................................................ 37 4.11.3. Medidas de mitigación ...................................................................................................... 39 LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Panel fotovoltaico JINKO (DG-1-PFV00-S0-I00)........................................................................... 6 Figura 2 - Conexión en serie de manera eficiente de los paneles FV ........................................................... 7 Figura 3 - Inversor FRONIUS (DG-1-I00) ...................................................................................................... 8 Figura 4 - Protecciones necesarias para el correcto funcionamiento del inversor ........................................ 8 Figura 5 - Posicionamiento correcto del inversor ........................................................................................... 9 Figura 6 - Fijación de los inversores mediante ménsulas .............................................................................. 9 Figura 7 - Estructuras para paneles Idero Solar (ES-6-E-S0-I00) ............................................................... 11 Figura 8 - Codificación de inversores ........................................................................................................... 12 Figura 9 - Codificación de paneles ............................................................................................................... 13 Figura 10 - Caja de nivel 1 GENROD (CE-3-CN100) .................................................................................. 14 Figura 11 - Seccionador de corriente continua ZJ BENY (CE-3-S-1200VCC63A) ..................................... 14 Figura 12 - Fusible de string SIBA (CE-3-F-1000VCC20A) ......................................................................... 15 Figura 13 - Portafusible ZJ BENY (CE-3-PF-1000VCC30A) ....................................................................... 15 Figura 14 - Descargador de CC ZJ BENY (CE-3-D-1000VCC) ................................................................... 15 Figura 15 - Caja de nivel 2 GENROD (CE-3-CN200) .................................................................................. 16 Figura 16 - Interruptor diferencial SCHNEIDER (CE-3-ID-CA63A) ............................................................. 16 Figura 17 - Interruptor termomagnético SCHENEIDER (CE-3-ITM-CA40A) ............................................... 16 Figura 18 - Descargador de CA SCHNEIDER (CE-3-D-400VCA) ............................................................... 17 Figura 19 - Transformador TADEO CZERWENY (CE-4-T) ......................................................................... 18 Figura 20 - Poste de hormigón armado PREAR (CE-4-P1)......................................................................... 18 Figura 21 - Poste de hormigón armado PREAR (CE-4-P2)......................................................................... 19 Figura 22 - Perfil doble T ACINDAR ............................................................................................................ 19 Figura 23 - Seccionador fusible tipo XS FAMEY FAMMI (CE-4-SF-25kVCA100A) .................................... 19 Figura 24 - Descargador de óxido de Zinc FAPA (CE-4-D-15kVCA10kA) .................................................. 19 Uso de energía solar fotovoltaica para la repotenciación de un final de línea de un sistema de distribución eléctrica de MT en el ámbito rural PFC – 1903A ID – Rev.01 Preparó: DEMARLENGE – PASCAL Revisó: ACDC 27/08/2019 Aprobó: Página 4 de 39 Figura 25 - Seccionador fusible tipo APR BRONAL (CE-4-SF-500VCA630A) ............................................ 20 Figura 26 - Conductor de cobre desnudo ACINDAR (CE-4-C-CA50) ......................................................... 20 Figura 27 - Jabalinas GENROD (CE-5-J) .................................................................................................... 23 Figura 28 - Conductor PRYSMIAN (CE-5-C-CC6) ...................................................................................... 23 Figura 29 - Terminal LCT para conductor de protección de 6mm2 (CE-6-TC6) ......................................... 24 Figura 30 - Conductor PRYSMIAN (CE-5-C00-CA16) ................................................................................. 24 Figura 31 - Terminal LCT para conductor de puesta a tierra de 16mm2 (CE-6-TC16) ............................... 24 Figura 32 - Bornera de p.a.t. ELENT (CE-5-BPAT-CA20x30) ..................................................................... 25 Figura 33 - Barra colectora de puesta a tierra ELECTRO SERTEC (CE-5-BPAT-CA40x10) ..................... 25 Figura 34 - Conductor acero-cobre desnudo GENROD (CE-5-C-CA120) .................................................. 25 Figura 35 - Conductor MARLEW (CE-2-Cpp-CC6 y CE-2-Cpn-CC6) ......................................................... 27 Figura 36 - Conducto de PVC TUBOFORTE (CE-6-TB63), para conductores DC ..................................... 28 Figura 37 - Protección contra impactos mecánicos para electroductos de PVC ......................................... 28 Figura 38 - Bandeja perforada SAMET (CE-6-BP) ...................................................................................... 28 Figura 39 - Conductores MC4 JINKO (CE-2-MC4pp y CE-2-MC4pn) ......................................................... 29 Figura 40 - Conductor PRYSMIAN (CE-2-C-CA35) ..................................................................................... 29 Figura 41 - Conducto de PVC TUBOFORTE (CE-6-TB110), para conductores CA ................................... 30 Figura 42 - Terminal LCT para conductor de 25mm2 (CE-6-TC35) ............................................................ 30 Figura 43 - Barras de fase y neutro ELECTRO SERTEC (CE-2-B-CA40x10) ............................................ 31 Figura 44 - Caja de nivel 3 GENROD (CE-3-CN3) ...................................................................................... 32 Figura 45 - Conductor PRYSMIAN (CE-2-C-CA95) ..................................................................................... 32 Figura 46 – Malla de peligro eléctrico GIADE (CE-6-M) .............................................................................. 33 Figura 47 - Terminal LCT para conductor de 95mm2 (CE-2-TC95) ............................................................ 33 Figura 48 - Terminal LCT para conductor de 50mm2 (CE-2-TC50) ............................................................ 34 Figura 49 - Esquema de conexión del Smart Meter .................................................................................... 35 LISTA DE TABLAS Tabla 1 - Codificación de las protecciones de corriente continua ............................................................... 17 Tabla 2 - Codificación de las protecciones de corriente alterna .................................................................. 17 Tabla 3 - Herrajes de la SET ........................................................................................................................ 21 Tabla 4 - Códigos para transformador, estructuras, postes y conductor de cobre desnudo ....................... 21 Tabla 5 - Protecciones del lado de media tensión de la SET ...................................................................... 21 Tabla 6 - Protecciones del lado de baja tensión de la SET ......................................................................... 21 Tabla 7 - Códigos de jabalinas y conductores de acero-cobre de los sistemas de puesta a tierra............. 26 Tabla 8 - Codificación de los elementos conectados a las borneras de puesta a tierra de la caja de nivel 2 ...................................................................................................................................................................... 26 Tabla 9 - Codificación de los elementos conectados a la barra de puesta a tierra de la caja de nivel 3 .... 26 Tabla 10 - Codificación de los conductores de string de una caja de nivel 1 .............................................. 29 Tabla 11 - Codificación de conductores CA, tubos de PVC para conductores CA y terminales ................. 31 Tabla 12 - Codificación de los conductores de 95mm2 y sus terminales .................................................... 34 Uso de energía solar fotovoltaica para la repotenciación de un final de línea de un sistema de distribución eléctrica de MT en el ámbito rural PFC – 1903A ID – Rev.01 Preparó: DEMARLENGE – PASCAL Revisó: ACDC 27/08/2019 Aprobó: Página 5 de 39 Tabla 13 - Inversión total del parque de ESFV ............................................................................................ 36 Tabla 14 - Matriz de Impactos Ambientales ................................................................................................. 38 Tabla 15 - Categoría de impactos negativos ............................................................................................... 38 Tabla 16 - Categoría de impactos positivos ................................................................................................. 39 Uso de energía solar fotovoltaica para la repotenciación de un final de línea de un sistema de distribución eléctrica de MT en el ámbito rural PFC – 1903A ID – Rev.01 Preparó: DEMARLENGE – PASCAL Revisó: ACDC 27/08/2019 Aprobó: Página 6 de 39 4.1. Estudio de factibilidad 4.1.1. Referencia a fascículos Para detalles de cálculo, consultar del capítulo 5 – Memorias de cálculo, los siguientes fascículos: 5.4.1 “Elección del terreno donde se emplazará el parque” 5.4.2 “Potencial energético del lugar” 5.4.3 “Hora solar pico (HSP)” 5.4.4 “Inclinación de los paneles” 4.1.2. Energía solar fotovoltaica anual necesaria El parque de energía solar fotovoltaica deberá generar a lo largo de todo el año. 4.2. Diseño y selección de equipos generadores 4.2.1. Paneles fotovoltaicos a utilizar (DG-1-PFV00-S0-I00) Los paneles solares seleccionados son de la marca JINKO de 72 celdas de silicio policristalino, como se detalla a continuación: PANEL FOTOVOLTAICO MARCA, Modelo JINKO, JKM315P-72 Potencia 1 Dimensiones 1 6𝑥 2𝑥 0 𝑚𝑚 Cantidad a instalar 2000 Código DG-1-PFV00-S0-I00 Figura 1 - Panel fotovoltaico JINKO (DG-1-PFV00-S0-I00) Sus principales características son:  Alta eficiencia de conservación del módulo, gracias a su innovadora tecnología de producción.  Resultados con baja irradiación lumínica, gracias al avanzado cristal y el texturizado de la superficie de la célula.  Resistencia en condiciones climáticas adversas: certificado para soportar 2400Pa de viento y cargas de nieve de 5400Pa.  Resistencia en condiciones ambientales extremas: alta resistencia a la brisa marina y al amoníaco.  Certificación IEC 61215 y IEC 61730. Al momento de su instalación se deben tener en cuenta las recomendaciones del fabricante expuestas en el Manual de Instalación. Entre las cuales se destacan: Uso de energía solar fotovoltaica para la repotenciación de un final de línea de un sistema de distribución eléctrica de MT en el ámbito rural PFC – 1903A ID – Rev.01 Preparó: DEMARLENGE – PASCAL Revisó: ACDC 27/08/2019 Aprobó: Página 7 de 39  Los módulos fotovoltaicos generan electricidad de corriente continua cuando están expuestos a la luz del sol u otras fuentes de luz. El contacto con las piezas del módulo que tengan carga, como pueden ser los terminales, puede provocar quemaduras, chispas y sacudidas eléctricas mortales.  Los módulos están provistos de un cristal protector frontal. La ruptura de este cristal pone en peligro la seguridad eléctrica (puede originar descargas eléctricas e incendios). Estos módulos no se pueden reparar y deben ser reemplazados de inmediato.  Para evitar el riesgo de descargas eléctricas o quemaduras, los módulos se cubrirán con un material opaco durante su instalación. Asimismo, la instalación y el mantenimiento de los mismos únicamente deben ser realizados por personal cualificado.  No tocar los terminales portadores de carga sin guantes. Utilizar herramientas aisladas para las conexiones eléctricas.  No desconectar ningún módulo mientras esté en plena carga. 4.2.1.1. Cantidad de paneles Se instalarán un total de 2000 paneles en todo el parque. Para detalles de cálculo consultar del capítulo 5 – Memorias de cálculo, los fascículos: 5.5.2 “Número de paneles fotovoltaicos necesarios” y 5.5.5.4 “Verificación y determinación de condiciones nominales de operación” Además de los paneles a instalar, se debe tener un stock de repuestos para poder cambiar los equipos que se rompan. Es por esto que habrá 200 paneles en stock. El cálculo de los stock de repuestos se puede consultar en el capítulo 5 – Memorias de cálculo, fascículo 5.9.2 “Stock de repuestos”. 4.2.1.2. Conexionado Para aprovechar la longitud de los conductores propios de los paneles, la conexión en serie de los mismos se hará como se muestra en la Figura 2. De esta manera se reduce la cantidad de conductores a utilizar para conectar los paneles al inversor. La conexión entre paneles se hace mediante los conectores MC4 que vienen incluidos. Figura 2 - Conexión en serie de manera eficiente de los paneles FV Uso de energía solar fotovoltaica para la repotenciación de un final de línea de un sistema de distribución eléctrica de MT en el ámbito rural PFC – 1903A ID – Rev.01 Preparó: DEMARLENGE – PASCAL Revisó: ACDC 27/08/2019 Aprobó: Página 8 de 39 4.2.2. Selección de los inversores (DG-1-I00) Los inversores a utilizar son de la marca Fronius, detallados a continuación: INVERSOR MARCA, Modelo FRONIUS, Eco 27.0-3-S Potencia 27000 Dimensiones 72 𝑥 10𝑥22 𝑚𝑚 Cantidad a instalar 20 Código DG-1-I00 Figura 3 - Inversor FRONIUS (DG-1-I00) Sus principales ventajas son:  Alta potencia pico.  Tamaño y peso reducido.  Protección IP66.  Instalación rápida y sencilla  Portafusibles y protección contra sobretensiones integrado  Comunicación de datos integrada.  Seguimiento. 4.2.2.1. Cantidad de inversores Se instalarán 20 inversores. Para detalles de cálculo, consultar capítulo 5 – Memorias de cálculo, fascículo 5.5.4 “Número de inversores necesarios”. Como el diseño de estos inversores permite que se intercambien los equipos de forma rápida en caso de falla del mismo, se prevé un stock de 2 paneles para repuesto. El cálculo de los stock de repuestos se puede consultar en el capítulo 5 – Memorias de cálculo, fascículo 5.9.2 “Stock de repuestos”. 4.2.2.2. Fijación de inversores Para fijar correctamente los inversores, se tiene en cuenta el manual de instalación de Fronius, páginas 41 y 44. Como se puede ver en la Figura 4, los inversores pueden soportar perfectamente la lluvia porque cuentan con protección IP66. Sin embargo, los mismos deben estar protegidos del sol directo porque las altas temperaturas afectan su buen funcionamiento. También deben estar protegidos de gases tóxicos que puedan afectar su rendimiento. Figura 4 - Protecciones necesarias para el correcto funcionamiento del inversor Uso de energía solar fotovoltaica para la repotenciación de un final de línea de un sistema de distribución eléctrica de MT en el ámbito rural PFC – 1903A ID – Rev.01 Preparó: DEMARLENGE – PASCAL Revisó: ACDC 27/08/2019 Aprobó: Página 9 de 39 En la Figura 5, se puede ver el posicionamiento correcto que debe tener el inversor a la hora de su fijación. Figura 5 - Posicionamiento correcto del inversor Tanto los inversores como las cajas de nivel 1 y 2 (detalladas más adelante en el apartado 4.5.2 y 4.5.3) estarán ubicados debajo de los paneles, fijados en la estructura. De esta manera se los protegerá del sol y la lluvia directa. La fijación de los mismos se debe hacer con ménsulas como se muestra a continuación. Figura 6 - Fijación de los inversores mediante ménsulas Uso de energía solar fotovoltaica para la repotenciación de un final de línea de un sistema de distribución eléctrica de MT en el ámbito rural PFC – 1903A ID – Rev.01 Preparó: DEMARLENGE – PASCAL Revisó: ACDC 27/08/2019 Aprobó: Página 10 de 39 4.2.3. Cantidad de paneles por inversor Irán conectados 20 paneles en serie, formando lo que se denomina un “string” (ver definición en Anexo B – Definiciones y glosario, capítulo 8.2.1.5). En cada inversor se conectarán 5 strings. Para detalles de cálculo, consultar capítulo 5 – Memorias de cálculo, fascículo 5.5.5 “Cantidad de paneles fotovoltaicos por inversor”. 4.2.4. Energía total anual generada La potencia solar fotovoltaica a instalar será de 6 0 , que en el transcurso de un año generará una energía de 1160 1 . Para tener disponible esta energía la mayor cantidad de tiempo posible, se garantizan 6 horas de sol en torno al mediodía sin que se proyecten sombras sobre los módulos fotovoltaicos. Es por esto que la distancia entre filas de módulos deberá ser de 4 metros. Para detalles de cálculo, consultar capítulo 5 – Memorias de cálculo, fascículos: 5.5.6 “Potencia solar fotovoltaica a instalar” 5.5.7 “Energía total anual generada” 5.5.8 “Distancia entre filas de módulos fotovoltaicos” 4.3. Estructuras de soporte de paneles (ES-6-E-S0-I00) Las estructuras fueron seleccionadas de la marca Idero Solar, la misma es una empresa nacional que se dedica a la fabricación de estructuras metálicas para paneles diseñadas para soportar las cargas aplicando el REGLAMENTO CIRSOC. Las estructuras cuentan con una protección superficial denominada Magnelis®, que es una aleación especial de magnesio, aluminio y zinc. El Magnelis® genera una resistencia al intemperismo de 3 a 8 veces superior al acero galvanizado en caliente estándar y los aceros pre-galvanizados. Una de las principales propiedades de este recubrimiento, es su capacidad para curarse por sí mismo en los bordes cortados, donde típicamente comienza la corrosión. Las estructuras se fijarán al suelo mediante pilotes de hormigón de sección cuadrada, de 0 6 𝑚 de lado y 0 7 𝑚 de profundidad. Se utilizarán 100 estructuras fijas con las características antes mencionadas. En cada estructura se colocarán 20 paneles, que formarán un string. Es por esto, que la codificación de las mismas designa el string y el inversor al que pertenecen los paneles que ella contiene. Las estructuras servirán también como soporte de los inversores y las cajas que contendrán las protecciones. Para facilitar las tareas de mantenimiento, se colocarán dos inversores juntos con sus cajas de protecciones correspondientes. Los mismos estarán ubicados en las estructuras que pertenecen a los inversores pares y que se encuentren en el extremo interno (es decir que el inversor 1 y 2 estarán en la Uso de energía solar fotovoltaica para la repotenciación de un final de línea de un sistema de distribución eléctrica de MT en el ámbito rural PFC – 1903A ID – Rev.01 Preparó: DEMARLENGE – PASCAL Revisó: ACDC 27/08/2019 Aprobó: Página 11 de 39 estructura ES-6-E-S5-I02, los inversores 3 y 4 estarán en la estructura ES-6-E-S5-I04, y así sucesivamente). ESTRUCTURA MARCA, Modelo IDERO SOLAR, X-20 Denominación L1630 Longitud 10 60 𝑚𝑚 Cantidad 100 Código ES-6-E-S0-I00 Figura 7 - Estructuras para paneles Idero Solar (ES-6-E-S0-I00) 4.4. Codificación de paneles, inversores y estructuras En la Figura 8, se puede ver el sistema de codificación de los inversores. Los mismos se codificarán de izquierda a derecha y de norte a sur. Comenzando con el código DG-1-I01 hasta el DG-1-I20. Los paneles se codificarán tomando como referencia la vista frontal de los módulos, de izquierda a derecha y de norte a sur. Cada inversor posee 5 strings con 20 paneles cada uno, por lo que el sistema de codificación de los paneles determina a qué string y a qué inversor pertenece el mismo. Comenzando por el panel DG-1-PFV01-S1-I01 al DG-1-PFV20-S5-I01, para el primer inversor y del DG-1-PFV01-S1-I20 al DG-1-PFV20-S5-I20, para el último inversor. Es decir que todos los módulos tendrán la misma codificación de los paneles que contienen, pero estos tendrán un código único debido a que se encuentran incluidos en diferentes inversores. Para aclarar lo mencionado, se muestra el sistema de codificación de un módulo en la Figura 9. Uso de energía solar fotovoltaica para la repotenciación de un final de línea de un sistema de distribución eléctrica de MT en el ámbito rural PFC – 1903A ID – Rev.01 Preparó: DEMARLENGE – PASCAL Revisó: ACDC 27/08/2019 Aprobó: Página 12 de 39 Figura 8 - Codificación de inversores Uso de energía solar fotovoltaica para la repotenciación de un final de línea de un sistema de distribución eléctrica de MT en el ámbito rural PFC – 1903A ID – Rev.01 Preparó: DEMARLENGE – PASCAL Revisó: ACDC 27/08/2019 Aprobó: Página 13 de 39 Figura 9 - Codificación de paneles La codificación de las estructuras se realiza de manera similar a la de los paneles, es decir de izquierda a derecha y de norte a sur. Cada estructura contendrá un string, por lo que la Figura 9 muestra la estructura ES-6-E-S1-I01. 4.5. Protecciones En baja tensión, el generador fotovoltaico requiere protecciones para el lado de corriente continua, que irán alojadas en las denominadas cajas de nivel 1; y para el lado de corriente alterna, que se alojarán en las cajas de nivel 2. Para ver detalles sobre la instalación consultar del capítulo 5 – Memorias de cálculo, fascículo 5.6.1 “Diseño de la instalación eléctrica” y plano n° 1903A-E-10-B-A. 4.5.1. Referencia a fascículos Para detalles de cálculo, consultar del capítulo 5 – Memorias de cálculo, los siguientes fascículos: 5.6.8 “Determinación de las protecciones” y 5.6.9. “Selección de las protecciones” 4.5.2. Cajas de protecciones de CC (CE-3-CN100) Las protecciones del lado de corriente continua son seccionadores, fusibles de string y descargadores de sobretensión. Tanto los seccionadores como los fusibles se alojarán en las cajas denominadas de nivel 1, mientras que los descargadores de sobretensión irán alojados en el inversor (en un espacio destinado para ellos) por cuestiones de facilidad en la conexión. Uso de energía solar fotovoltaica para la repotenciación de un final de línea de un sistema de distribución eléctrica de MT en el ámbito rural PFC – 1903A ID – Rev.01 Preparó: DEMARLENGE – PASCAL Revisó: ACDC 27/08/2019 Aprobó: Página 14 de 39 Se utilizarán 10 cajas de nivel 1, puesto que las mismas contendrán las protecciones del lado de corriente continua de dos inversores. Si bien estas cajas, estarán resguardadas del sol y lluvia directos por encontrarse detrás de los paneles, la misma deberá ser de clase IP 55 por estar ubicada al aire libre. Se selecciona una caja de la marca GENROD modelo CCTV de 0𝑥600𝑥22 𝑚𝑚. CAJA DE NIVEL 1 MARCA, Modelo GENROD, cctv Dimensiones 0𝑥600𝑥22 𝑚𝑚 Clase 𝐼𝑃 Cantidad 10 Código CE-3-CN100 Figura 10 - Caja de nivel 1 GENROD (CE-3-CN100) 4.5.2.1. Seccionadores de CC (CE-3-S-1200VCC63A) Se adopta un seccionador de CC por cada string para abrir el circuito en caso de ser necesario. Es decir que, habrá 5 seccionadores de CC por cada inversor. Se utilizarán seccionadores de la marca ZJ BENY modelo BB1H-63 de 1200 y 6 . Se prevé 10 seccionadores para repuesto. Ver capítulo 5 – Memorias de cálculo, fascículo 5.9.2 “Stock de repuestos”. SECCIONADOR CC MARCA, Modelo ZJ BENY, BB1H-63 Cantidad de polos 2 Tipo de corriente CC Corriente nominal 6 Tensión nominal 1200 Cantidad a instalar 100 Código CE-3-S-1200VCC63A Figura 11 - Seccionador de corriente continua ZJ BENY (CE-3-S-1200VCC63A) 4.5.2.2. Fusibles de CC (CE-3-F-1000VCC20A) y Portafusibles (CE-3-PF- 1000VCC30A) Se adopta un fusible por cada conductor positivo de CC para evitar las posibles sobrecargas, con su respectivo portafusible. Se utilizarán 5 fusibles con sus portafusibles por cada inversor. Se prevé 10 fusibles para repuesto. Ver capítulo 5 – Memorias de cálculo, fascículo 5.9.2 “Stock de repuestos”. Se seleccionan fusibles de marca SIBA URZ de 20 1000 . Uso de energía solar fotovoltaica para la repotenciación de un final de línea de un sistema de distribución eléctrica de MT en el ámbito rural PFC – 1903A ID – Rev.01 Preparó: DEMARLENGE – PASCAL Revisó: ACDC 27/08/2019 Aprobó: Página 15 de 39 FUSIBLE DE STRING MARCA, Modelo SIBA, URZ Tipo de corriente CC Tensión nominal 1000 Corriente nominal 20 Cantidad a instalar 100 Código CE-3-F-1000VCC20A Figura 12 - Fusible de string SIBA (CE-3-F-1000VCC20A) El portafusible se seleccionará de marca ZJ BENY modelo BR-30, como marca reconocida para componentes de corriente continua y presente en el mercado nacional. PORTAFUSIBLE MARCA, Modelo ZJ BENY, BR-30 Tipo de corriente CC Tensión nominal 1000 Corriente nominal 0 Cantidad a instalar 100 Código CE-3-PF-1000VCC30A Figura 13 - Portafusible ZJ BENY (CE-3-PF-1000VCC30A) 4.5.2.3. Descargador de CC (CE-3-D-1000VCC) Se adopta un descargador monofásico del lado de corriente continua por cada inversor. Serán necesarios 20 descargadores de sobre tensión en total. Se prevé 2 descargadores para repuesto. Ver capítulo 5 – Memorias de cálculo, fascículo 5.9.2 “Stock de repuestos”. Se selecciona un descargador monofásico de dos polos marca ZJ BENY modelo BUD-40/30, de 1000 de tensión nominal. DESCARGADOR DE CC MARCA, Modelo ZJ BENY, BUD-40/30 Cantidad de polos 3 Tipo de corriente DC Tensión nominal 1000 Cantidad a instalar 20 Código CE-3-D-1000VCC Figura 14 - Descargador de CC ZJ BENY (CE-3-D-1000VCC) 4.5.3. Caja de protecciones de CA (CE-3-CN200) Para las protecciones del lado de alterna, se dispondrán 10 cajas de nivel 2, cada una colectando las salidas de 2 inversores y estarán ubicadas contiguas a los mismos. En estas cajas irán los descargadores de sobretensión, un interruptor termomagnético y un interruptor diferencial. Uso de energía solar fotovoltaica para la repotenciación de un final de línea de un sistema de distribución eléctrica de MT en el ámbito rural PFC – 1903A ID – Rev.01 Preparó: DEMARLENGE – PASCAL Revisó: ACDC 27/08/2019 Aprobó: Página 16 de 39 La caja seleccionada es de la marca GENROD de idénticas características y tamaño que la caja de nivel 1. CAJA DE NIVEL 2 MARCA, Modelo GENROD, cctv Dimensiones 0𝑥600𝑥22 𝑚𝑚 Clase 𝐼𝑃 Cantidad 10 Código CE-3-CN200 Figura 15 - Caja de nivel 2 GENROD (CE-3-CN200) 4.5.3.1. Interruptor diferencial (CE3-ID-CA63A) Se adopta un interruptor diferencial para cada inversor. Se utilizarán, en total, 20 interruptores diferenciales. Se prevé 2 interruptores diferenciales para repuesto. Ver capítulo 5 – Memorias de cálculo, fascículo 5.9.2 “Stock de repuestos”. Se selecciona una protección diferencial de la marca SCHNEIDER modelo Acti 9 ilD de cuatro polos y corriente nominal de 6 . INTERRUPTOR DIFERENCIAL MARCA, Modelo SCHNEIDER, Acti 9 ilD Cantidad de polos 4 Tipo de corriente CA Corriente nominal 6 Cantidad a instalar 20 Código CE-3-ID-CA63A Figura 16 - Interruptor diferencial SCHNEIDER (CE-3-ID-CA63A) 4.5.3.2. Interruptor termomagnético (CE-3-ITM-CA40A) Se adopta un interruptor termomagnético por cada inversor, siendo necesarios 20 en total. Se prevé 2 interruptores termomagnéticos para repuesto. Ver capítulo 5 – Memorias de cálculo, fascículo 5.9.2 “Stock de repuestos”. Se selecciona una protección termomagnética de la marca SCHNEIDER modelo Domae MCB de cuatro polos y corriente nominal de 0 . INTERRUPTOR TERMOMAGNÉTICO MARCA, Modelo SCHNEIDER, Domae MCB Cantidad de polos 4 Tipo de corriente CA Corriente nominal 0 Cantidad a instalar 20 Código CE-3-ITM-CA40A Figura 17 - Interruptor termomagnético SCHENEIDER (CE-3-ITM-CA40A) Uso de energía solar fotovoltaica para la repotenciación de un final de línea de un sistema de distribución eléctrica de MT en el ámbito rural PFC – 1903A ID – Rev.01 Preparó: DEMARLENGE – PASCAL Revisó: ACDC 27/08/2019 Aprobó: Página 17 de 39 4.5.3.3. Descargador de CA (CE-3-D-400VCA) Se adopta un descargador trifásico del lado de corriente alterna por cada inversor. Serán necesarios 20 descargadores de sobre tensión en total. Se prevé 2 descargadores para repuesto. Ver capítulo 5 – Memorias de cálculo, fascículo 5.9.2 “Stock de repuestos”. Se seleccionarán de la marca SCHNEIDER modelo Acti 9 iQuick PRD, de 00 de tensión nominal. DESCARGADOR DE CA MARCA, Modelo SCHNEIDER, Acti 9 i Quick Cantidad de polos 4 Tipo de corriente CA Tensión nominal 0 Cantidad a instalar 20 Código CE-3-D-400VCA Figura 18 - Descargador de CA SCHNEIDER (CE-3-D-400VCA) 4.5.4. Codificación de protecciones El sistema de codificación de las protecciones tiene 4 niveles, sección / área / equipo / tensión nominal + tipo de corriente + corriente nominal. Si las protecciones no se seleccionan por corriente o por tensión, puede que no tengan este dato en su último nivel. La codificación de las cajas de nivel 1 comienza con el código CE-3-CN101 para la primera caja, y finaliza con el código CE-3-CN110. Todas las cajas de nivel 1, contendrán en su interior la misma cantidad de protecciones. En la Tabla 1 se muestra la codificación de las protecciones de corriente continua. Como se dijo anteriormente, los descargadores de sobretensión de corriente continua no están ubicados en las cajas de nivel 1 sino en los inversores. Por esto, no se muestran en la Tabla 1. Tabla 1 - Codificación de las protecciones de corriente continua La codificación de las cajas de nivel 2 comienza con el código CE-3-CN201 y finaliza con CE-3- CN210. En la Tabla 2 se muestra la codificación de las protecciones de corriente alterna. Tabla 2 - Codificación de las protecciones de corriente alterna Caja de nivel 1 Ítem Cantidad Código Seccionador CC 10 CE-3-S-1200VCC63A Porta fusible 10 CE-3-PF-1000VCC30A Fusible 10 CE-3-F-1000VCC20A CE-3-CN101 Caja de nivel 2 Ítem Cantidad Código Interruptor termomagnético 2 CE-3-ITM-CA40A Interruptor diferencial 2 CE-3-ID-CA63A Descargador CA 2 CE-3-D-400VCA CE-3-CN201 Uso de energía solar fotovoltaica para la repotenciación de un final de línea de un sistema de distribución eléctrica de MT en el ámbito rural PFC – 1903A ID – Rev.01 Preparó: DEMARLENGE – PASCAL Revisó: ACDC 27/08/2019 Aprobó: Página 18 de 39 4.6. Sub estación transformadora (SET) La sub estación transformadora será del tipo constructivo aéreo biposte con plataforma, según plano n° 1903A-E-2-B-A y 1903A-E-4-B-A Anexo D – Planos. 4.6.1. Referencia a fascículos Todos los detalles de cálculo, diseño, selección, etc, se pueden consultar en el capítulo 5 – Memorias de cálculo, fascículo 5.6.8 “Sub estación transformadora (SET)”. 4.6.2. Transformador (CE-4-T) Se adopta un transformador de 630 kVA, el mismo será de la marca Tadeo Czerweny IRAM 2250 Relación 13,2 ±2x2,5% / 0,4 kV. TRANSFORMADOR MARCA, Modelo TADEO CZERWENY, IRAM 2250 Relación 13,2 ±2x2,5% / 0,4 kV Potencia 6 0 Cantidad 1 Código CE-4-T Figura 19 - Transformador TADEO CZERWENY (CE-4-T) 4.6.3. Protecciones y aparamentas 4.6.3.1. Postes de hormigón armado (CE-4-P1 y CE-4-P2) El tipo constructivo seleccionado, denominado por la Cooperativa “TC 35 H°A° - puesto de transformación trifásico sobre plataforma de hormigón armado”, consta de dos postes, uno de los cuales es de mayor longitud que el otro para vincular el transformador con la línea rural. Los postes seleccionados son de la marca PREAR y sus principales características se detallan en las figuras 20 y 21. POSTE 1 MARCA, Modelo PREAR, 9m / R1800 Longitud 𝑚 Rotura 1 00 𝑑𝑎𝑁 Cantidad 1 Código CE-4-P1 Figura 20 - Poste de hormigón armado PREAR (CE-4-P1) Uso de energía solar fotovoltaica para la repotenciación de un final de línea de un sistema de distribución eléctrica de MT en el ámbito rural PFC – 1903A ID – Rev.01 Preparó: DEMARLENGE – PASCAL Revisó: ACDC 27/08/2019 Aprobó: Página 19 de 39 POSTE 2 MARCA, Modelo PREAR, 7m / R1200 Longitud 7 𝑚 Rotura 1200 𝑑𝑎𝑁 Cantidad 1 Código CE-4-P2 Figura 21 - Poste de hormigón armado PREAR (CE-4-P2) 4.6.3.2. Plataforma para apoyo del transformador (CE-4-E) Esta plataforma se fabrica según Anexo D – Planos, plano n° 1903A-ES-3-B-A, con perfil normal doble T. Los perfiles seleccionados son de marca ACINDAR con las siguientes características: PERFIL DOBLE T MARCA, Modelo ACINDAR, I.P.N Tamaño 𝐼𝑃𝑁 1 0 Largo 2 𝑚 Cantidad 2 Figura 22 - Perfil doble T ACINDAR 4.6.3.3. Seccionador fusible tipo XS (CE-4-SF-25kVCA100A) Se colocará un seccionador fusible por fase, en el lado de media tensión. Los mismos están encargados de abrir la vinculación entre el transformador y la línea. Se seleccionan de la marca FAMEY FAMMI. SECCIONADOR FUSIBLE XS MARCA, Modelo FAMEY FAMMI, 89031 Tensión nominal 2 Corriente nominal 100 Cantidad 3 Código CE-4-SF-25kVCA100A Figura 23 - Seccionador fusible tipo XS FAMEY FAMMI (CE-4-SF-25kVCA100A) 4.6.3.4. Descargador de óxido de zinc con deslingador (CE-4-D-15kVCA10kA) Son necesarios 3 descargadores en el lado de media tensión, uno por fase. Éstos tienen como función drenar las sobrecorrientes que pueden originarse en la línea. Se seleccionan de la marca FAPA y sus principales características se detallan en la Figura 24. DESCARGADOR CON DESLINGADOR MARCA, Modelo FAPA, DBOZn Tensión nominal 1 Corriente nominal 10 Cantidad 3 Código CE-4-D-15kVCA10kA Figura 24 - Descargador de óxido de Zinc FAPA (CE-4-D-15kVCA10kA) Uso de energía solar fotovoltaica para la repotenciación de un final de línea de un sistema de distribución eléctrica de MT en el ámbito rural PFC – 1903A ID – Rev.01 Preparó: DEMARLENGE – PASCAL Revisó: ACDC 27/08/2019 Aprobó: Página 20 de 39 4.6.3.5. Seccionador fusibles APR (CE-4-SF-500VCA630A) En el lado de baja tensión se colocará un seccionador fusible por cada entrada al transformador, como tenemos 3 entradas por fase, son necesarios 9 seccionadores. Los mismos están encargados de abrir la vinculación entre el transformador y el generador fotovoltaico. Se seleccionan seccionadores de la marca BRONAL, con las características siguientes: SECCIONADOR FUSIBLE APR MARCA, Modelo BRONAL, Tensión nominal 00 Corriente nominal 6 0 Cantidad 9 Código CE-4-SF-500VCA630A Figura 25 - Seccionador fusible tipo APR BRONAL (CE-4-SF-500VCA630A) 4.6.3.6. Conductor de cobre desnudo (CE-4-C-CA50) El mismo es necesario para conectar los electrodos de puesta a tierra con las masas metálicas de la estructura, la cuba del transformador y la salida de los descargadores. Se seleccionarán de la marca GENROD. CONDUCTOR DE COBRE DESNUDO DE 𝟓𝟎 𝒎𝒎𝟐 MARCA, Modelo GENROD, AC C50 Sección 0 𝑚𝑚2 Largo 0 𝑚 Cantidad 10 𝑚 Código CE-4-C-CA50 Figura 26 - Conductor de cobre desnudo ACINDAR (CE-4-C-CA50) 4.6.3.7. Herrajes Los herrajes son todos aquellos elementos que componen la SET que pueden servir tanto para conectar el transformador a la línea rural, como para fijar los conductores y elementos de protección. Los mismos se detallan en la Tabla 3 por tratarse de elementos de uso frecuente en la Cooperativa, mucho de los mismos no tienen marca comercial o se hacen en metalúrgicas de la zona. Uso de energía solar fotovoltaica para la repotenciación de un final de línea de un sistema de distribución eléctrica de MT en el ámbito rural PFC – 1903A ID – Rev.01 Preparó: DEMARLENGE – PASCAL Revisó: ACDC 27/08/2019 Aprobó: Página 21 de 39 Tabla 3 - Herrajes de la SET 4.6.4. Codificación de la sub estación transformadora (SET) En la siguiente tabla se detalla la codificación del transformador, los postes, la estructura y el conductor desnudo: Tabla 4 - Códigos para transformador, estructuras, postes y conductor de cobre desnudo Las protecciones del lado de media tensión se detallan en la tabla de la Tabla 5. Mientras que las protecciones de baja tensión se muestran en la tabla de la Tabla 6. Tabla 5 - Protecciones del lado de media tensión de la SET Tabla 6 - Protecciones del lado de baja tensión de la SET Herraje Cantidad Unidad Soporte seccionador fusible BT PNU 8 x 850 mm 3 pieza Abrazaderas de 2 sectores tipo "I" con 4 bulones MN 64 2 pieza Perfil ángulo "L" galvanizado 31.7 x 31.7 x 3.2 mm x 3 m 2 pieza Abrazaderas de 2 sectores tipo "D" con 4 bulones MN 60 5 pieza Caño flexible de polietileno de 1/2" 12 m Terminal de identar de Cu estañado de 50 mm2 4 pieza Conector bifilar abulonado monometálico Al/ 16-120/16/19 mm2 3 pieza Morceto de conexión de bronce para 50 mm2 8 pieza Bulon de 5/8" x 125 mm 1 pieza Bulon MN 49 2 pieza Bulon MN 48 8 pieza Abrazadera 2 sectores tipo "A" con bulon MN 60 4 pieza Brazo recto MN 41 3 pieza Cruceta galvanizada 1 pieza Trasformador Plataforma para apoyo del transformador Postes de hormigónarmado Conductor de cobre desnudo CE-4-P1 CE-4-P2 CE-4-C-CA50CE-4-T CE-4-E Protecciones de media tensión Cantidad Código Seccionador fusible XS 3 CE-4-SF-25kVCA100A Descargador con deslingador 3 CE-4-D-15kVCA10kA Protección de baja tensión Cantidad Código Seccionador fusible APR 9 CE-4-SF-25kVCA630A Uso de energía solar fotovoltaica para la repotenciación de un final de línea de un sistema de distribución eléctrica de MT en el ámbito rural PFC – 1903A ID – Rev.01 Preparó: DEMARLENGE – PASCAL Revisó: ACDC 27/08/2019 Aprobó: Página 22 de 39 4.7. Sistemas de puesta a tierra El sistema de puesta a tierra cumple con lo establecido con la norma IRAM 2281 y los requerimientos de la reglamentación AEA 90364 – Sección 771 en su parte 7. 4.7.1. Referencia a fascículos Todos los detalles de cálculo, diseño, selección, etc., se pueden consultar en el capítulo 5 – Memorias de cálculo, fascículo 5.6.9 “Sistemas de puesta a tierra”. 4.7.2. Esquema de conexión Se utilizará para todo el parque un sistema TN-S para que todas las tomas de tierra, neutros y masas de la generación se vinculen a una toma de tierra independiente a las realizadas para la red de la Cooperativa. 4.7.3. Diseño de la instalación del sistema de puesta a tierra del generador de ESFV Se hará mediante una malla de conductor de cobre desnudo y jabalinas, de forma de lograr una resistencia de puesta a tierra menor a 2 . Los electrodos serán de acero-cobre de 𝑚 de longitud y 1 6 𝑚𝑚 según Norma IRAM 2310. Las uniones del conductor de los electrodos de puesta a tierra se harán por el método exotérmico. Se adopta un sistema de malla en forma de cuadrículas de 6𝑥12 𝑚 ubicada a 0 𝑚 de profundidad, con una separación entre conductores de 𝑚. Se utilizarán 6 electrodos de 𝑚 de longitud cada uno, ubicados a 6 𝑚 entre sí. La misma estará ubicada en la cercanía de la caja de nivel 3, a aproximadamente a 0 𝑚 del sistema de puesta a tierra de la SET para que no interfiera con ésta. Los sistemas de puesta a tierra con sus medidas y ubicación en el predio, se pueden ver en el plano n° 1903A-E-11-B-A del Anexo D – Planos. 4.7.4. Diseño de la instalación del sistema de puesta a tierra de la sub estación generadora Se hará mediante una malla de conductor de cobre desnudo y jabalinas, de forma de lograr una resistencia de puesta a tierra menor a 1 . Los electrodos serán de acero-cobre de 𝑚 de longitud y 1 6 𝑚𝑚 según Norma IRAM 2310. Las uniones del conductor de los electrodos de puesta a tierra se harán por el método exotérmico. Se adopta un sistema de malla en forma de cuadrículas de 1 𝑥2 𝑚 ubicada a 0 𝑚 de profundidad, con una separación entre conductores de 𝑚. Se utilizarán 12 electrodos de 𝑚 de longitud cada uno, ubicados a 𝑚 entre sí (algunos tendrán una separación mayor). La misma estará ubicada debajo de la Sub Estación Transformadora. Uso de energía solar fotovoltaica para la repotenciación de un final de línea de un sistema de distribución eléctrica de MT en el ámbito rural PFC – 1903A ID – Rev.01 Preparó: DEMARLENGE – PASCAL Revisó: ACDC 27/08/2019 Aprobó: Página 23 de 39 Los sistemas de puesta a tierra con sus medidas y ubicación en el predio, se pueden ver en el plano n° 1903A-E-11-B-A del Anexo D – Planos. 4.7.5. Componentes de los sistemas de puesta a tierra Ambos sistemas de puesta a tierra llevarán los mismos componentes, a menos que se indique lo contrario. 4.7.5.1. Jabalinas (CE-5-J) Se adoptan jabalinas de la marca GENROD de acero-cobre de 𝑚 de longitud y de diámetro, fabricada bajo la Norma IRAM 2309. JABALINAS MARCA, Modelo GENROD, JC1630 Denominación L1630 Sección = 12 6 𝑚𝑚 Longitud 𝑚 Cantidad 18 Código CE-5-J Figura 27 - Jabalinas GENROD (CE-5-J) 4.7.5.2. Conductores de protección y puesta a tierra, terminales Estos conductores son los que irán desde las masas metálicas hasta la caja de nivel 3, donde se conectarán en una barra colectora especial para puesta a tierra. Los conductores para las protecciones de corriente continua serán de 6 𝑚𝑚2 al igual que la sección del conductor que se utiliza en esa parte del circuito. Los mismos irán desde la caja de nivel 1 y de los descargadores a la caja de nivel 2, y cuentan con las siguientes características: CONDUCTOR DE PROTECCIÓN DE 𝟔 𝒎𝒎𝟐 MARCA, Modelo PRYSMIAN, Superastic Flex Sección nominal 6 𝑚𝑚2 Corriente admisible 2 Metal Cobre electrolítico recocido Cantidad 2 𝑚 Código CE-5-C-CC6 Figura 28 - Conductor PRYSMIAN (CE-5-C-CC6) Los conductores antes mencionados, se conectarán a las masas y a las borneras mediante terminales de un orificio. Los mismos son de la marca LCT y sus principales características se muestran en la Figura 29. Se prevé además, 12 terminales para repuesto. Ver capítulo 5 – Memorias de cálculo, fascículo 5.9.2 “Stock de repuestos”. Uso de energía solar fotovoltaica para la repotenciación de un final de línea de un sistema de distribución eléctrica de MT en el ámbito rural PFC – 1903A ID – Rev.01 Preparó: DEMARLENGE – PASCAL Revisó: ACDC 27/08/2019 Aprobó: Página 24 de 39 TERMINAL DE 𝟔 𝒎𝒎𝟐 MARCA, Modelo LCT, scc 6/1 Sección 6 𝑚𝑚2 Metal Cobre electrolítico Cantidad a instalar 120 Código CE-6-TC6 Figura 29 - Terminal LCT para conductor de protección de 6mm2 (CE-6-TC6) Para los conductores de puesta a tierra que irán desde la caja de nivel 2 a la caja de nivel 3 se utilizará un conductor de 16 𝑚𝑚2 de sección nominal. Sus principales características se muestran en la Figura 30. CONDUCTOR DE PUESTA A TIERRA DE 𝟏𝟔 𝒎𝒎𝟐 MARCA, Modelo PRYSMIAN, Superastic Flex Sección nominal 16 𝑚𝑚2 Corriente admisible Metal Cobre electrolítico recocido Cantidad 27 𝑚 Código CE-5-C-CA16 Figura 30 - Conductor PRYSMIAN (CE-5-C00-CA16) Los conductores antes mencionados, se conectarán a las borneras de las cajas de nivel 2 y a la barra de la caja de nivel 3, mediante terminales de un orificio. Los mismos son de la marca LCT y sus principales características se muestran en la Figura 31. Se prevé además, 4 terminales para repuesto. Ver capítulo 5 – Memorias de cálculo, fascículo 5.9.2 “Stock de repuestos”. TERMINAL DE 𝟏𝟔 𝒎𝒎𝟐 MARCA, Modelo LCT, scc 16/3 Sección 16 𝑚𝑚2 Metal Cobre electrolítico Cantidad a instalar 20 Código CE-6-TC16 Figura 31 - Terminal LCT para conductor de puesta a tierra de 16mm2 (CE-6-TC16) 4.7.5.3. Borneras de puesta a tierra para las cajas de nivel 2 (CE-5-BPAT-CA20x30) Estas borneras se encontrarán en las cajas de nivel 2 y colectará todos los conductores de protección que conectan las masas y las protecciones tanto de CC como de CA. Se utilizará una pletina de cobre electrolítico de la marca Elent. Uso de energía solar fotovoltaica para la repotenciación de un final de línea de un sistema de distribución eléctrica de MT en el ámbito rural PFC – 1903A ID – Rev.01 Preparó: DEMARLENGE – PASCAL Revisó: ACDC 27/08/2019 Aprobó: Página 25 de 39 BORNERA DE PUESTA A TIERRA MARCA, Modelo ELENT, 1 7 125 A Cantidad de conexiones 7 Longitud 77 𝑚𝑚 Corriente nominal 12 Metal Latón Cantidad 10 Código CE-5-BPAT-CA20x30 Figura 32 - Bornera de p.a.t. ELENT (CE-5-BPAT-CA20x30) 4.7.5.4. Barra colectora de tierra (CE-5-BPAT-CA40x10) Esta barra se encuentra en la caja de nivel 3, y su función es dejar al mismo potencial los siguientes elementos: - Conductores de protección (PE) - Conductores de puesta a tierra - Carcasa de tablero Se adopta una barra de cobre rígida de la marca Electro Sertec con las siguientes características: BARRA DE PUESTA A TIERRA MARCA, Modelo ELECTRO SERTEC Ancho x Espesor 0𝑥10 𝑚𝑚 Longitud 00 𝑚𝑚 Corriente nominal 0 Metal Cobre electrolítico Cantidad 1 Código CE-5-BPAT-CA40x10 Figura 33 - Barra colectora de puesta a tierra ELECTRO SERTEC (CE-5-BPAT-CA40x10) 4.7.5.5. Conductores de puesta a tierra (CE-5-C-CA120) Estos conductores son los que conectan la barra de puesta a tierra de la caja de nivel 3 con la toma de tierra para el sistema de protección de los generadores. Estos conductores se utilizan también para las mallas de ambos sistemas de puesta a tierra. Se selecciona un conductor de acero-cobre desnudo de la marca FACBSA con las características que se muestran en la Figura 34. CONDUCTOR DE ACERO-COBRE DE 𝟏𝟐𝟎 𝒎𝒎𝟐 MARCA, Modelo FACBSA, 120mm2 Tipo A-30 Normativa IRAM 2467 Sección nominal 120 𝑚𝑚2 Metal Acero-cobre Cantidad 2 0 𝑚 Código CE-5-C-CA120 Figura 34 - Conductor acero-cobre desnudo GENROD (CE-5-C-CA120) Uso de energía solar fotovoltaica para la repotenciación de un final de línea de un sistema de distribución eléctrica de MT en el ámbito rural PFC – 1903A ID – Rev.01 Preparó: DEMARLENGE – PASCAL Revisó: ACDC 27/08/2019 Aprobó: Página 26 de 39 4.7.6. Codificación de los sistemas de puesta a tierra En las tablas siguientes se muestran las codificaciones de los componentes de ambos sistemas de puesta a tierra. En la Tabla 7, se presentan los códigos de las jabalinas y los conductores de acero-cobre. Tabla 7 - Códigos de jabalinas y conductores de acero-cobre de los sistemas de puesta a tierra En la Tabla 8, se muestran los códigos de los conductores de protección, los terminales que éstos tienen en sus extremos y el elemento al que va conectado uno de sus extremos. En la columna 5, se muestra el código de la bornera de puesta a tierra de las cajas de nivel 2, a la que llega un extremo de todos los conductores de protección y de donde sale el conductor de puesta a tierra que conecta esta caja con la de nivel 3. Tabla 8 - Codificación de los elementos conectados a las borneras de puesta a tierra de la caja de nivel 2 Por último, en la Tabla 9, se presentan los códigos de los conductores de puesta a tierra que conectan las borneras de las cajas de nivel 2 con la barra de puesta a tierra, en la caja de nivel 3. También se presentan los terminales que éstos tienen en sus extremos y las borneras a la que van conectados cada uno de sus extremos. Tabla 9 - Codificación de los elementos conectados a la barra de puesta a tierra de la caja de nivel 3 Sistema de puesta a tierra Componente Cantidad Código Jabalina 6 CE-5-J Conductor de acero-cobre 66 m CE-5-C-CA120 Jabalina 12 CE-5-J Conductor de acero-cobre 190 m CE-5-C-CA120 generador de ESFV SET Conductor de protección Terminal conductor (cantidad) Elemento al que va conectado Código Bornera de puesta a tierra en caja de nivel 2 CE-6-TC6 (4) Caja de nivel 1 CE-3-CN101 CE-6-TC6 (2) Descargador de CC CE-3-D-1000VCC CE-6-TC6 (4) Caja de nivel 2 CE-3-CN201 CE-6-TC6 (2) Descargador de CA CE-3-D-400VCA CE-5-C-CC6 CE-5-BPAT-CA20x30 Conductor de puesta a tierra Elemento al que va conectado Código Barra de puesta a tierra en caja de nivel 3 Terminal conductor (cantidad) Bornera de puesta a tierra en caja de nivel 2 CE-5-BPAT-CA40x10 CE-6-TC16 (20)CE-5-BPAT-CA20x30CE-5-C-CA16 Uso de energía solar fotovoltaica para la repotenciación de un final de línea de un sistema de distribución eléctrica de MT en el ámbito rural PFC – 1903A ID – Rev.01 Preparó: DEMARLENGE – PASCAL Revisó: ACDC 27/08/2019 Aprobó: Página 27 de 39 4.8. Conductores 4.8.1. Conductores CC desde cada string al inversor (CE-2-Cpp-CC6 y CE-2-Cpn-CC6) Los string de paneles deben pasar por las protecciones de corriente continua antes de llegar al inversor. Se utilizará el mismo conductor para conectar los string con las cajas de protecciones y las cajas con los inversores. Se selecciona el conductor de la marca MARLEW, modelo Coppersun PS de 6 𝑚𝑚2 especialmente diseñado para instalaciones fotovoltaicas. CONDUCTOR DE CC DE 𝟔 𝒎𝒎𝟐 MARCA, Modelo MARLEW, Coppersun PS Sección 6 𝑚𝑚2 Corriente admisible Metal Cobre estañado Cantidad a instalar 26 6 𝑚 (polo positivo, rojo) 26 6 𝑚 (polo negativo, negro) Código CE-2-Cpp-CC6 CE-2-Cpn-CC6 Figura 35 - Conductor MARLEW (CE-2-Cpp-CC6 y CE-2-Cpn-CC6) Para detalles de cálculo del conductor ver del capítulo 5 – Memorias de cálculo, fascículo 5.6.5 “Cálculo y selección de los conductores CC desde los inversores a cada string (CE-2-Cpp-CC6 y CE-2- Cpn-CC6)”. 4.8.1.1. Disposición En las estructuras que pertenecen a los inversores pares, los conductores que conectan los strings con las cajas de nivel 1 irán canalizados en el perfil C de las estructuras. Y para las estructuras que no contengan los inversores ni las cajas de protecciones, los conductores irán canalizados en el perfil C de las estructuras, y el tramo restante hasta alcanzar la caja de protecciones irá enterrado en cañería. Los conductores que conectan las cajas de nivel 1 con los inversores irán dispuestos sobre bandejas perforadas. 4.8.1.2. Cableado subterráneo Los conductos se colocarán, con pendiente mínima del 1% hacia las cámaras de inspección, en una zanja de profundidad suficiente que permita un recubrimiento mínimo de 0 7 𝑚 de tierra de relleno por sobre el conducto. Se utilizarán 31 caños de PVC no plastificados que respondan a la Norma IRAM 1