GESTIÓN DEL MONTAJE ...

DOCUMENTO DE USO EXCLUSIVO PARA PROFESORES

ENUNCIADO

 1.      Indica 6 de las ventajas más significativas de los aerogeneradores de pequeña potencia respecto a los grandes aerogeneradores.

SOLUCIÓN aptartado 1.

•     Generación de energía próxima a los puntos de consumo.
•     Versatilidad de aplicaciones y ubicaciones, ligado al autoconsumo, con posibilidad de integración en sistemas híbridos.
•     Accesibilidad tecnológica al usuario final, facilidad de transporte de equipamientos y montaje.
•     Funcionamiento con vientos moderados, sin requerir complejos estudios de viabilidad.
•     Aprovechamiento de pequeños emplazamientos o de terrenos con orografías complejas.
•     Suministro de electricidad en lugares aislados y alejados de la red eléctrica.
•     Optimización del aprovechamiento de las infraestructuras eléctricas de distribución existentes.
•     Bajo coste de operación y mantenimiento y elevada fiabilidad.
•     Reducido impacto ambiental, por menor tamaño e impacto visual, y por su integración en entornos con actividad humana.

ENUNCIADO

2. Indica las principales características de las baterías, explicando en qué consiste cada una de ellas

SOLUCIÓN aptartado 2.

-Estado de carga de las baterías: es la cantidad residual de carga que puede restituir la batería en relación a la cantidad nominal que puede almacenar. Se expresa en porcentaje y es del 100% cuando la batería está cargada al máximo.

La capacidad indica la corriente que puede subministrar la batería durante un tiempo determinando siempre que la tensión no baje de 10.5 voltios (V) en el caso de una batería de 12V. Por ejemplo, una batería de 100 Ah es capaz de entregar 10 Amperios durante 10 horas.

-Profundidad de descarga de una batería: es el ratio de energía descargada en relación a la cantidad de energía que puede almacenar. La Profundidad de descarga se expresa en porcentaje y es el contrario del Estado de carga. Por ejemplo si una instalación con una batería de 100Ah ha consumido 40 Ah, entonces su estado de carga es del 60% y su profundidad de descarga del 40%.

-Ciclos de longevidad: se denomina ciclo a un periodo de carga y descarga. Es un parámetro importante de una batería y los ciclos reales dependen en gran medida de la profundidad de descarga que se utiliza en la instalación. Por ejemplo para una profundidad de descarga del 80 % el número de ciclos es de aproximadamente 200. Para una profundidad de descarga del 30 % puede alcanzar más de 1000.

-Ciclos de longevidad: se denomina ciclo a un periodo de carga y descarga. Es un parámetro importante de una batería y los ciclos reales dependen en gran medida de la profundidad de descarga que se utiliza en la instalación. Por ejemplo para una profundidad de descarga del 80 % el número de ciclos es de aproximadamente 200. Para una profundidad de descarga del 30 % puede alcanzar más de 1000.

-Autodescarga: caracteriza la descarga de la batería aunque no se utilice. Este valor lo indica el constructor y depende de la tecnología. Una batería de aplicación solar puede tener una pérdida de su capacidad de energía del 3 al 5% a una temperatura ambiente de 20°C. La autodescarga aumenta proporcionalmente a la temperatura y al envejecimiento de la batería.

 -Resistencia interna. La resistencia interna de una batería en buen estado es baja. Este valor aumenta con el estado de carga, la temperatura y el envejecimiento, disminuyendo el rendimiento de la batería.

 -Efectos de la Temperatura. La temperatura tiene mucha incidencia sobre las baterías, debido a los componentes químicos que la componen (tensión, gasificación, pérdida de líquido electrolítico), afectando al rendimiento de la batería, capacidad, autodescarga y longevidad. Una batería tiene que evitar la congelación debido a la temperatura exterior. La temperatura de helada depende del estado mínimo de carga. Una batería es menos sensible a una helada cuanta más cargada este.

 -La tensión de fin de carga y descarga varían también en función de la temperatura, por ello debe ser controlada. Se habla entonces de compensación de temperatura. Cuando las temperaturas son muy bajas, la profundidad de descarga debe controlarse con más precisión para evitar que se hiele la batería.

ENUNCIADO

3. La siguiente imagen corresponde a un sistema híbrido para una instalación aislada, compuesta por un sistema solar fotovoltaico y un aerogenerador de pequeña potencia, con consumos únicamente en corriente alterna.

Indica el nombre de cada uno de los elementos señalados (del 1 al 7) y describe brevemente su función dentro del sistema.

SOLUCIÓN aptartado 3.

1. Módulos fotovoltaicos. Captan la radiación solar y la convierten en energía eléctrica en corriente continua.

2. Regulador de carga fotovoltaico: Maximiza la producción de los paneles fotovoltaicos con la búsqueda del punto de máxima potencia y adapta el valor de la salida para la carga de las baterías.

3. Aerogenerador trifásico de imanes permanentes de pequeña potencia. Capta la energía cinética del viento y la convierte en corriente alterna trifásica.

4. Rectificador-Regulador eólico: Maximiza la producción del aerogenerador, rectifica la tensión trifásica en continua y adapta el valor de la salida para la carga de las baterías.

5. Baterías o acumuladores: Almacena la energía en los momentos que hay más producción que consumos, para entregarla al sistema  en los momentos que hay más consumo que producción.

6. Inversor monofásico para sistema aislado: Convierte la energía producida y/o almacenada en las baterías de corriente continua a corriente alterna monofásica para su utilización en los equipos de consumo.

7. Protección magenetotérmica: Protege la instalación frente a sobrecargas y cortocircuitos.

ENUNCIADO

4. Sobre la situación del ejercicio anterior (esquema), se ha realizado la conexión eléctrica a la red de suministro en BT, pero se quiere mantener la instalación generadora en modalidad de autoconsumo con compensación de excedentes. Pero para ello será necesario modificar alguno de los elementos.

Justifica los elementos imprescindibles de ser reemplazados (los mínimos necesarios) y realiza el esquema eléctrico en esta nueva situación.

SOLUCIÓN aptartado 4.

El único elemento imprescindible de cambiar es el inversor puesto que el existente, no permite el sincronismo con la red, por uno que sí lo haga.

El esquema eléctrico será el siguiente: