ADMINISTRACIÓN Y NEGOCIOS ELECTRICIDAD Y ELECTRONICA MEMORIA EXPLICATIVA PROYECTO FOTOVOLTAICO ON-GRID “LICEO POLITECNICO LLAY- LLAY” NOMBRE CARRERA ASIGNATURA PROFESOR FECHA : : : : : : : Cesar CUEVAS Méndez Jean SANCHEZ Rivera. Abelino Henríquez Espinoza. Electricidad Industrial mención Instalaciones Eléctricas Energías Renovables No Convencionales. Lorenzo Antonio Días Gonzales. 30 Julio 2020 ADMINISTRACIÓN Y NEGOCIOS ÍNDICE ÍNDICE ...................................................................................................................................... 2 1. 2. 3 4 DESCRIPCION DE LA OBRA. .............................................................................................................. 3 1.1. Generalidades. .......................................................................................................................... 3 1.2. Capacidad de Empalme existente. ............................................................................................ 3 1.3. Criterios de evaluación de Proyectos........................................................................................ 4 1.4. Características Geográficas del recinto, Ubicación. .................................................................. 4 CALCULOS JUSTIFICADOS. ................................................................................................................ 5 2.1. Determinación de Paneles Solares............................................................................................ 5 2.2. Determinación de Inversores. ................................................................................................... 8 2.3. Determinación de Alimentadores. .......................................................................................... 10 2.4. Determinación de Protecciones. ............................................................................................. 10 ESPECIFICACIONES TECNICAS......................................................................................................... 11 3.1. Disposición de la planta Solar. ................................................................................................ 11 3.2. Selección y conexión de inversores. ....................................................................................... 11 3.3. Especificación del punto de inyección a Red .......................................................................... 11 CUBICACION DE MATERIALES. ....................................................................................................... 12 4.1. 5 6 cubicación y análisis de precios .............................................................................................. 12 ANÁLISIS ECONÓMICO DE LA INVERSIÓN. ..................................................................................... 13 5.1. Proyección anual de la energía generada por la planta.......................................................... 13 5.2. Valor actual Neto y tasa interna de rentabilidad. ................................................................... 13 ANEXOS .......................................................................................................................................... 13 6.1 Ficha técnica Paneles Solares.................................................................................................. 13 6.2 Ficha técnica Inversor. ............................................................................................................ 13 6.3 Reporte de Explorador Solar. .................................................................................................. 13 6.4 Evaluación de proyectos ......................................................................................................... 13 Pagina 2 ADMINISTRACIÓN Y NEGOCIOS 1. DESCRIPCION DE LA OBRA. 1.1. Generalidades. Las demandas de energía eléctrica que nuestra sociedad ha requerido tradicionalmente han sido sustentadas por fuentes primarias altamente contaminantes o fuentes que afectan la sustentabilidad medioambiental. En el año 2014 con la entrada en vigor de la ley de generación distribuida, se produce un cambio en el paradigma de la generación de energía eléctrica en Chile, estableciendo la posibilidad a clientes abonados de empresas distribuidoras de energía a conectarse a la red de distribución con una planta de generación de Energía Renovable No Convencional con una capacidad de generación máxima de 100 KW. Aprovechando la cobertura entregada por la ley 20.571, se realizarán las especificaciones técnicas y el análisis económico de un proyecto de instalación de una planta de generación Fotovoltaica bajo la modalidad de conexión a Red CHILQUINTA, en el “Liceo Politécnico Llay LLay, ubicado en Calle San francisco N° 29. 1.2. Capacidad de Empalme existente. El recinto recibe una alimentación en baja tensión de la Compañía de distribución de Energía CHILQUINTA, suministrando energía eléctrica a todo el recinto. Se cuenta con un contrato tarifario con la empresa distribuidora tipo BT-2, con una potencia conectada de 81 kW. La estructura de la cubierta de techos corresponde a tipo “MEDITERRANEA”, con una pendiente de 30 grados respecto de la horizontal. La planta se encontrará ubicada con azimut 0 grados por un lado y por otro lado azimut 180 grados aproximadamente. “ La pendiente ideal respecto a la horizontal es de 27° mientras que si azimut de -3°, sin embargo, luego de haber ejecutado los cálculos correspondientes notamos que la diferencia en potencia adquirida era despreciable y no ameritaba para el proyecto, cambios en la estructura ni posición, puesto que haría monetariamente el proyecto inviable”. Pagina 3 ADMINISTRACIÓN Y NEGOCIOS 1.3. Criterios de evaluación de Proyectos. Conceptualmente un sistema conectado a red no necesita suministrar el total de la energía que requiere el cliente, de acuerdo con esta consideración el sistema de generación fotovoltaico será dimensionado de acuerdo con los siguientes criterios: 1.4. Vida útil del sistema fotovoltaico igual a 20 años. La Superficie de techumbre disponible. La Capacidad de la planta fotovoltaica proyectada será menor que la capacidad del empalme existente. No se proyectarán arreglos solares en techos con proyecciones de sombras. Consumo constante a lo largo del año. Orientación de arreglos al Norte, inclinados en la latitud del lugar. Características Geográficas del recinto, Ubicación. Pagina 4 ADMINISTRACIÓN Y NEGOCIOS 2. CALCULOS JUSTIFICADOS. 2.1. Determinación de Paneles Solares. 2.1.1 Antecedentes del Recinto. De acuerdo con datos entregados, el liceo politécnico contaría con una potencia conectada 1total de 81 kW, para la estimación de potencia de la planta y ya que no existen antecedentes de que ocupen el 100% de dicha potencia, se ha establecido que la planta fotovoltaica a instalar debiera aportar el 45% de la potencia total conectada que equivalen aproximadamente a 36.5kW. 2.1.2 Determinación de superficie disponible. De acuerdo con la información recopilada2, las superficies libres de efecto sombra son las siguientes: 2.1.3 Superficie (x): 60 m. Superficie (y) 12 m. Superficie Total: 720 m2 Pendiente 30° Determinar Paneles. 2.1.3.1 selección Panela a utilizar. Para proceder con el cálculo F.V es necesario considera ciertos parámetros de perdida los cuales son causados por temperatura ambiente, la energía estándar de los paneles en laboratorios se mide bajo las condiciones normales de prueba con una temperatura ambiental de 25ºC. Todas las células solares tienen un coeficiente de temperatura, a medida que la temperatura de un panel fotovoltaico aumenta, la potencia generada por el panel disminuye. En general, las células solares tienen un coeficiente de temperatura que va entre -0,45% /°C a - 0,5% /°C. 1 Se hicieron las gestiones por los medios disponibles presentes para obtener el consumo real del establecimiento, en un año calendario para poder obtener un mejor calculo de la planta fotovoltaica, debido a acontecer nacional no recibimos ninguna información, basándonos solamente en el dato entregado por el docente. La información recopilada con respecto al establecimiento se llevó a cabo mediante información adquirida en Internet ya que, por efectos de la pandemia, no se pudo hacer un levantamiento presencial del terreno. 2 Pagina 5 ADMINISTRACIÓN Y NEGOCIOS Para este este proyecto el panel seleccionado será un SOLAR KUHN policristalino modelo KY L-320P que posee las siguientes características: Ficha Técnica Panel en Anexo 6.1 2.1.3.2 Determinar cantidad de Paneles. Para determinar la máxima cantidad de paneles que se pueden instalar en este proyecto se divide la superficie total del techo o lugar a instalar por la superficie de un panel. Para determinar la cantidad de paneles a utilizar divide la potencia a suministrar por la potencia de cada panel. La cantidad de paneles a instalar se aproximará hacia abajo para quedar con 108 y así dejarlo en un número más fácil de trabajar. Pagina 6 ADMINISTRACIÓN Y NEGOCIOS 2.1.4 Determinar String. Se determina que los Sting serán de 2.1.5 108 paneles para Utilizar. Establecidos en 9 String. Cada String será de 12 Paneles en serie Voltaje máximo de los String. Para calcular el voltaje máximo del panel, incorporando factor de temperatura se determinará mediante la siguiente ecuación y teniendo que la temperatura promedio más baja es de 10° C: Pagina 7 ADMINISTRACIÓN Y NEGOCIOS Para determinar la potencia máxima por string, se multiplica por la cantidad de paneles del string en serie. 2.1.6 Determinar Potencia máxima de Planta Fotovoltaica. Para determinar la potencia máxima de la planta se multiplicará la cantidad de paneles solares a instalar por la potencia unitaria de cada panel. En este caso la potencia total de la planta es de 35.64 kW 2.2. Determinación de Inversores. 2.2.1 Determinar Inversores. (Input) Considerar como primera aproximación la potencia del campo fotovoltaico. Observar si la pendiente de la techumbre es homogénea. Observar tensión nominal del inversor. Determinar cuántas entradas MPPT utilizara en el inversor. 2.2.2 Inversor Propuesto. Luego de tomar en cuenta las características principales de nuestros Strings y requerimientos del cliente, escogeremos el inversor: SOLIS 1P (9 -10) K-4G. Con las características de nuestro panel escogió para formar los strings y con las características de nuestro inversor, veremos si son compatibles. Se adjunta características del inversor en documento Anexo 6.2 “Ficha técnica Inversor” Pagina 8 ADMINISTRACIÓN Y NEGOCIOS 2.2.3 Verificar las variaciones de las tensiones de los string con la Temperatura. Para verificar las tensiones máximas del panel, incorporando factor de temperatura se determinará mediante la siguiente ecuación y teniendo que la temperatura promedio más baja es de 10° C: Para calcular la tensión con la máxima temperatura del panel, incorporando factor de temperatura se determinará mediante la siguiente ecuación y teniendo que el rango máximo de temperatura es 85° C: Para calcular la tensión con la mínima temperatura del panel, incorporando factor de temperatura se determinará mediante la siguiente ecuación y teniendo que el rango mínimo de temperatura es -40° C: Pagina 9 ADMINISTRACIÓN Y NEGOCIOS INVERSOR Potencia Nominal Inversor Voltaje de Entrada Salida Potencia Salida AC Potencia máxima entrada máxima corriente entrada ARREGLO 6.6 kW 600 V 230 V50/60 Hz 6 kW 6.6 kW 11 A Voltaje Voc Arreglo 571.824 V Chile 230 V 50 Hz Potencia máxima arreglo Corriente máxima arreglo 5.061 kW 8.85 En conclusión, el inversor es compatible con nuestro String de 12 paneles cada uno. Se usarán 3 inversores del mismo tipo para 3 String cada uno. 2.3. Determinación de Alimentadores. El conductor que utilizaremos en el String, al ser de una configuración serie, utilizaremos un conductor que nos permita el transporte de 15 A como mínimo Utilizamos el el String el conductor de 4 mm2. Utilizaremos el conductor de 10 mm2 para la llegada de los inversores al tablero destinado a la planta. 2.4. Determinación de Protecciones. Se determino una protección de 12 A - 1000V por cada String Pagina 10 ADMINISTRACIÓN Y NEGOCIOS 3 ESPECIFICACIONES TECNICAS. 3.1. Disposición de la planta Solar. La disposición corresponde a la totalidad de los paneles dispuestos en el techo del establecimiento de 12m x 60m. 3.2. Selección y conexión de inversores. Se utilizarán 3 inversores, y se designará un inversor por cada 3 String, el que estará compuesto por un total de 12 paneles. 3.3. Especificación del punto de inyección a Red Pagina 11 ADMINISTRACIÓN Y NEGOCIOS 4 CUBICACION DE MATERIALES. 4.1. cubicación y análisis de precios En la cubicación de materiales se detallará en forma clara cada uno de los equipos, materiales o accesorios que serán componentes de la instalación terminada o que se utilizarán en su montaje, indicando las cantidades totales empleadas. Concepto Materiales Paneles / Inversores/ Soportes Paneles Solares 330W Inversores Protecciones Cable interconexión 4 mm Cable interconexión 10 mm Soporte paneles (para 4) Cantidad Unidad P.U. 108 3 9 150 150 27 un un un mt mt mt $90,000 $1,100,000 $20,147 $120 $1,990 $65,000 $9,720,000 $3,300,000 $181,323 $18,000 $298,500 $1,755,000 $15,272,823 Sub-Total Materiales Mano de Obra Mano obra $3,000,000 $3,000,000 Sub-Total Mano Obra Equipos Herramientas y medios Ferretería eléctrica Total 1 un $300,000 Sub-Total Equipos, Herrameintas Generalidades Gestiones Compañía eléctrica Diseño del Proyecto Planos AS-BUIL S.E.C. $300,000 $300,000 $300,000 $550,000 $250,000 Sub-Total Generalidades $1,100,000 Costo Directo (1) Gastos Generales (2) Utilidades (3) $19,672,823 $2,950,923 $3,934,565 Costo Neto (1+2+3) $26,558,311 TOTAL, PROYECTO $26,558,311 Pagina 12 ADMINISTRACIÓN Y NEGOCIOS 5 ANÁLISIS ECONÓMICO DE LA INVERSIÓN. 5.1. Proyección anual de la energía generada por la planta. Utilizando el software explorador solar para simular la producción de la planta fotovoltaica proyectada. 5.2. Valor actual Neto y tasa interna de rentabilidad. En archivo 6.4 “evaluación de proyectos” 6 ANEXOS 6.1 6.2 6.3 6.4 Ficha técnica Paneles Solares. Ficha técnica Inversor. Reporte de Explorador Solar. Evaluación de proyectos Pagina 13
