PROYECTO FIN DE CARRERA Título Central solar fotovoltaica de 500 kW Autor/es Josu Recarte Allué Director/es Enrique Zorzano Alba Facultad Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial Titulación Proyecto Fin de Carrera Departamento Ingeniería Eléctrica Curso Académico 2012-2013 Central solar fotovoltaica de 500 kW, proyecto fin de carrera de Josu Recarte Allué, dirigido por Enrique Zorzano Alba (publicado por la Universidad de La Rioja), se difunde bajo una Licencia Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 3.0 Unported. Permisos que vayan más allá de lo cubierto por esta licencia pueden solicitarse a los titulares del copyright. © © El autor Universidad de La Rioja, Servicio de Publicaciones, 2013 publicaciones.unirioja.es E-mail: [email protected] ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA INDUSTRIAL Titulación: I.T.I. Electricidad Titulo del proyecto: Central Solar Fotovoltaica de 500 kW Director: D. Enrique Zorzano Alba Departamento: Electricidad Alumno: Josu Recarte Allué Curso académico: 2012/2013 Convocatoria: Septiembre 2013 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera INDICE MEMORIA DESCRIPTIVA Pág. 1 MEMORIA DE CÁLCULO Pág. 99 PLIEGO DE CONDICIONES GENERALES Pág. 178 PLIEGO DE CONDICIONES. SEGURIDAD Y SALUD Pág. 188 PRESUPUESTO Pág. 230 PLANOS Pág. 232 Índice Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA INDUSTRIAL MEMORIA DESCRIPTIVA Memoria descriptiva Página 1 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera INDICE Pág. 6 1 ANTECEDENTES 2 PRODUCCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA POR EFECTO 2.1 FOTOELÉCTRICO Pág. 7 GENERALIDADES Pág. 7 2.1.1 El efecto fotovoltaico Pág. 7 2.1.2 La radiación solar Pág. 8 2.1.3 Ventajas e inconvenientes de las instalaciones 2.2 2.3 fotovoltaicas Pág. 10 DESARROLLO DE LA ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA Pág. 11 2.2.1 Desarrollo fotovoltaico en España Pág. 13 APLICACIONES DE LA ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA. INSTALACIONES CONECTADAS A LA RED ELÉCTRICA Pág. 15 2.3.1 Introducción a los sistemas conectados a la red eléctrica Pág. 15 2.3.2 Elementos constitutivos de la instalación Pág. 16 2.3.3 Aplicaciones de los sistemas conectados a la red eléctrica Pág. 18 3 OBJETO DEL PROYECTO Pág. 19 3.1 FICHA TÉCNICA Pág. 19 3.2 EMPLAZAMIENTO Pág. 20 4 ASPECTOS SOCIOECONÓMICOS Y AMBIENTALES Pág. 21 4.1 POLÍTICA ENERGÉTICA. MARCO LEGAL Pág. 21 4.2 VENTAJAS SOCIOECONÓNICAS HUERTO SOLAR Memoria descriptiva Y AMBIENTALES DEL Pág. 22 Página 2 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera 4.2.1 Tiempo de recuperación energética Pág. 23 4.3 INCIDENCIA SOBRE EL MEDIO AMBIENTE LOCAL Pág. 24 4.4 INCIDENCIA SOCIOECONÓMICA Pág. 26 5 NORMAS APLICABLES Pág. 27 6 DESCRIPCIÓN DE LA INSTALACIÓN Pág. 30 7 ELECCIÓN DE LA TECNOLOGÍA Pág. 32 7.1 TIPO DE CRISTAL Pág. 32 7.2 TIPO DE SEGUIMIENTO Pág. 34 8 DIMENSIONADO DEL SISTEMA Y COMPONENTES Pág. 35 8.1 RADIACIÓN DE LA ZONA Pág. 35 8.1.1 Años Meteorológicos Tipo Pág. 36 8.1.2 Efecto de la radiación solar en la célula fotovoltaica Pág. 38 8.2 ANÁLISIS DE SOMBRAS Pág. 38 8.3 EFECTO DE LA TEMPERATURA Pág. 40 8.4 VALORACIÓN DE LA PRODUCCIÓN Pág. 41 8.4.1 Ahorro en las emisiones Pág. 42 8.5 DISPOSICIÓN DE LOS PANELES Pág. 43 8.6 MÓDULOS FOTOVOLTAICOS Pág. 43 8.7 SEGUIDOR SOLAR Pág. 45 8.8 INVERSORES Pág. 46 8.8.1 Características generales Pág. 47 8.8.2 Composición del convertidor Pág. 48 8.8.3 Aparatos de medida y señalizaciones Pág. 49 8.8.4 Características principales Pág. 49 8.8.5 Requisitos de ventilación Pág. 50 Memoria descriptiva Página 3 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera 8.8.6 Monitorización y comunicaciones Pág. 51 8.8.7 Alarmas Pág. 51 9 INSTALACIÓN ELÉCTRICA Pág. 53 9.1 CONDICIONES 9.2 GENERALES DE LA INSTALACIÓN DE CORRIENTE CONTINUA Pág. 53 9.1.1 Cableado Pág. 53 9.1.2 Aparamenta Pág. 53 9.1.3 Canalizaciones Pág. 54 CONDICIONES GENERALES DE LA INSTALACIÓN DE CORRIENTE ALTERNA Pág. 55 9.2.1 Cableado Pág. 55 9.2.2 Aparamenta Pág. 56 9.2.3 Canalizaciones eléctricas Pág. 56 10 PUESTA A TIERRA Pág. 57 11 INSTALACIÓN DE ENLACE Pág. 58 11.1 SEPARACIÓN GALVÁNICA Pág. 58 11.2 INSTALACIÓN DE SALIDA Pág. 58 11.3 ELEMENTOS DE MEDIDA Pág. 59 12 Pág. 60 OBRA CIVIL 12.1 DISTRIBUCIÓN DEL PARQUE SOLAR Pág. 60 12.2 DESCRIPCIÓN DE LAS OBRAS Pág. 60 13 12.2.1 Movimiento de tierras Pág. 61 12.2.2 Canalizaciones para cableado Pág. 61 CENTRO DE TRANSFORMACIÓN Pág. 69 13.1 DESCRIPCIÓN DE LA INSTALACIÓN Pág. 69 Memoria descriptiva Página 4 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera 13.2 INSTALACIÓN ELÉCTRICA Pág. 69 13.2.1 Características de la red de alimentación Pág. 69 13.2.2 Características de las celdas de MT Pág. 70 13.2.3 Transformador Pág. 81 13.2.4 Características de los cuadros BT Pág. 81 13.2.5 Características del material vario de MT y BT Pág. 85 13.3 PUESTA A TIERRA Pág. 86 13.3.1 Tierra de protección Pág. 86 13.3.2 Tierra de servicio Pág. 87 13.4 INSTALACIONES SECUNDARIAS Pág. 88 13.5 OBRA CIVIL Pág. 90 14 Pág. 91 TRAMOS SUBTERRÁNEO DE M.T. 14.1 NIVEL DE AISLAMIENTO Pág. 91 14.2 CABLES Pág. 92 14.3 PUESTA A TIERRA Pág. 93 14.4 CANALIZACIONES Pág. 93 14.4.1 Placas de protección Pág. 95 14.4.2 Cintas de señalización Pág. 96 14.5 CONVERSIÓN AÉREO-SUBTERRÁNEA Pág. 96 14.5.1 Seccionadores Pág. 97 14.5.2 Pararrayos Pág. 98 Memoria descriptiva Página 5 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad 1 Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera ANTECEDENTES Los sistemas de conexión a la red eléctrica constituyen la aplicación que mayor expansión ha experimentado en el campo de la actividad fotovoltaica durante los últimos años. La extensión a gran escala de este tipo de aplicaciones ha requerido el desarrollo de una ingeniería específica que permite, por un lado, optimizar el diseño y funcionamiento tanto de productos como de instalaciones completas y, por otro, evaluar su impacto en el conjunto del sistema eléctrico, siempre cuidando la integración de los sistemas y respetando el entorno ambiental. El Real Decreto 436/2004 permite en España que cualquier interesado pueda convertirse en productor de electricidad a partir de la energía del Sol. Por fin el desarrollo sostenible puede verse impulsado desde las iniciativas particulares que provechando el recurso solar pueden contribuir a una producción de energía de manera más limpia y más nuestra. Ahora, el ciudadano en su vivienda unifamiliar, la comunidad de vecinos, las empresas u otras entidades que lo deseen, podrán disponer de su instalación solar conectada a red. No hay que olvidar la buena imagen corporativa que conllevan este tipo de iniciativas en una sociedad cada vez más sensibilizada con si medioambiente. El promotor de este proyecto posee un terreno rural donde la no utilización de dicho terreno para labores agrícolas, unido a una presencia de línea de media tensión que discurre por el norte de la parcela, hace del emplazamiento un lugar idóneo para este tipo de aplicación. Al mismo tiempo, la aparición de multitud de productos específicos lanzados por las entidades financieras, crean el marco ideal para realizar holgadamente la inversión necesaria. Memoria descriptiva Página 6 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad 2 Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera PRODUCCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA POR EFECTO FOTOELÉCTRICO 2.1 GENERALIDADES La Energía solar es una energía limpia, que utiliza una fuente inagotable y que no cuesta, pero su mayor inconveniente radica en cómo poder convertirla de una forma eficiente energía aprovechable. La tecnología actual en este sentido va dirigida en dos direcciones: conversión eléctrica y conversión térmica. La conversión directa en energía eléctrica se produce en las células solares y se basa en el efecto fotovoltaico. Explicar este efecto y dar una visión general de esta tecnología, de su estado actual y de sus aplicaciones, son los objetivos de este apartado. 2.1.1 El efecto fotovoltaico Los sistemas fotovoltaicos transforman la energía radiante del sol en energía eléctrica. Este proceso de transformación se produce en un elemento semiconductor que se denomina célula fotovoltaica. Cuando la luz del sol incide sobre una célula fotovoltaica, los fotones de la luz solar transmiten su energía a los electrones del semiconductor generándose así una corriente eléctrica capaz de circular por un circuito externo. Para hacer posible el manejo práctico de las células fotovoltaicas, estas se presentan asociadas eléctricamente entre sí y encapsuladas en un bloque llamado panel o módulo fotovoltaico, que constituye el elemento básico para la producción de electricidad. Normalmente, un módulo fotovoltaico está formado Memoria descriptiva Página 7 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera por unas 36 células, teniendo diferentes medidas que oscilan desde el 0,5m2 hasta 1m2, el grosor también oscila entre 3,5 cm y 5 cm. El módulo fotovoltaico está formado por unos conjuntos de células solares conectadas entre sí en serie y paralelo hasta conseguir el voltaje adecuado para su utilización, este voltaje suele ser de 12 V aunque a plena radiación solar y 25 ºC de temperatura suele ser de 15 V a 17 V. El conjunto de células está envuelto por unos elementos que le confieren protección frente a los agentes externos y rigidez para acoplarse a las estructuras que lo soportan. 2.1.2 La radiación solar Las condiciones de funcionamiento de un módulo fotovoltaico dependen de variables externas tales como la radiación solar y la temperatura de funcionamiento. Para poder efectuar el diseño de una instalación solar fotovoltaica se necesita saber la radiación del lugar. Para ello se ha de disponer de los datos de radiación solar actualizados y de fuentes de reconocido prestigio. La cantidad de energía recibida del Sol (radiación solar) y la demanda diaria de energía serán los factores que nos marcarán el diseño de los sistemas fotovoltaicos. Como norma general esta energía nos será dad en kJ/m2. La elección de los datos de radiación solar dependerá directamente de la situación de la instalación, así como de las condiciones meteorológicas predominantes y particulares de cada lugar. Para cada ubicación utilizaremos una base de datos de radiación solar mensual interceptada. Existen dos magnitudes que permiten dimensionar la superficie del módulo solar. Memoria descriptiva Página 8 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera HORA SOLAR PICO (H.S.P.) Se define como la cantidad d horas de sol con una intensidad de radiación de 1000 W/m2, que incide sobre la superficie del módulo solar. Es decir, la radiación total recibida durante el día, es la misma que la recibida durante las horas sol pico pero contadas a razón de 1000 W/m2. En España este valor está comprendido entre las 2 horas en invierno las 4 horas en verano. WATIO PICO (WP) Se define como la máxima potencia que puede recibir un panel o módulo fotovoltaico y coincide con una intensidad de radiación constante de 1000 W/m2 a una temperatura de 25 ºC. Memoria descriptiva Página 9 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera 2.1.3 Ventajas e inconvenientes de las instalaciones fotovoltaicas Las instalaciones de generación de energía eléctrica fotovoltaica presentan las siguientes ventajas: Son sistemas modulares, lo que facilita su flexibilidad para adaptarse a los diferentes tipos de aplicaciones, y su instalación es relativamente sencilla. Tienen una larga duración. La vida útil de una planta fotovoltaica la define la vida útil de sus componentes, principalmente el generador o módulo fotovoltaico, que constituye más del 50% del valor de la instalación. Los módulos tienen una vida esperada de más de 40 años. Realmente no se tienen datos para saber con exactitud la vida real de un generador conectado a red, porque no se tiene suficiente perspectiva. Existen módulos de instalaciones aisladas de red que llevan funcionando más de 30 años sin problemas. En cuanto a las instalaciones conectadas a red, la instalación europea más antigua es la del Laboratorio de Energía, Ecología y Economía (LEEE) de Lugano, Suiza, que empezó a funcionar en 1982. Los expertos de LEEE aseguran, que esta instalación, pionera en todos los aspectos, puede estar en funcionamiento, al menos, diez años más. La vida útil de los restantes elementos que componen la planta FV, inversores y medidores, así como los elementos auxiliares, cableado, canalizaciones, cajas de conexión, etc. es la vida útil típica de todo equipo electrónico y material eléctrico, la cual es compatible con la larga vida útil del generador FV, con el adecuado mantenimiento. No requieren apenas mantenimiento. El mantenimiento es escaso, y no solo es conveniente hacerlo en las horas nocturnas para tener una disponibilidad diurna máxima, sino que es necesario, para evitar que existan tensiones en los generadores. Memoria descriptiva Página 10 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Ofrecen una elevada fiabilidad. Las instalaciones fotovoltaicas son de una alta fiabilidad y disponibilidad operativa alta, del orden del 95%. No producen ningún tipo de contaminación ambiental, por lo que contribuyen a la reducción de emisiones de dióxido de carbono (CO2) al utilizarse como alternativa a otros sistemas generadores de energía eléctrica más contaminantes. Tienen un funcionamiento silencioso. Por otro lado, para conseguir su plena incorporación a los hábitos de la sociedad, como una solución complementaria a los sistemas tradicionales de suministro eléctrico, es necesario superar ciertas barreras: A nivel económico, se deberá fomentar la reducción de los costes de fabricación y precio final de la instalación a partir de las innovaciones que se introduzcan en el sector y a las economías de escala generadas como consecuencia del aumento de la demanda y de los volúmenes de producción. Del mismo modo, se deberán conseguir condiciones de financiación aceptables para abordar la inversión necesaria. Desde un punto de vista estético, se deberán integrar los elementos fotovoltaicos en los edificios desde su fase de diseño y también en los entornos tanto urbano como rural. 2.2 DESARROLLO DE LA ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA El desarrollo global de esta tecnología aumenta está superando todas las previsiones de crecimiento realizadas en su día, incluidas las de grupos ecologistas como Greenpeace. Ninguna tecnología de generación ha Memoria descriptiva Página 11 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera experimentado un crecimiento tan rápido como el que ha atravesado la energía solar durante la última década. Aun así, el año 2010 fue un año extraordinario para la fotovoltaica, cuyo mercado aumentó un 130% en relación al año 2009. La principal razón de este salto estriba en la recuperación de la economía global y la aparición de nuevos actores como Australia o Canadá. La fotovoltaica ha demostrado su gran facilidad y velocidad de implantación y también una veloz tendencia a la reducción de costes. Esto hace muy difícil que los reguladores nacionales puedan acoplar la tendencia de sus mercados a la planificación prevista. La producción de paneles solares fotovoltaicos sigue estando dominada por las células de silicio cristalino, de hecho la producción española es toda ella de silicio cristalino. Memoria descriptiva Página 12 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera El silicio es el elemento, tras el oxígeno, más abundante y distribuido por nuestro planeta, pero no se encuentra aislado, ni puro, sino combinado con oxígeno, por ejemplo en la cuarcita- con un 90% de óxido de silicio (SiO2)-, y de la que se debe extraer el oxígeno y las impurezas para obtener, en la primera etapa, el silicio de grado metalúrgico con pureza del orden del 99%. Del silicio de grado metalúrgico obtenido por la industria metalúrgica se debe obtener un silicio con menos impurezas, no más de unas pocas partes por millón, para que pueda servir para las industrias electrónica y solar. La forma de hacerlo es mediante una transformación del silicio metalúrgico sólido en gas silano o triclorosilano del cual se extrae el silicio sólido con la pureza adecuada. La escasez de silicio de grado solar es coyuntural porque no hay limitaciones de silicio, ni silicio metalúrgico- las necesidades actuales de silicio solar son menos del 2% de la producción del silicio metalúrgico-, ni de capital dispuesto a invertir en una industria como es la de su purificación que tiene un gran futuro y es rentable. 2.2.1 Desarrollo fotovoltaico en España El desarrollo de la energía solar fotovoltaica ha venido evolucionando en función de los reales decretos que han ido legislándola: RD 2818/1998, sobre la producción de energía eléctrica por instalaciones abastecidas por recursos o fuentes de energía renovables, residuos y cogeneración. RD 436/2004, por el que se establece el régimen jurídico y económico de la actividad de producción de energía eléctrica en régimen especial. Memoria descriptiva Página 13 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera RD 661/2007,por el que se establece una revisión de tarifas, primas e incentivos, derogando el RD 436/2004. En el RD 2818/1998 se le daba una tarifa preferente a las instalaciones fotovoltaicas con una potencia nominal de hasta 5kW. Esto dio lugar a que las instalaciones de hasta 5kW ascendieran hasta un 71,41% del total de las instalaciones. La potencia acogida a este RD fue de aproximadamente 6MW. En el RD 436/2004 se dio trato preferencial a las instalaciones de hasta 100 kW, siendo el número de instalaciones de esta potencia un 97.11% del total. La potencia acogida por este RD fue de aproximadamente 160 MW. Con la aparición del RD 661/2007 se propicia la aparición de grandes instalaciones ya que la diferencia entre las tarifas de hasta 100 kW y las de hasta 10 MW sólo varía un 5% a favor de la pequeña. Memoria descriptiva Página 14 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Otro de los aspectos derivados de conseguir una mayor rentabilidad en las instalaciones ha sido la evolución de las instalaciones que cuentan con seguidores solares, que se inició en potencias de hasta 5 kW. En la actualidad existen grandes seguidores solares de hasta 30kW. 2.3 APLICACIONES DE LA ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA. INSTALACIONES CONECTADAS A LA RED ELÉCTRICA. Existen dos formas de utilizar la energía eléctrica generada a partir del efecto fotovoltaico. Primeramente encontramos instalaciones aisladas de la red eléctrica, que son sistemas en las que la energía generada se almacena en baterías para poder disponer de su uso cuando sea preciso. En segundo lugar, encontramos las instalaciones conectadas a la red eléctrica convencional, en las que toda la energía generada se envía a la red eléctrica convencional para su distribución donde sea demandada. Debido a que la instalación fotovoltaica objeto del presente proyecto corresponde a esta segunda tipología, en adelante se presentarán en detalle los sistemas conectados a la red eléctrica. Es el concepto de autoproductor en el que todos los generadores de electricidad vierten su energía a la red y de la que todos los consumidores toman la energía necesaria de modo que, en tiempo real, se ajusta la demanda a la producción. 2.3.1 Introducción a los sistemas conectados a la red eléctrica Para poder llevar a cabo estas instalaciones primeramente se deberá contar con la existencia de una línea de distribución eléctrica cercana con capacidad para admitir la energía producida por la instalación fotovoltaica. Los lugares en Memoria descriptiva Página 15 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera los que se dispone de electricidad, la conexión a red de los sistemas fotovoltaicos contribuye a la reducción de emisiones de dióxido de carbono (CO2) a la atmósfera. El consumo de electricidad es independiente de la energía generada por los paneles fotovoltaicos. El usuario compra la electricidad que consume a la distribuidora al precio establecido y además puede facturar los kWh generados a un precio superior, ya que, en España, la electricidad generada con sistemas fotovoltaicos goza de una prima que mejora su rentabilidad económica. En las instalaciones conectadas a red, el tamaño de la instalación es independiente del consumo de electricidad del edificio, lo que simplifica en gran medida su diseño. Para dimensionar la instalación habrá que tener en cuenta la inversión inicial y el espacio disponible así como la rentabilidad que se desea alcanzar con la venta de la electricidad generada. 2.3.2 Elementos constitutivos de la instalación El esquema de un sistema fotovoltaico conectado a la red es el que sigue a continuación: Los elementos que componen la instalación son: Generador fotovoltaico: transforma la energía del solo en energía eléctrica. Cuadro de protecciones: contiene alarmas, desconectadores, protecciones, etc… Memoria descriptiva Página 16 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Inversores: son los elementos que adaptan la energía entregada por el generador fotovoltaico (en forma de corriente continua) a las condiciones requeridas por los diferentes tipos de cargas, ya sean éstas en corriente continua, en corriente alterna o inyección de energía directamente a la red. Son muchos los tipos de inversores, que utilizando diferentes tecnologías, se comercializan en la actualidad. A los empleados en instalaciones conectados a la red eléctrica se les exige una baja producción de armónicos, su adaptación a cualquier red eléctrica y una generación con alto factor de potencia. Contadores: se requieren dos contadores con finalidades distintas. Un contador principal contabiliza la energía producida y enviada a la red para que pueda ser facturada a la compañía a los precios estipulados. Por otro lado, un contador secundario mide los pequeños consumos de los equipos fotovoltaicos para descontarlos del total de la energía producida. Memoria descriptiva Página 17 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera 2.3.3 Aplicaciones de los sistemas conectados a la red eléctrica Las principales aplicaciones de los sistemas fotovoltaicos conectados a la red eléctrica convencional son las siguientes: Sistemas sobreexpuestos en tejados de edificios: son sistemas modulares de fácil instalación donde se aprovecha la superficie del tejado existente para sobreponer los módulos fotovoltaicos. El peso de los paneles sobre el tejado no supone una sobrecarga para la mayoría de los tejados existentes. Plantas de producción: son aplicaciones de carácter industrial que pueden instalarse en zonas rurales no aprovechadas para otros usos o sobrepuestas en grandes cubiertas de áreas urbanas (aparcamientos, zonas comerciales, áreas deportivas, etc…) Integración en edificios: esta aplicación tiene como principal característica ser un sistema fotovoltaico integrado en la construcción, de modo que los paneles solares quedan tanto estructural como estéticamente integrados en la cubierta del edificio. Memoria descriptiva Página 18 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad 3 Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera OBJETO DEL PROYECTO Este proyecto se redacta con el fin de definir constructivamente una instalación de generación fotovoltaica de acuerdo con la legislación vigente. La planta fotovoltaica objeto de este proyecto se concibe mediante un sistema de guía de dos ejes, con inclinación y rotación variables en función de la altura solar y del azimut (hora solar). Dicha planta contará con conexión a red y se instalará en el término municipal de Logroño (La Rioja), siendo la potencia nominal total de la instalación de 500 kW. En consecuencia, la redacción del presente proyecto tiene como finalidad el establecimiento de todas aquellas condiciones técnicas de conexión y de seguridad de la instalación. Se estima que la vida útil de la instalación es de 30 años. 3.1 FICHA TÉCNICA Las características del parque solar son las siguientes: Potencia nominal de la instalación: 500 kW Número de inversores: 16 x 30 kW Número de transformadores: 1 x 630 kVA Número de seguidores solares: 16 Potencia máxima del campo solar: 604,8 kW Número total de módulos: 2016 Memoria descriptiva Página 19 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad 3.2 Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera EMPLAZAMIENTO El parque solar de este proyecto se implantará en la finca LA PLANA, en el polígono 21, parcela 21, en el término municipal de Logroño (La Rioja). Dicha finca tiene una agrupación de subparcelas, estando ubicado en la subparcela S, por tratarse de tierras de labor o labradío secano con poca productividad. La superficie de la parcela es de 7,72 ha, siendo un terreno suficientemente grande como para acoger la instalación proyectada. La finca limita en sus lados norte y oeste con la autopista AP-68, en el este con el Río Acequia y en el sur con el término municipal de Villamediana de Iregua. La subparcela S, al ser una de las parcelas interiores, limita con al norte con la parcela K, al oeste con las parcelas M y A, al sur con la parcela N, y al este con el río anteriormente citado. El punto de conexión se encuentra en una línea de 13,2 kV próxima situada al norte de la finca. Dicha línea sirve de alimentación a algunas de las industrias locales situadas en el Polígono Industrial La Portalada. El acceso a la finca se realiza desde un camino que se encuentra situado al sur de la misma. Memoria descriptiva Página 20 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera 4 ASPECTOS SOCIOECONÓMICOS Y AMBIENTALES 4.1 POLÍTICA ENERGÉTICA. MARCO LEGAL La política energética a nivel europeo, nacional y autonómico tiene como objetivos prioritarios garantizar la seguridad y calidad del suministro eléctrico, reducir la dependencia energética exterior y el respeto al medio ambiente, esto último reflejado en los compromisos de España con el Protocolo de Kyoto desarrollado mediante el Plan Nacional de Asignación. A nivel europeo son múltiples las iniciativas elaboradas para contribuir a estos objetivos de política energética. A nivel nacional, España ha asumido estas iniciativas y así el 8 de julio de 2005 se aprobó el Plan de Acción 2005-2007 de la Estrategia de Ahorro y Eficiencia Energética y el 26 de agosto de 2005 se aprobó el Plan de Energías Renovables 2005-2010. Actualmente nos encontramos bajo el marco del Plan de Energías Renovables 2011-2020. El desarrollo de las Energías Renovables se orienta hacia la generación sostenible de la energía, para ello se desarrollan iniciativas para la utilización de las fuentes de energías renovables por excelencia; energía solar, energía eólica, energía hidráulica, biogás, biomasa y biocarburantes. El objetivo fundamental en relación a las Energías Renovables es que el 12,1% del consumo global de energía en 2010 fuera abastecido por fuentes de energía renovables, las cuales contribuirán a la producción eléctrica en un 30,3% y supondrán una aportación del 5,83% a los combustibles usados en el transporte. En el Plan de Energías Renovables 2011-2020 han querido aumentar esta cuota de producción de energías renovables a un 20% de la producción eléctrica y 11,8% a los combustibles usados en el transporte. Memoria descriptiva Página 21 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera La ley 54/1997de 27 de noviembre del Sector Eléctrico, en el Título IV Capítulo II define la producción de energía eléctrica en régimen especial, dentro del que se encuadra la energía solar. La entrada en vigor del nuevo Real Decreto 661/2007, supone un impulso definitivo a la generación de energía eléctrica a partir del sol, creando un marco legal estable muy favorable para la aplicación y rentabilización de este tipo de proyectos. 4.2 VENTAJAS SOCIOECONÓMICAS Y AMBIENTALES DEL HUERTO SOLAR La idoneidad del parque solar situado en el Término Municipal de Logroño se enmarca dentro del contexto de la situación energética actual y de la necesidad de un medio ambiente sostenible que sea capaz de generar riqueza sobre los municipios y comarcas del territorio. A continuación se enumeran los beneficios y ventajas que esta instalación solar aportará al municipio de Logroño: Energía renovable: El parque solar es una instalación de producción de energía eléctrica a partir del sol, que es una fuente de energía renovable. Mejora del medio ambiente y de la eficiencia energética: El parque solar en Los Palacios y Villafranca supone los siguientes ahorros de emisiones contaminantes al medio ambiente: 1. Emisión de CO2: 1.693,47 Tm/año no emitidas gracias al parque solar. Memoria descriptiva Página 22 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera 2. Emisión de SO2: 4.745,57 kg/año no emitidas gracias al parque solar. 3. Emisión de NOx: 2.914,22 kg/año no emitidas gracias al parque solar. Además, la instalación del parque solar, supone un Ahorro de Energía Primaria de 396,50 tep/año. 4.2.1 Tiempo de recuperación energética Los sistemas fotovoltaicos sólo generan emisiones en su fase de fabricación: directa y, sobre todo, indirectamente, por la energía invertida. El tiempo de recuperación energética es el tiempo que el sistema fotovoltaico necesita para producir la energía que se invirtió en su fabricación. Una vez amortizada la inversión energética, la energía producida durante el resto de su vida útil (la energía neta) está libre de emisiones. Por tanto, se evitan las emisiones que se producirían si se generara esta energía con energía convencional. Existe gran dispersión en los estudios realizados para determinar dicho tiempo de recuperación debido a la diferencia de hipótesis existentes (productividad, inclusión de otros elementos del sistema…), pero todos los estudios predicen que dicho tiempo es menor que la duración neta del sistema. Tras analizar el estudio llevado a cabo por Knapp y Jester (2000) sobre el Módulo sc Si SP 75 (Siemens), se llegó a la conclusión de que el tiempo de recuperación energética Memoria descriptiva oscilaba entre los 2-3 años, siendo este Página 23 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera significativamente menor que la duración del sistema (más de 25 años). Debido a ello la energía producida es de 9 a 17 veces la invertida en su elaboración. 4.3 INCIDENCIA SOBRE EL MEDIO AMBIENTE LOCAL La Evaluación de Impacto Ambiental es el procedimiento que incluye el conjunto de estudios, informes técnicos y consultas que permiten identificar, describir y evaluar los efectos que la ejecución de un determinado proyecto, instalación o actividad causará sobre el medio ambiente. Quedan sujetos a Evaluación de Impacto Ambiental: 1. Los proyectos, instalaciones y actividades de titularidad pública o privada incluidos en el Anexo I del Decreto 62/2006, de 10 de noviembre, por el que se aprueba el Reglamento de Desarrollo del Título I, "Intervención Administrativa", de la Ley 5/2002, de 8 de octubre, de Protección del Medio Ambiente de La Rioja. 2. Los proyectos, instalaciones y actividades de titularidad pública o privada incluidos en el Anexo II del citado Reglamento, así como cualquier proyecto no incluido en el Anexo I que pueda afectar directa o indirectamente a los espacios de la red ecológica europea Natura 2000, cuando así lo decida el órgano ambiental. La decisión, que debe ser motivada y pública, se ajustará a los criterios establecidos en el Anexo III. En el Anexo I del Decreto 62/2006, dentro del grupo 3, industria energética, se identifican los proyectos que necesitan la Evaluación de Impacto Ambiental. En el apartado e) Instalaciones industriales para la producción de electricidad, vapor y agua caliente con potencia térmica superior a 300 MW. Memoria descriptiva Página 24 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera En el Anexo II del Decreto 62/2006, dentro del grupo 4, industria energética, se identifican los proyectos que necesitan la Evaluación de Impacto Ambiental. En el apartado i) Instalaciones industriales para la producción de electricidad, vapor y agua caliente con potencia térmica superior a 100 MW. De lo cual deducimos que esta instalación queda exenta de realizar la consiguiente Evaluación de Impacto Ambiental. No obstante, y refiriéndose al Anexo V del Decreto 62/2006, se requiere una licencia ambiental expedida por el Ayuntamiento de Logroño por tratarse de una instalación energética de producción de energía solar. Teniendo en cuenta lo anteriormente citado, las principales características del parque solar con respecto a su incidencia sobre el medio amiente local de Logroño son las siguientes: 1. No produce emisiones de gases contaminantes. 2. No produce emisiones de efluentes líquidos. 3. No produce residuos sólidos. 4. No produce ruidos. 5. No tiene efectos nocivos ni incidencia alguna sobre la vegetación o la fauna local, ya que es una actividad totalmente compatible con éstas. 6. Al final de la vida de la instalación se procederá al desmantelamiento de la misma restituyendo el emplazamiento a su estado originario. Memoria descriptiva Página 25 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad 4.4 Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera INCIDENCIA SOCIOECONÓMICA La construcción del parque solar supone la creación de empleo directo e indirecto durante las fases de construcción y de funcionamiento de la instalación. El parque solar objeto de este proyecto consta de 16 instalaciones, estas se dividen a su vez en cuatro grupos, cada grupo constara de 4 seguidores solares que alimentan los inversores de 30 kW.. Durante la fase de construcción de este huerto solar se generarán entre 8 y 12 puestos de trabajo para desarrollar los trabajos de obra civil, instalación eléctrica y montaje de los módulos fotovoltaicos. La construcción del conjunto del parque solar se estima en 6 meses. Durante la fase de explotación del parque solar, cuya vida se estima en 30 años, se generarán entre 3 y 4 puestos de trabajo directo para realizar los trabajos de mantenimiento y vigilancia. Memoria descriptiva Página 26 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad 5 Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera NORMAS APLICABLES Para la ejecución de las instalaciones, se tendrán en cuenta las siguientes normas y reglamentos: Ley 54/1997 de 27 de noviembre, del Sector Eléctrico (Ley de Regulación del Sector Eléctrico). Y las modificaciones introducidas por la Ley 50/1998 de 30 de diciembre de Medidas Fiscales, Administrativas y del Orden Social. Real Decreto 1663/2000, de 29 de septiembre, sobre conexión de instalaciones fotovoltaicas a la red de baja tensión. Real Decreto 1995/2000, de 1 de diciembre, por el que se regulan las actividades de transporte, distribución, comercialización, suministro y procedimientos de autorización de instalaciones de energía eléctrica. Real Decreto 842/2002, de 2 de agosto, por el que se aprueba el Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión. Real Decreto 314/2005, de 17 de marzo, por el que se aprueba el Código Técnico de la Edificación. Real Decreto 661/2007, de 25 de mayo, por el que se regula la actividad de producción de energía eléctrica en régimen especial. Real Decreto 1110/2007, de 24 de agosto, por el que se aprueba el Reglamento Unificado de puntos de medida del sistema eléctrico. Memoria descriptiva Página 27 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Real Decreto 1578/2008, de 26 de septiembre, de retribución de la actividad de producción de energía eléctrica mediante tecnología solar fotovoltaica para instalaciones posteriores a la fecha límite de mantenimiento de la retribución del Real Decreto 661/2007, de 25 de mayo, para dicha tecnología. Norma UNE-EN 62466: Sistemas fotovoltaicos conectados a red. Requisitos mínimos de documentación, puesta en marcha e inspección de un sistema. Resolución de 31 de mayo de 2001, de la Dirección General de Política Energética y Minas, por la que se establece modelo de contrato tipo y modelo de factura para instalaciones solares fotovoltaicas conectadas a red de baja tensión. Norma UNE de obligado cumplimiento así como aquellas que se relacionan en las instrucciones técnicas complementarias del Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión. Reglamento Electrónico de Baja Tensión del Ministerio de Industria y Energía y sus Instrucciones Técnicas Complementarias. Pliego de condiciones técnicas de instalaciones solares fotovoltaicas conectadas a red del Instituto para la Diversificación y el Ahorro de la Energía, IDAE, de octubre de 2002. Ley 16/2002 de 1 de julio de prevención y control integrados de la contaminación. Memoria descriptiva Página 28 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Real Decreto Legislativo 1302/1986, de 28 de junio, de Evaluación de Impacto Ambiental. Ley 7/2007, de 9 de agosto, Gestión Integrada de la Calidad Ambiental. Memoria descriptiva Página 29 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad 6 Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera DESCRIPCIÓN DE LA INSTALACIÓN La instalación fotovoltaica de conexión a red responde a un sencillo esquema como el que sigue: Generadores Fotovoltaicos Inversores Centro de Transformación Red Eléctrica El subsistema de captación y generación, es decir, el generador fotovoltaico está constituido por una serie de paneles o módulos del mismo modelo conectados eléctricamente entre si. Estos módulos se encargan de transformar la energía del sol en energía eléctrica generando una corriente eléctrica continua proporcional a la irradiancia solar que incide sobre ellos. El subsistema de acondicionamiento de potencia, o inversores, es el encargado de transformar la corriente continua generada en el campo solar en corriente alterna, con una forma de onda senoidal y una frecuencia de 50Hz, ya que no Memoria descriptiva Página 30 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera es posible inyectar directamente la energía del generador fotovoltaico a la red eléctrica. De esta forma ya se puede suministrar la energía producida a la red eléctrica. La energía procedente de cada inversor es conducida de forma individual hasta un mismo centro de transformación, donde antes de inyectar a la red eléctrica, transformamos la tensión de salida de la instalación fotovoltaica a la tensión de descarga de la línea eléctrica mediante dos transformadores. En dicho centro de transformación se cuantifica la energía producida mediante una celda de medida. La descarga a la red eléctrica se realiza a través de un tramo subterráneo de M.T. que sale del centro de transformación y de una línea aérea. La instalación se acogerá al Régimen Especial de Autoproductores que se regula por el R.D. 661/2007, de 25 de mayo por el que se regula la actividad de producción de energía eléctrica en régimen especial. La energía generada, medida por los correspondientes contadores, se venderá a la empresa distribuidora tal y como marca el Real Decreto 661/2007, de 25 de mayo, antes mencionado. La energía consumida por las instalaciones auxiliares será abastecida por la generada a través de la planta dentro de sus posibilidades. En el momento que dicho autoabastecimiento no fuese posible (condiciones climatológicas adversas, nocturnidad), la energía consumida por las instalaciones se abonará a la empresa distribuidora independientemente de la energía generada por el campo solar fotovoltaico. Memoria descriptiva Página 31 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera 7 ELECCIÓN DE LA TECNOLOGÍA 7.1 TIPO DE CRISTAL La investigación de las células fotovoltaicas está en continua evolución, en busca de la mejor relación calidad-precio. Ha habido numerosas propuestas de uso de materiales con muy buenos rendimientos, pero su alto coste ha hecho inviable su comercialización. En la actualidad, el material más usado es el silicio, debido a la larga experiencia que hay en el uso de éste en el ámbito fotovoltaico. Los tipos de silicio más comunes en este momento son: Silicio monocristalino: Es el material más utilizado actualmente para la fabricación de células solares. Su fabricación es laboriosa y compleja, se intenta sustituir para abaratar los costos. El silicio se purifica, se funde y se cristaliza en lingotes redondos. Una vez redondeado se corta en finas obleas, para conseguir células individuales cortando los extremos redondeados para aprovechar la superficie. Las células tienen un color uniforme, generalmente es azul o negro. Las células monocristalinas consiguen un rendimiento del 19,1% en laboratorio y entre un 10 y un 13% en producción. Silicio policristalino: Las células policristalinas de silicio están fabricadas con silicio de menor pureza y por tanto de un costo más bajo que las anteriores. Esto da lugar generalmente a un rendimiento levemente más bajo, pero los fabricantes de las células policristalinas afirman que las ventajas del coste compensan las pérdidas de la eficacia. La superficie de células policristalinas se diferencia de las monocristalinas en que tiene zonas de colores diferentes en vez del Memoria descriptiva Página 32 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad color Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera uniforme de las células monocristalinas. Las células policristalinas consiguen un rendimiento del 18% en laboratorio y entre un 10 y un 12% en producción. Silicio amorfo: Es diferente de los otros dos tipos anteriores, el silicio amorfo no tiene ninguna estructura cristalina. El silicio amorfo está formado por capas delgadas sucesivas depositadas al vacío sobre un cristal, plástico o metal, su proceso es similar a un pintado de aquí su economía. Las células amorfas del silicio se producen en variedad de colores y con ellas se consiguen rendimientos del 11,55% en el laboratorio y hasta el 8% en producción. Puesto que pueden ser hechas de diversos tamaños forman generalmente una célula continua que ocupa todo el módulo. Hasta el momento actual, el principal problema del silicio amorfo es su degradación o disminución de su eficiencia tras una prolongada exposición a los rayos solares. A pesar que el material es muy estable y el comportamiento frente a agentes externos como humedad, temperatura, corrosión es muy buena, en las 100 primeras horas de funcionamiento se produce una degradación hasta que se estabiliza y la producción de corriente es prácticamente estable después. Finalmente, nos decidimos a instalar módulos de silicio policristalino, que son los que presentan una mejor relación rendimiento-precio. Memoria descriptiva Página 33 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad 7.2 Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera TIPO DE SEGUIMIENTO El seguidor solar escogido dispone de un seguimiento de dos ejes. Esto nos permite aprovechar la máxima cantidad de horas solares y asegurar así un mayor rendimiento. El seguimiento acimutal barre un ángulo de 250º, abarcando todo el recorrido solar para cualquier hora y día del año. Se encuentra automatizado mediante una pinza tractora y tiene una precisión de ±3º. El seguimiento del ángulo de inclinación (β) también se encuentra automatizado mediante cilindros hidráulicos comandados por una centralita. Esta centralita tiene una precisión de ±3º. Este varía entre una posición de seguridad de 5º y una inclinación máxima de 50º, suficientes en ambos casos para captar la mayor parte de la radiación solar. Memoria descriptiva Página 34 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad 8 Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera DIMENSIONADO DEL SISTEMA Y COMPONENTES El parque solar que se proyecta de 500 kW estará compuesto de 16 seguidores solares. Cada seguidor solar cuenta con un inversor de 33 kW y genera esta potencia gracias a 126 paneles de 300 Wp cada uno. La potencia pico instalada en cada seguidor es de 37,8 kW. Esta potencia pico es 14,5% superior a la potencia del inversor como recomendación del fabricante, que recomienda hasta 39 kW de potencia por inversor. Como se ha dicho anteriormente la estructura de los paneles solares será un seguidor solar de dos ejes con un área total de captación por cada seguidor de 244,5 m2. 8.1 RADIACIÓN DE LA ZONA Cuando se evalúan, diseñan o se hacen análisis económicos de los sistemas de aprovechamiento de la energía solar, se requiere de información precisa y detallada de la radiación solar. El conocer las características de la radiación solar no es un asunto sencillo, ya que varía a cada instante. Las condiciones atmosféricas, el clima, las características geográficas, son entre otros, los parámetros más importantes que determinan la cantidad de radiación solar que se recibe en un punto determinado de la superficie terrestre. El tiempo y coste necesario para que una red solarimétrica produzca datos de precisión conocida y suficiente representatividad temporal, a partir de los cuales extrapolar espacialmente los promedios mensuales de la radiación global diaria, suele superar las urgencias de los diseñadores de sistemas de aprovechamiento de esta fuente de energía, razón por la cual surgen bases alternativas de información. Memoria descriptiva Página 35 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Las bases de datos de irradiancia, por tanto, deberán tener la suficiente precisión como para ser aceptada, dado que todo el cálculo energético, y por tanto, económico, depende fundamentalmente de estos valores. 8.1.1 Años Meteorológicos Tipo. La base de datos utilizada ha sido compuesta por la Agencia Estatal de Meteorología (AEMET) integrada en la red EUMETSAT (European Organisation for the Exploitation of Meteorological Satellites), de carácter europeo. Lo realmente valioso de esta base de datos no es en sí la gran cantidad de información que se suministra sobre multitud de localidades así como su extrapolación de datos en caso de no disponer de estaciones cercanas, sin o el carácter oficial que tiene al provenir de los propios organismos de meteorología europeos, configurándose, por tanto, como una base de datos de enorme valor para el proyectista. La base de datos contiene Años Meteorológicos Tipo para las estaciones de trabajo, entre ellas la de nuestro emplazamiento. Nos suministra valores de radiación horizontal, en plano inclinado con diferentes valores del ángulo e incluso con un perfil de sombras definible. Asimismo nos suministra valores de temperaturas humedades y velocidad de viento. Según dicha base de datos se han tomado los valores de las irradiaciones por metro cuadrado al día para la latitud de Logroño, en un plano horizontal y siguiendo la trayectoria solar. Memoria descriptiva Página 36 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Los valores de radiación óptima se han obtenido haciendo una media ponderada de los valores obtenidos por dicha base de datos. Esto es así porque se valoran más las horas de sol pico que al amanecer o atardecer. Mes Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Anual Superficie Inclinacion Inclinación horizontal a 36º Seguidor 1,7 2,85 3,98 2,6 3,9 5,37 3,94 5,07 7,15 5,05 5,52 7,85 5,81 5,67 8,54 6,67 6,2 9,84 7,04 6,71 10,97 5,94 6,26 9,25 4,66 5,72 8,40 3,04 4,33 6,05 1,92 3,15 4,29 1,53 2,71 3,77 4,17 4,85 7,12 Los valores de esta tabla representan la radiación solar en kW/m2·día para las diferentes inclinaciones. En horizontal son los valores iniciales de cálculo que se obtienen de las bases de datos. 36º de inclinación es lo que recomiendan para una instalación fija situada en estas coordenadas. El seguidor indica la radiación captada por un seguidor solar de 2 ejes. Como se puede ver, el hecho de utilizar un seguidor solar aumenta notablemente la eficacia de la instalación, aproximadamente un 45% más que una instalación fija. Memoria descriptiva Página 37 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera 8.1.2 Efecto de la radiación solar en la célula fotovoltaica De igual modo que ocurre con la temperatura, la radiación solar también afecta directamente al rendimiento de la célula solar fotovoltaica, evidentemente los cambios en la radiación producen una variación en la característica de salida de la célula fotovoltaica. El valor de la potencia de salida de la célula fotovoltaica aumenta conforme lo hace la radiación, alcanzando ésta valores máximos teóricos cuando la radiación es de 1000 W/m2. 8.2 ANÁLISIS DE SOMBRAS Cuando una célula solar queda bajo sombra deja de producir corriente. Se comporta, entonces, como un diodo conectado en sentido de bloqueo. Pero si a través de una única célula deja de fluir la corriente, ésta deja de fluir también a través de todas las células conectadas en serie con ella. Se habla en tales casos del efecto pinzamiento de manguera. Se produce, entonces, en la célula solar una tensión (la suma de las restantes células solares conectadas en serie) que es mayor que la tensión de ruptura del diodo. La corriente penetra entonces a mayor tensión y la célula se puede calentar mucho, pudiendo dañarse así (en puntos concretos) de forma permanente (hot-spot). Por tanto, el sombreado tiene efectos directos sobre el rendimiento de la planta, pues, por la conexión en serie de las células solares dentro de un módulo y la conexión en serie de los módulos dentro de una cadena, la célula solar que recibe menos irradiación determina la intensidad de corriente y, por ende, la potencia de toda la cadena. Con las actuales células solares cristalinas, hasta las pequeñas sombras o impurezas puntuales (hojas, excrementos de pájaros,…) pueden reducir claramente el rendimiento del módulo solar. Memoria descriptiva Página 38 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Para evitar el efecto de las sombras sobre las células solares al descubierto y los daños a las células solares bajo sombra, se conecta a cada cadena de células un diodo de by-pass en paralelo. En caso de sombreado, este diodo de by-pass soslaya la célula afectada. Funcionamiento normal Funcionamiento by-pass (Una célula sombreada) Estos diodos también se instalan en la caja de conexiones del módulo, para evitar que algún módulo en la serie pueda provocar estos efectos por quedar en sombra. Memoria descriptiva Página 39 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera En este proyecto se cuida ese aspecto para que las sombras propias no tengan el tipo de efecto comentado, por lo que en nuestra instalación no se prevé ningún obstáculo delante de la instalación solar que pudiera causar sombras sobre los paneles. Aún así, es necesario realizar un estudio de las sombras que pueden darse en los paneles debidas a ellos mismos, estando contabilizadas con las pérdidas ocasionadas por el sol. Separaremos los seguidores solares a una distancia tal que garantice la ausencia de sombras para el ángulo más desfavorable de altura solar al medio día. Este ángulo coincide con el 21 de diciembre, según recomendación del IDAE. Este ángulo es de 18,5º. Calcularemos la distancia horizontal necesaria que tiene que haber entre el extremo superior de un seguidor y el inferior del siguiente seguidor. Para este ángulo nos da una separación de 27,76m. Por comodidad de cálculo y para asegurar la inexistencia de sombras aumentaremos la distancia a 30m disminuyendo así el ángulo de visión hasta 17,2º. Con esta configuración, las posibles sombras de unos módulos se proyecta sobre los de atrás en un rango de horas en los que los valores de radiación son tan pequeños que el propio inversor ya ha cortado la entrada de corriente por no poder hacer el seguimiento del punto MPP. Con esta configuración podemos descartar pérdidas en la generación por efecto de las sombras. 8.3 EFECTO DE LA TEMPERATURA Es necesario explicar de qué manera actúa la temperatura en la célula fotovoltaica debido a que es junto con la radiación una de las causas principales por la que la característica de salida I-V de los paneles fotovoltaicos se ve afectada, lo cual significa que no se obtiene una potencia en terminales del panel fotovoltaico constante. Por esta razón y para trabajar en el punto Memoria descriptiva Página 40 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera óptimo de potencia necesitamos realizar el circuito de búsqueda del punto máximo. Cualquier objeto que se encuentre bajo la acción de la radiación solar, se calentará, y en nuestro caso la temperatura es un factor muy importante a tener en cuenta a la hora de utilizar elementos fotoeléctricos. La temperatura afecta directamente a la tensión de circuito abierto de la célula fotovoltaica disminuyendo su valor, de modo que la potencia se ve afectada de igual forma, mientras que la corriente que porta el panel apenas se ve afectada. Como conclusión se tiene que a medida que la temperatura aumenta, la tensión y la potencia en bornes del panel disminuyen. 8.4 VALORACIÓN DE LA PRODUCCIÓN Cualquier sistema de producción energética está sometido a una serie de pérdidas en las diferentes etapas de transformación y/o transporte de la energía que afectan al global de la energía producida. Evaluarlas y limitarlas forma parte del diseño adecuado de la instalación fotovoltaica. Se podrán distinguir el siguiente conjunto de pérdidas: Debidas a la dispersión de los módulos fotovoltaicos Por el cableado tanto en CC como en CA Debidas a los transformadores Debida a la Línea de Media Tensión Subterránea Por suciedad (valor estimado) Memoria descriptiva Página 41 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Por disponibilidad (valor estimado) Debida al Rendimiento Europeo del Inversor Por efecto de las sombras en los paneles Por efecto de la temperatura en las células fotovoltaicas Debida a la posición La previsión de producción energética de nuestra instalación asciende, una vez descontadas todas las pérdidas a 1.329.572,86 kWh/año 8.4.1 Ahorro en las emisiones El consumo de energía provoca, en el lugar de generación (central térmica), una serie de emisiones de gases contaminantes y de efecto invernadero, siendo los más importantes, por sus consecuencias medioambientales, las emisiones de diferentes tipos de óxido de azufre y de anhídrido carbónico, principal causante del efecto invernadero y del calentamiento global del planeta. Cada kWh generado por la planta fotovoltaica supondrá evitar la emisión de estos gases en las centrales de producción de energía con medios no renovables. Por tanto, cuanta más energía se genere con fuentes renovables, menor serán las emisiones lanzadas a la atmósfera. Concretamente, por 1kWh generado se evita emitir a la atmósfera aproximadamente 1kg de CO2, unos 3 gr de SO2 y unos 2 gr de NOx. Así como se evita el consumo de 1 tep (tonelada equivalente de petróleo) por cada 11.600 kWh producidos Memoria descriptiva Página 42 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad 8.5 Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera DISPOSICIÓN DE LOS PANELES La instalación estará formada por módulos fotovoltaicos instalados sobre unos seguidores solares de dos ejes que permiten la máxima captación de la radiación solar. El sistema se compone de 2.016 módulos fotovoltaicos EASTECH ESF-300MA, de 300 Wp cada uno, agrupados en 16 seguidores solares distribuidos en una malla de 4x4, donde cada seguidor solar se compone de 126 paneles. Estos estarán compuestos por 7 líneas en paralelo de 18 paneles cada una. Las bases de los seguidores solares estarán separadas 37,80 m como se muestra en el apartado de cálculo y en los planos, para evitar los efectos negativos de pérdidas de producción eléctrica asociado a las sombras que puedan producir unos sobre otros. 8.6 MÓDULOS FOTOVOLTAICOS Los paneles solares son el elemento de generación eléctrica y se pueden disponer en serie y/o paralelo para obtener la tensión nominal requerida en cada caso. Estos paneles están formados por un número determinado de células que están protegidas por un vidrio, encapsuladas sobre un material plástico y todo el conjunto enmarcado con un perfil metálico. El módulo solar utilizado es el modelo EASTECH ESF-300MA de 300 Wp, poseen certificado IIEC 61215, la Marca CE, clase de protección II y garantía de calidad interna permanente, aunque su uso se extiende fácilmente más allá de los 25 años. Permiten un rápido montaje gracias a una conexión sencilla de los cables eléctricos. Memoria descriptiva Página 43 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Está formado por un total de 72 células de silicio monocristalinas de primera calidad, estando alojadas en dos láminas de plástico. La parte trasera, a su vez, está recubierta por una lámina EVA que garantiza la permeabilidad de la luz y provoca altos rendimientos en los módulos. De este modo, las células se encuentran protegidas de los agentes meteorológicos y poseen un elevado aislamiento entre sus partes eléctricamente activas. A continuación, se adjuntan las características técnicas del módulo solar utilizado: Características físicas Descripción Células Medidas Peso Nº de diodos Tipo de diodos Conectores 72 de silicio policristalino 1956 x 992 x 50 mm 22,9 kg 6 10A10 NB ECM4M Valores límite Descripción Temperatura máx del módulo Tensión máxima del sistema Presión de superficie -40ºC + 85ºC 1000 V 2400 N/m2 Datos térmicos Descripción Coefic. Tª Corriente cortocircuito Coefic. Tª Tensión circuito abierto Coefic. Tª Potencia MPP TONC +0,04%/ºC -0,38%/ºC -0,47%/ºC 47ºC ± 2ºC Datos eléctricos Descripción Potencia máxima admisible Corriente de cortocircuito Tensión circuito abierto Corriente MPP Tensión MPP Rendimiento Memoria descriptiva 300 W 8,48 A 44,78 V 7,92 A 37,87 V 15,46% Página 44 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Los datos eléctricos están calculados para condiciones estándar; 1000 W/m2 de radiación y 25 ºC de temperatura de célula. 8.7 SEGUIDOR SOLAR El seguidor solar elegido para la instalación será el ADES V10-24 M_EXP con una superficie máxima de 265 m2. Se trata de un seguidor de baja altura y reducido impacto visual, lo cual limita las sombras proyectadas. Al tener una superficie tan amplia disminuye el número de seguidores solares necesarios para conseguir la potencia necesaria en la instalación. Esto permite un ahorro en infraestructuras así como una disminución importante en el valor total del mantenimiento en la vida útil del parque. Los módulos solares se colocan en 7 filas a diferentes niveles y dos vertientes. Esto facilita la ventilación de los paneles, lo cual aumenta su eficiencia y vida útil. Al ser la parrilla escalonada, mejora considerablemente el coeficiente de resistencia al viento respecto a otro tipo de seguidores “planos”. Esta estructura de sujeción posee brazos autoventilados, entradas de aire que permiten disipar el calor generado por los componentes de la máquina. El seguidor solar es capaz de variar su ángulo de inclinación entre 5º y 50º y hacer un barrido acimutal de 250º, lo que comprende el recorrido completo del sol. La precisión de ambos ejes es de ±3%. Tiene un consumo anual de aproximadamente 160 kWh/año a temperaturas que oscilan entre -10 ºC y 50 ºC. Cuenta con sistema de protección automático contra ráfagas de viento fuertes, en cuyo caso se pone en posición de seguridad. Esta posición de seguridad se Memoria descriptiva Página 45 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera da automáticamente ante vientos superiores a 50 km/h y al finalizar cada jornada solar. En esta posición puede soportar vientos de hasta 160 km/h. En las peores condiciones, viento a sotavento y fallo de las seguridades del parque, la estructura metálica puede soportar hasta 108 km/h. El seguidor ADES tiene el marcado CE y se halla en conformidad con las siguientes directivas Europeas: Directiva de construcción de máquinas 98/37 CE Normativa 73/23 CE de baja Tensión Compatibilidad Electromagnética según 89/333 C Cargas de viento según NBE-AE-88 Estructura metálica según Normativa NBE-EA95 8.8 INVERSORES El inversor es un equipo fundamental en la instalación eléctrica fotovoltaica, ya que permite la conversión de la energía generada por los paneles fotovoltaicos de corriente continua a corriente alterna. El inversor propuesto es el INGECON Sun Smart 30, de 30 kW del fabricante Ingeteam, para aplicaciones fotovoltaicas conectadas a red, trifásico y completamente autónomo. Se conecta por un lado al conjunto de paneles fotovoltaicos de los que recibe la energía eléctrica en forma de tensión continua y por otro al cuadro de salida a la red eléctrica en corriente alterna. Memoria descriptiva Página 46 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad 8.8.1 Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Características generales El inversor INGECON SUN Smart 30 permanece en estado de espera siempre y cuando la tensión de paneles en circuito abierto sea inferior a 405 V aproximadamente. En esas condiciones, el inversor se encontrará desconectado de la red. Funcionan convirtiendo la potencia continua proporcionada por el generador fotovoltaico en potencia alterna trifásica. Dicho modelo está provisto de una entrada, donde a partir de un sistema avanzado de seguimiento, se asegura la extracción de la potencia máxima en cada instante del generador fotovoltaico, dicho funcionamiento se llama MPPT (Maximum Power Point Tracking). La topología de dicho inversor proporciona la inyección en la red eléctrica de corrientes senoidales con muy bajo contenido en armónicos (distorsión en corriente <3% a potencia nominal), eliminando los errores de sincronización de aquellos inversores que utilizan topologías de generación en tensión, como por ejemplo: Sensibilidad a las bruscas variaciones de tensión de red. Sensibilidad a variaciones de fase de la red. Sensibilidad frente a distorsiones transitorias de red que provocan la circulación de sobreintensidades y en ocasiones el disparo del inversor o de sus protecciones. El inversor incorpora vigilantes de red que se aseguran su desconexión de ésta en caso de que falle, bien por salida de sus rangos de operación o bien por un fallo de ésta. El circuito de potencia está basado en puentes inversores con IGBT’s en número adecuado en función de la potencia total de salida del inversor, con sistemas de protección de los semiconductores que aseguren su Memoria descriptiva Página 47 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera integridad ante cualquier fallo, bien sea por causas externas como por internas de control También actúa como controlador permanente de aislamiento para la desconexión-conexión automática de la instalación fotovoltaica en caso de pérdida de asilamiento. Los inversores proyectados se colocarán en la base de cada seguidor solar puesto que están especialmente diseñados para instalaciones en exterior y cuentan con IP54. 8.8.2 Composición del convertidor El convertidor está formado por los siguientes elementos en su fase de potencia: Protecciones eléctricas integradas. Descargador de sobretensiones DC. Descargador de sobretensiones AC. Seccionador DC con mando a puerta. Sistema de vigilancia anti-isla con desconexión automática. Vigilante de aislamiento DC. Posibilidad de desconexión manual de la red. Pantalla LCD. Datalogger interno para almacenamiento de datos. Protección contra polarizaciones inversas, sobretensiones, cortocircuitos. Aislamiento galvánico sin uso de transformador de baja tensión. Memoria descriptiva Página 48 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Los elementos numerados cumplen con las protecciones exigidas por el RD 1663/2000. 8.8.3 Aparatos de medida y señalizaciones El inversor INGECON Sun Smart 30, presenta las medidas de los principales parámetros a través de un display LCD. Las medidas presentadas son las siguientes: Valores de entrada (DC) Tensión DC de entrada. Rango de tensión MPP 405-750 V TensiónDC máxima 900 V Corriente de entrada Corriente máxima 86 A Número entradas 10 Tensión ACdede salida Número de entradas MPTT 1 Potencia AC de salida Valores de salida (AC) Corriente AC por fase Potencia nominal 30 kW Potencia máxima 33 kW Factor de potencia Corriente máxima 50 Tensión nominal 400 V Frecuencia de red Frecuencia nominal 50/60 Hz Coseno de Phi 1 Distorsión armónica (THD) <3% Eficiencia máxima 96,10% 8.8.4 Características principales Euroeficiencia 95,20% Consumo nocturno 1W Requisitos mecánicos Dimesiones Peso aproximado Protección 550 x 750 x 1270 mm 323,5 kg IP 54 Condiciones ambientales Temperatura de funcionamiento Humedad relativa Memoria descriptiva -20ºC a +65ºC 0 - 95% Página 49 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Valores de entrada (DC) Rango de tensión MPP Tensión máxima Corriente máxima Número de entradas Número de entradas MPTT 405-750 V 900 V 86 A 10 1 Valores de salida (AC) Potencia nominal Potencia máxima Corriente máxima Tensión nominal Frecuencia nominal Coseno de Phi Distorsión armónica (THD) Eficiencia máxima Euroeficiencia Consumo nocturno 30 kW 33 kW 50 400 V 50/60 Hz 1 <3% 96,10% 95,20% 1W Requisitos mecánicos 8.8.5 Requisitos de ventilación Dimesiones 550 x 750 x 1270 mm Peso aproximado 323,5 kg Protección IP 54 Los inversores deben ir instalados en posición vertical y a una distancia mínima de 0,2 m de cualquier obstáculo, pared o similar, tanto en la parte delantera Condiciones ambientales como la Temperatura trasera, permitiendo la adecuada -20ºC circulación de funcionamiento a +65ºCde aire para la Humedad relativa refrigeración del equipo. 0 - 95% La temperatura ambiente máxima de funcionamiento del equipo es de 65 ºC, siendo recomendable una temperatura de 25ºC con el objeto de que la vida útil del inversor sea la máxima. Para conseguir esta temperatura y una correcta ventilación, el inversor viene equipado con tres ventiladores; uno superior que evacúa 354 m3/h y dos inferiores que consiguen 160 m3/h cada uno. Memoria descriptiva Página 50 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera 8.8.6 Monitorización y comunicaciones Este inversor permite la comunicación vía modem-GSM/GPRS, puerto serie RS-485, puerto Ethernet o por fibra óptica. Los inversores están preparados para su monitorización remota de las corrientes de string del campo fotovoltaico, mediante la utilización de los Sistemas de Monitorización de Ingecon Sun String Control. Los inversores se conectan a la Unidad Central de Monitorización mediante una comunicación RS-485. Esta unidad incorpora un Modem tipo GSM/GPRS para la transmisión remota de las principales variables de funcionamiento de los inversores y de la estación meteorológica. Estas medidas se pueden consultar a través de una página web desde cualquier punto con acceso a internet. Existe la posibilidad de recibir las aleras de alarmas vía SMS para el diagnóstico de fallos. 8.8.7 Alarmas Al tratarse de un inversor totalmente autónomo, no precisa la intervención de ningún usuario, salvo en los casos en los que sea necesaria su configuración o ante una alarma. Las principales alarmas indicadas por este inversor son las siguientes: Fallo de tensión en la red: Cuando la tensión a la que se conecta el inversor está fuera del rango de funcionamiento. Se rearma automáticamente al reponerse las condiciones de red. Memoria descriptiva Página 51 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Fallo de frecuencia de red: Cuando la frecuencia a la que se conecta el inversor está fuera del rango de funcionamiento. Se rearma automáticamente al reponerse las condiciones de red. Fusión de fusibles: Cuando el fusible que protege la conexión de corriente continua se ha fundido. Secuencia de fases errónea: Cuando el orden de conexionado de las fases no es el correcto. Derivación en paneles: Cuando el nivel de aislamiento del generador fotovoltaico ha descendido por debajo de un umbral mínimo. Actuación de protecciones internas: Cuando las protecciones internas del inversor se han activado. Protección de isla: Cuando el inversor intenta funcionar en ausencia de la red a la que está conectado. Sobretemperatura: Cuando la temperatura interna es superior a los 80ºC Memoria descriptiva Página 52 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera 9 INSTALACIÓN ELÉCTRICA 9.1 CONDICIONES GENERALES DE LA INSTALACIÓN DE CORRIENTE CONTINUA Dado que la instalación eléctrica del generador solar se encuentra en la intemperie, para evitar fallos de aislamiento, se seguirán los criterios de la ITCBT-30 del REBT para locales húmedos, siguiendo las siguientes condiciones generales. 9.1.1 Cableado El cableado de corriente continua se realizará con cable PRYSMIAN P-SUN sp, especial para instalaciones fotovoltaicas. Este cable tiene aislamiento de goma tipo EI6, que confiere elevadas características eléctricas (0,6/1 kV) y mecánicas. El diseño del cableado se ha realizado para que no supere una caída de tensión mayor de 1,5%. El campo fotovoltaico de 500 kW proyectado está formado por 16 seguidores solares. En todos ellos el cableado de continua es el mismo, variando únicamente el cableado de corriente alterna. 9.1.2 Aparamenta Las cajas de conexión, cajas de fusible y, en general, toda la aparamenta utilizada en el generador solar, deberán presentar el grado de protección correspondiente a la caída vertical de gotas de agua, IPX1. Sus cubiertas y las partes accesibles de los órganos de accionamiento no serán metálicas. Memoria descriptiva Página 53 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Se ha diseñado el sistema de protección para que la instalación esté protegida contra sobreintensidades, cortocircuitos, sobretensiones y contactos directos e indirectos. La caja de conexión previa al inversor contará con protecciones de 12 A, con el objetivo de proteger los conductores y poder desconectar cada ramal para operaciones de mantenimiento o reparación. Dicha caja de conexión dispondrá de 7 entradas e irá integrada en la estructura del seguidor solar. 9.1.3 Canalizaciones Las canalizaciones serán estancas en el campo solar, utilizándose para ello terminales, empalmes y conexiones de las mismas, sistemas o dispositivos que presenten el grado de protección correspondiente a la caída vertical de gotas de agua (IPX1) El campo fotovoltaico está formado por una serie de módulos fotovoltaicos conectados en serie, en número condicionado por las características eléctricas y de temperatura de los propios módulos y del inversor. Estos módulos en serie se conectan en paralelo a la entrada del inversor. El cableado de corriente continua se realizará con cable PRYSMIAN P-SUN sp, especial para instalaciones fotovoltaicas. Este cable tiene aislamiento de goma tipo EI6, que confiere elevadas características eléctricas (hasta 1000 V) y mecánicas. El cable recorrerá el interior de la estructura dado que está especialmente preparada para ello y bajará el cuadro eléctrico. Se realizarán las conexiones en serie de cada agrupación de 18 módulos fotovoltaicos. Cada agrupación se va uniendo a las demás en la caja de conexiones situada a la entrada del inversor. Memoria descriptiva Página 54 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Tramo Linea 1 Linea 2 Linea 3 Linea 4 Linea 5 Linea 6 Linea 7 Total 9.2 L Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera S Icable m mm2 A 20,23 14,36 20,23 20,23 14,36 20,23 33,57 4 4 4 4 4 4 4 34 34 34 34 34 34 34 cdt V 2,22 1,58 2,22 2,22 1,58 2,22 3,69 cdt Resistencia Perdidas % Ω 0,39 0,28 0,39 0,39 0,28 0,39 0,65 0,2060 0,1462 0,2060 0,2060 0,1462 0,2060 0,3417 W 23,98 17,03 23,98 23,98 17,03 23,98 39,79 169,77 Umax Imax 681,7 681,7 681,7 681,7 681,7 681,7 681,7 7,92 7,92 7,92 7,92 7,92 7,92 7,92 V A CONDICIONES GENERALES DE LA INSTALACIÓN DE CORRIENTE ALTERNA Dado que la instalación eléctrica del circuito de corriente alterna va a ser enterrada entre los inversores y la caseta del transformador, para evitar fallos de aislamiento, se seguirán los criterios de la ITC-BT-07 del REBT para redes subterráneas de distribución en baja tensión, siguiendo las siguientes condiciones generales. 9.2.1 Cableado. Desde cada inversor saldrá una línea trifásica de 400 V que se unirá a un cuadro de baja tensión sumador que aunará 4 líneas. Esto agrupará los seguidores solares/inversores en 4 grupos que posteriormente irán conectados a las entradas de BT del transformador. El cable seleccionado ha sido el PRYSMIAN AL VOLTALENE FLAMEX (S) (AL XZ1 0,6/1kV XLPE3), 3 conductores y neutro para cada inversor instalado bajo tubo. El diseño del cableado se ha realizado para que no supere una caída de tensión mayor de 1%. Memoria descriptiva Página 55 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera 9.2.2 Aparamenta La salida del inversor estará dotada de un cuadro descargador de tensiones que permitirá la conexión a los cables de 150mm2. Previo a esta conexión y con el fin de poder aislar el inversor de la línea se instalarán fusibles de cuchilla de F Cu 0/63 A de poder de corte. Las líneas que unen los inversores con los cuadros de baja tensión del centro de transformación estarán protegidas ante cortocircuitos y sobreintensidades mediante interruptores magnetotérmicos omnipolares de 63 A, 6 kA. 9.2.3 Canalizaciones eléctricas Los conductores que van desde los inversores hasta los cuadros de baja tensión irán instalados bajo tubo corrugado de doble capa de 160 mm de diámetro nominal. Estos irán enterrados en zanja. Memoria descriptiva Página 56 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad 10 Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera PUESTA A TIERRA La puesta a tierra de la instalación fotovoltaica se hará siempre de forma que no se alteren las condiciones de puesta a tierra de la red de la empresa distribuidora, asegurándose que no se produzcan transferencias de defectos a la red de distribución. Para ello se dispondrán de dos sistemas de tierras: uno que comprende las masas metálicas, el circuito de corriente continua y el circuito de corriente alterna; y un segundo que protegerá el centro de transformación. Este último se describirá en el apartado correspondiente del centro de transformación. La red se dispondrá en forma de anillo cuadrado de 60 m de lado uniendo las masas de los diferentes seguidores con éste. La distancia del anillo es de 240 m, al cual se le añade la distancia del conductor entre los seguidores y dicho anillo consiguiendo una longitud total de 504,84 m. El conductor será de cobre de 70 mm2 y estará enterrado en una zanja de 1 m de profundidad. Memoria descriptiva Página 57 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad 11 Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera INSTALACIÓN DE ENLACE Además de los elementos y protecciones que pueda tener la propia instalación fotovoltaica y sus equipos anexos auxiliares, la instalación eléctrica que une la instalación fotovoltaica con la red debe tener los siguientes elementos: 11.1 SEPARACIÓN GALVÁNICA La instalación debe disponer de una separación galvánica entre la red de distribución y la instalación fotovoltaica cumpliendo la Norma UNE 60742. Esta protección viene dada por dos partes. Incluida en el inversor y también en el transformador. 11.2 INSTALACIÓN DE SALIDA La evacuación de la instalación fotovoltaica tiene lugar a través de las celdas de línea ubicadas en lugar accesible a la empresa distribuidora en el centro de transformación, estas se colocarán antes de la medida. Como elemento de corte perteneciente a la compañía se instala un seccionador de puesta en carga. Éste será accesible a la compañía en todo momento con objeto de poder realizar la desconexión manual. Asimismo, este seccionador deberá poder ser bloqueado por la compañía en su posición de abierto, a fin de garantizar la desconexión de la instalación fotovoltaica en caso necesario. Memoria descriptiva Página 58 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera 11.3 ELEMENTOS DE MEDIDA El elemento para la medida de la energía neta producida por la instalación fotovoltaica estará ubicado en una celda para tal efecto en el centro de transformación. Este módulo se instalará a la salida de la instalación fotovoltaica, lo más cerca posible de la acometida y se encontrará debidamente identificado. No estará dotado de fusibles. Dicha celda de medida estará compuesta por el siguiente contenido: Juego de barras tripolar de 400 A, tensión de 24 kV y 16 kA. Tres transformadores de intensidad de relación 30/5 A, 10 VA, CL0.2S, Ith = 5 kA, gama extendida 150% y asilamiento 24 kV Tres transformadores de tensión unipolares, de relación 22.000:V3/110:V3, 25 VA, CL0.2, Ft= 1,9 y asilamiento 24 kV. Además, el equipo de medida constará de un dispositivo de comunicación remota según RD 1110/2007, de 24 de agosto. Memoria descriptiva Página 59 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad 12 Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera OBRA CIVIL 12.1 DISTRIBUCIÓN DEL PARQUE SOLAR La superficie aproximada de la finca donde se ubicarán todas las instalaciones solares es de 7,7 ha. Las instalaciones del parque solar ocuparán aproximadamente 2,25 ha, dejando especio suficiente para continuar con parte de la explotación actual y permitiendo la expansión del parque si se considerara necesario. Como ya se ha dicho anteriormente, el parque solar fotovoltaico está formado por 16 seguidores solares con 126 paneles y un inversor de 30 kW cada uno. Para facilitar la ejecución de las obras y posterior mantenimiento de la planta solar, se realizará una nivelación del terreno a lo largo de las alineaciones y a lo largo de todo el perímetro del campo. 12.2 DESCRIPCIÓN DE LAS OBRAS La obra civil necesaria para la construcción y explotación de parque solar se describe a continuación: Mejora del terreno para acceso y cimentación de los seguidores solares. Zanjas y arquetas necesarias para las canalizaciones eléctricas. Edificio prefabricado del centro de transformación. Losas de apoyo para edificio prefabricado. Vallado perimetral. Memoria descriptiva Página 60 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera 12.2.1 Movimiento de tierras El movimiento de tierras consistirá en una limpieza y desbroce de la corteza vegetal que cubre la parcela en las zonas donde van apoyados los seguidores solares, seguida de relleno de zahorra compactada, para mejorar la capacidad del terreno y la resistencia al hundimiento de la explanación, y nivelación necesarias. El volumen de movimiento de tierra estimado en éste caso es de 805 m3. La tierra extraída se utilizara para nivelar el terreno. Para la colocación de los seguidores solares se salvarán los desniveles existentes en la zona, de modo que todos se encontraran al mismo nivel y altura para así minimizar los efectos de sombra. 12.2.2 Canalizaciones para cableado Zanjas Para la conducción de las líneas eléctricas del generador solar re realizarán las correspondientes zanjas y arquetas de registro que garanticen la correcta ejecución de la instalación. Estas zanjas deberán conducir los conductores de todos los seguidores que se prevén instalar en el parque solar. Las zanjas discurrirán entre los distintos seguidores solares hacia el cuadro de baja tensión del transformador. También se realizará una zanja a la salida del centro de transformación hasta el apoyo de conexión a red. El trazado será lo más rectilíneo posible y a poder ser paralelo a referencias fijas. Asimismo, deberán tenerse en cuenta los radios de curvatura mínimos de los cables, a respetar en los cambios de dirección. Memoria descriptiva Página 61 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Las líneas se enterrarán siempre bajo tubo, a una profundidad mínima de 80 cm, con una resistencia suficiente a las solicitaciones a las que se han de someter durante su instalación. Las líneas irán en tubos de 160 mm de diámetro para corriente alterna y de 160 mm de diámetro para la salida desde el centro de trasformación en Media Tensión, todos de polietileno de alta densidad corrugado y de color rojo en la parte exterior, disponiéndose de al menos un tubo de reserva. Por cada tubo sólo discurrirá una línea, sin que pueda compartirse un mismo tubo con otras líneas, tanto sean eléctricas, de telecomunicaciones, u otras. Se evitarán, en lo posible, los cambios de dirección de los tubos. En los puntos donde se produzcan y para facilitar la manipulación de los cables, se dispondrán arquetas con tapas registrables. Para facilitar el tendido de los cables, en los tramos rectos se instalarán arquetas intermedias, registrables, como máximo cada 40 m. Esta distancia podrá variarse de forma razonable, en función de derivaciones, cruces u otros condicionantes varios. Los detalles constructivos de las arquetas y zanjas se muestran en plano adjunto. La secuencia de operaciones a seguir para llevar a cabo la realización de las canalizaciones requeridas para el cableado se describe a continuación: Excavación de zanjas Las dimensiones de las zanjas serán indicadas en el plano de detalle de zanjas y arquetas. Memoria descriptiva Página 62 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Preparación del lecho Antes de la colocación de los tubos se rellenará con arena hasta 5 cm de altura. Tapado en primera fase Una vez preparado el lecho de apoyo para la conducción que se colocará en la zanja, se realizará la puesta en zanja de los tubos correspondientes y el cable de tierra si es el caso, utilizando para ello los medios adecuados. Una vez puestos en zanja, se procede a su tapado en primera fase, que consiste en el relleno de la zanja hasta 10 cm por encima de la conducción con arena. Sobre este tapado se procederá a realizar el asiento de la siguiente conducción, en caso necesario. Una vez tendido el último tubo sobre la capa de arena, se colocará la placa de protección. A continuación, se coloca una primera capa de material de relleno. Cinta de señalización Como señal de aviso y con el fin de evitar accidentes cuando en el futuro se realicen obras sobre la construcción instalada se colocará, después del tapado en primera fase y sobre la conducción, una cinta de señalización según se indica en el plano correspondiente. Tapado en segunda fase Con esta operación se completa el relleno de la zanja una vez colocadas las conducciones que van a discurrir por la misma, utilizando para ello material con una especificación menos exigente que el relleno de la primera fase, compactando por capas de 30 cm como máximo, hasta conseguir el tapado completo. Memoria descriptiva Página 63 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Para la protección de los cables, ante el choque con herramientas metálicas en eventuales trabajos de excavación, se utilizarán placas de plástico colocadas a lo largo del tendido. Las características de las placas de protección son las siguientes: Tipo de material: Polietileno (PE) o Polipropileno (PP) Densidad mínima: PE = 0.94 g/cm3 PP = 1 g/cm3 Color: Amarillo S0580-Y10R (UNE-48103) Peso: 0.5 kg/ud Dimensiones: 250 x 1000 x 2.5 mm Resistencia a la tracción (unión entre placas): 10 kg Resistencia al impacto: 50 J Las placas estarán libres de halógenos y metales pesados. Permitirán ensamblarse entre sí longitudinal y transversalmente mediante remaches de plástico. Llevarán marcas indelebles con la señal de advertencia de riesgo eléctrico, tipo AE-10, y el anagrama de C.S.E. Además llevarán rotulada la frase ¡ATENCIÓN! CABLES ELÉCTRICOS, así como el nombre del fabricante, el año de fabricación. Para advertir de la presencia de cable enterrados, se utilizarán cintas de señalización tendías a lo largo de todo el recorrido. Las características a las que habrán de responder son las siguientes: Tipo de material: PVC Color: Amarillo vivo B-532 (UNE-48103) Resistencia a la tracción longitudinal: 100 kg/cm2 Memoria descriptiva Página 64 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Resistencia a la tracción transversal: 80 kg/cm2 Dimensiones: Ancho 15 cm, espesor 0.1 cm La cinta llevará impresa de manera indeleble, con tinta negra, la frase ¡ATENCIÓN! CABLES ELÉCTRICOS Arquetas A lo largo de la superficie de la instalación se dispondrán diversas arquetas de registro. Dichas arquetas se colocarán en los siguientes lugares: Junto a la caseta prefabricada donde se aloja el transformador. Cada 40 m como máximo en la instalación eléctrica en corriente alterna entre los inversores y el transformador Prefabricado para centro de transformación El centro de transformación irá alojado en un edificio prefabricado de hormigón situado en la zona norte del campo solar. Dicha caseta tendrá las siguientes características: Envolvente La envolvente de estos centros es de hormigón armado vibrado. Se compone de dos partes: una que aglutina el fondo y las paredes, que incorpora las puertas y rejillas de ventilación natural, y otra que constituye el techo. Las piezas construidas en hormigón ofrecen una resistencia característica de 300 kg/cm². Además, disponen de una armadura metálica, que permite la Memoria descriptiva Página 65 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera interconexión entre sí y al colector de tierras. Esta unión se realiza mediante latiguillos de cobre, dando lugar a una superficie equipotencial que envuelve completamente al centro. Las puertas y rejillas están aisladas eléctricamente, presentando una resistencia de 10 kOhm respecto de la tierra de la envolvente. Las cubiertas están formadas por piezas de hormigón con inserciones en la parte superior para su manipulación. En la parte inferior de las paredes frontal y posterior se sitúan los orificios de paso para los cables de MT y BT. Estos orificios están semiperforados, realizándose en obra la apertura de los que sean necesarios para cada aplicación. De igual forma, dispone de unos orificios semiperforados practicables para las salidas a las tierras exteriores. El espacio para el transformador, diseñado para alojar el volumen de líquido refrigerante de un eventual derrame, dispone de dos perfiles en forma de "U", que se pueden deslizar en función de la distancia entre las ruedas del transformador. Placa piso Sobre la placa base y a una altura de unos 400 mm se sitúa la placa piso, que se sustenta en una serie de apoyos sobre la placa base y en el interior de las paredes, permitiendo el paso de cables de MT y BT a los que se accede a través de unas troneras cubiertas con losetas. Memoria descriptiva Página 66 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Accesos En la pared frontal se sitúan las puertas de acceso de peatones, las puertas del transformador (ambas con apertura de 180º) y las rejillas de ventilación. Todos estos materiales están fabricados en chapa de acero. Las puertas de acceso disponen de un sistema de cierre con objeto de garantizar la seguridad de funcionamiento para evitar aperturas intempestivas de las mismas del Centro de Transformación. Para ello se utiliza una cerradura que ancla las puertas en dos puntos, uno en la parte superior y otro en la parte inferior. Ventilación Las rejillas de ventilación natural están formadas por lamas en forma de "V" invertida, diseñadas para formar un laberinto que evita la entrada de agua de lluvia en el Centro de Transformación y se complementa cada rejilla interiormente con una malla mosquitera. Acabado El acabado de las superficies exteriores se efectúa con pintura acrílica rugosa de color blanco en las paredes y marrón en el perímetro de la cubierta o techo, puertas y rejillas de ventilación. Las piezas metálicas expuestas al exterior están tratadas adecuadamente contra la corrosión. Memoria descriptiva Página 67 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Calidad Estos edificios prefabricados han sido acreditados con el Certificado de Calidad ISO 9001. Alumbrado El equipo va provisto de alumbrado conectado y gobernado desde el cuadro de BT, el cual dispone de un interruptor para realizar dicho cometido. Cimentación Para la ubicación de los edificios PFU para Centros de Transformación es necesaria una excavación, cuyas dimensiones variarán en función de la solución adoptada para la red de tierras, sobre cuyo fondo se extiende una capa de arena compactada y nivelada de 100 mm de espesor. Memoria descriptiva Página 68 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad 13 Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera CENTRO DE TRANSFORMACIÓN 13.1 DESCRIPCIÓN DE LA INSTALACIÓN El centro de transformación tiene la misión de suministrar la energía proveniente de la planta solar fotovoltaica situada en la misma finca donde se colocará dicho centro. La energía será suministrada por la planta solar en baja tensión, acometerá al centro de transformación a través de los cuadros sumadores situados en la caseta prefabricada, a una tensión de 400 V y frecuencia de 50 Hz. Los transformadores de potencia elevarán la tensión a 13,2 kV y la verterán a una línea de 13,2 kV, que transcurre cercana al centro de transformación. En este apartado definiremos las características de las infraestructuras eléctricas necesarias para la evacuación de la energía producida por el parque solar fotovoltaico. En concreto un centro de transformación 0,4/13,2 kV 1x630 kVA 13.2 INSTALACIÓN ELÉCTRICA 13.2.1 Características de la red de alimentación La red de la cual se alimenta el Centro de Transformación es del tipo subterráneo, con una tensión de 13,2 kV, nivel de aislamiento según la MIERAT 12, y una frecuencia de 50 Hz. Memoria descriptiva Página 69 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera La potencia de cortocircuito en el punto de acometida, según los datos suministrados por la compañía eléctrica, es de 365,8 MVA, lo que equivale a una corriente de cortocircuito de 16 kA eficaces. 13.2.2 Características de las celdas de MT Las celdas forman un sistema de equipos de Media Tensión modulares bajo envolvente metálica de aislamiento integral en gas SF6 de acuerdo a la normativa UNE-EN 62271-200 para instalación interior Sus embarrados se conectan utilizando unos elementos de unión que consiguen una conexión totalmente apantallada, e insensible a las condiciones externas (polución, salinidad, inundación, etc.). Incorpora tres funciones por cada módulo en una única cuba llena de gas, en la cual se encuentran los aparatos de maniobra y el embarrado. Base y frente La base está diseñada para soportar al resto de la celda, y facilitar y proteger mecánicamente la acometida de los cables de MT. La tapa que los protege es independiente para cada una de las tres funciones. El frente presenta el mímico unifilar del circuito principal y los ejes de accionamiento de la aparamenta a la altura idónea para su operación. La parte frontal incluye en su parte superior la placa de características eléctricas, la mirilla para el manómetro, el esquema eléctrico de la celda y los accesos a los accionamientos del mando. En la parte inferior se encuentra el dispositivo de señalización de presencia de tensión y el panel de acceso a los cables y fusibles. En su interior hay una pletina de cobre a lo largo de toda la Memoria descriptiva Página 70 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera celda, permitiendo la conexión a la misma del sistema de tierras y de las pantallas de los cables. Lleva además un sistema de alarma sonora de puesta a tierra, que suena cuando habiendo tensión en la línea se introduce la palanca en el eje del seccionador de puesta a tierra. Al introducir la palanca en esta posición, un sonido indica que puede realizarse un cortocircuito o un cero en la red si se efectúa la maniobra. Cuba La cuba, fabricada en acero inoxidable de 2 mm de espesor, contiene el interruptor, el embarrado y los portafusibles. El gas se encuentra en su interior a una presión absoluta de 1,15 bares. El sellado de la cuba permite el mantenimiento de los requisitos de operación segura durante toda su vida útil, sin necesidad de reposición de gas. Esta cuba cuenta con un dispositivo de evacuación de gases que, en caso de arco interno, permite su salida hacia la parte trasera de la celda, evitando así, con ayuda de la altura de las celdas, su incidencia sobre las personas, cables o la aparamenta del Centro de Transformación. La cuba es única para las tres posiciones con las que cuenta la celda y en su interior se encuentran todas las partes activas de la celda (embarrados, interruptor-seccionador, puestas a tierra, tubos portafusibles). Interruptor/Seccionador/Seccionador de puesta a tierra Los interruptores tienen tres posiciones: conectado, seccionado y puesto a tierra. Memoria descriptiva Página 71 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera La actuación de este interruptor se realiza mediante palanca de accionamiento sobre dos ejes distintos: uno para el interruptor (conmutación entre las posiciones de interruptor conectado e interruptor seccionado); y otro para el seccionador de puesta a tierra de los cables de acometida (que conmuta entre las posiciones de seccionado y puesto a tierra). Mando Los mandos de actuación son accesibles desde la parte frontal, pudiendo ser accionados de forma manual o motorizada. Conexión de cables La conexión de cables se realiza desde la parte frontal mediante unos pasatapas estándar. Enclavamientos La función de los enclavamientos incluidos en todas las celdas es que: 1. No se pueda conectar el seccionador de puesta a tierra con el aparato principal cerrado, y recíprocamente, no se pueda cerrar el aparato principal si el seccionador de puesta a tierra está conectado. 2. No se pueda quitar la tapa frontal si el seccionador de puesta a tierra está abierto, y a la inversa, no se pueda abrir el seccionador de puesta a tierra cuando la tapa frontal ha sido extraída Memoria descriptiva Página 72 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Características eléctricas Las características generales de las celdas CGMCOSMOS son las siguientes: Tensión nominal 24 kV Nivel de aislamiento Frecuencia industrial (1 min) a tierra y entre fases 50 kV a la distancia de seccionamiento 60 kV Impulso tipo rayo a tierra y entre fases 125 kV a la distancia de seccionamiento 145 kV Puesta a tierra El conductor de puesta a tierra estará dispuesto a todo lo largo de las celdas según UNE-EN 60298, y estará dimensionado para soportar la intensidad admisible de corta duración. Embarrado El embarrado estará sobredimensionado para soportar sin deformaciones permanentes los esfuerzos dinámicos que en un cortocircuito se puedan presentar y que se detallan en el apartado de cálculos. En la descripción de cada celda se incluyen los valores propios correspondientes a las intensidades nominales, térmica y dinámica, etc. Memoria descriptiva Página 73 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Las celdas de MT son 5, diferenciadas en dos grupos abonado y compañía: Abonado: o Celda de seccionamiento de cliente. o Interruptor automático para protección y corte de toda la instalación. o Celda de medida. Compañía: o Celda de seccionamiento de compañía. o Dos celdas de línea de entrada/salida. Celda de Entrada / Salida La celda de entrada/salida de línea está constituida por un módulo metálico con aislamiento y corte en gas, que incorpora en su interior un embarrado superior de cobre, y una derivación con un interruptor-seccionador rotativo, con capacidad de corte y aislamiento, y posición de puesta a tierra de los cables de acometida inferior-frontal mediante bornas enchufables. Presenta también captadores capacitivos para la detección de tensión en los cables de acometida y alarma sonora de prevención de puesta a tierra. Características eléctricas: o Tensión asignada: 24 kV o Intensidad asignada: 630 A o Intensidad de corta duración (1 s), eficaz: 16 kA o Intensidad de corta duración (1 s), cresta: 40 kA Memoria descriptiva Página 74 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Nivel de aislamiento o Frecuencia industrial (1 min) a tierra y entre fases: 50 kV o Impulso tipo rayo a tierra y entre fases (cresta): 125 kV o Capacidad de cierre (cresta): 40 kA Capacidad de corte o Corriente principalmente activa: 630 A Características físicas: o Ancho: 365 mm o Fondo: 735 mm o Alto: 1740 mm o Peso: 95 kg Otras características constructivas : o Mecanismo de maniobra interruptor: motorizado tipo BM o Unidad de Control Integrado Celda de seccionamiento de compañía La celda de interruptor pasante está constituida por un módulo metálico con aislamiento y corte en gas, que incorpora en su interior un embarrado superior de cobre, interrumpido por un interruptor-seccionador rotativo, con capacidad de corte y aislamiento, para aislar las partes izquierda y derecha del mismo y Memoria descriptiva Página 75 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera puede llevar un sistema de alarma sonora de puesta a tierra, que suena cuando habiendo tensión en la línea se introduce la palanca en el eje del seccionador de puesta a tierra. Al introducir la palanca en esta posición, un sonido indica que puede realizarse un cortocircuito o un cero en la red si se efectúa la maniobra. Características eléctricas: o Tensión asignada: 24 kV o Intensidad asignada: 400 A o Intensidad de corta duración (1 s), eficaz: 16 kA o Intensidad de corta duración (1 s), cresta: 40 kA Nivel de aislamiento o Frecuencia industrial (1 min) a tierra y entre fases: 50 kV o Impulso tipo rayo a tierra y entre fases (cresta): 125 kV o Capacidad de cierre (cresta): 40 kA Capacidad de corte o Corriente principalmente activa: 400 A Características físicas: o Ancho: 450 mm o Fondo: 735 mm o Alto: 1740 mm Memoria descriptiva Página 76 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad o Peso: Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera 105 kg Otras características constructivas : o Mando interruptor: manual tipo B Celda de interruptor automático de vacío La celda de interruptor automático de vacío está constituida por un módulo metálico con aislamiento en gas, que incorpora en su interior un embarrado superior de cobre, y una derivación con un seccionador rotativo de tres posiciones, y en serie con él, un interruptor automático de corte en vacío, enclavado con el seccionador. La puesta a tierra de los cables de acometida se realiza a través del interruptor automático. La conexión de cables es inferiorfrontal mediante bornas enchufables. Presenta también captadores capacitivos para la detección de tensión en los cables de acometida y puede llevar un sistema de alarma sonora de puesta a tierra, que suena cuando habiendo tensión en la línea se introduce la palanca en el eje del seccionador de puesta a tierra. Al introducir la palanca en esta posición, un sonido indica que puede realizarse un cortocircuito o un cero en la red si se efectúa la maniobra. Características eléctricas: o Tensión asignada: 24 kV o Intensidad asignada: 400 A Nivel de aislamiento o Frecuencia industrial (1 min) a tierra y entre fases: 50 kV o Impulso tipo rayo a tierra y entre fases (cresta): 125 kV Memoria descriptiva Página 77 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera o Capacidad de cierre (cresta): 400 A o Capacidad de corte en cortocircuito: 16 kA Características físicas: o Ancho: 480 mm o Fondo: 850 mm o Alto: 1740 mm o Peso: 218 kg Otras características constructivas : o Mando interruptor automático: manual RAV o Relé de protección. Celda de medida La celda de medida es un módulo metálico, construido en chapa galvanizada, que permite la incorporación en su interior de los transformadores de tensión e intensidad que se utilizan para dar los valores correspondientes a los aparatos de medida, control y contadores de medida de energía. La tapa de la celda cuenta con los dispositivos que evitan la posibilidad de contactos indirectos y permiten el sellado de la misma, para garantizar la no manipulación de las conexiones Características eléctricas: o Tensión asignada: Memoria descriptiva 24 kV Página 78 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Características físicas: o Ancho: 800 mm o Fondo: 1025 mm o Alto: 1740 mm o Peso: 165 kg Otras características constructivas: o Transformadores de medida: 3 TT y 3 TI De aislamiento seco construidos atendiendo a las correspondientes normas UNE y CEI, con las siguientes características: Transformadores de tensión: o Relación de transformación: 13200/V3-110/V3 V o Sobretensión admisible en permanencia: 1.2 Un en permanencia y 1.9 Un durante 8 horas o Potencia: 15 VA o Clase de precisión: 0.2 Transformadores de intensidad: o Relación de transformación: 15 – 30/5 A o Intensidad térmica: 200 In o Sobreint. admisible en permanencia: Fs <= 5 o Potencia: 15 VA Memoria descriptiva Página 79 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera o Clase de precisión: 0.2 s Celda de seccionamiento cliente La celda de línea, está constituida por un módulo metálico con aislamiento y corte en gas, que incorpora en su interior un embarrado superior de cobre, y una derivación con un interruptor-seccionador rotativo, con capacidad de corte y aislamiento, y posición de puesta a tierra de los cables de acometida inferiorfrontal mediante bornas enchufables. Presenta también captadores capacitivos para la detección de tensión en los cables de acometida y alarma sonora de prevención de puesta a tierra. Características eléctricas: o Tensión asignada: 24 kV o Intensidad asignada: 630 A o Intensidad de corta duración (1 s), eficaz: 16 kA o Intensidad de corta duración (1 s), cresta: 40 kA Nivel de aislamiento o Frecuencia industrial (1 min) a tierra y entre fases: 50 kV o Impulso tipo rayo a tierra y entre fases (cresta): 125 kV o Capacidad de cierre (cresta): 40 kA Capacidad de corte o Corriente principalmente activa: Memoria descriptiva 630 A Página 80 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Características físicas: o Ancho: 365 mm o Fondo: 735 mm o Alto: 1740 mm o Peso: 95 kg Otras características constructivas : o Mando interruptor: motorizado tipo BM 13.2.3 Transformador Transformador trifásico reductor de tensión con neutro accesible en el secundario, de potencia 630 kVA y refrigeración natural aceite, de tensión primaria 13,2 kV y tensión secundaria 230 V y 420 V en vacío (B1 y B2). Otras características constructivas: o Regulación en el primario: + 2,5%, + 5%, + 7,5%, + 10 % o Tensión de cortocircuito (Ecc): 4% o Grupo de conexión: Dyn11 o Protección incorporada al transformador: Relé DGPT2 13.2.4 Características de los cuadros BT Los cuadros de BT, son un conjunto de aparamenta de BT cuya función es recibir el circuito principal de BT procedente del transformador MT/BT y Memoria descriptiva Página 81 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera distribuirlo en un número determinado de circuitos individuales. Estos cuadros disponen de 4 entradas de BT cada uno, protegidas mediante fusibles de 160 A de intensidad nominal. Cada salida del transformador va a un cuadro diferente; uno preparado para recoger las entradas de 400 V del campo fotovoltaico; y otro adecuado a salidas de 220 V para los equipos auxiliares. En la estructura de los cuadros se distingues las siguientes zonas: Zona de acometida, medida y equipos auxiliares. En la parte superior del módulo existe un compartimento para la acometida del mismo, que se realiza a través de un pasamuros tetrapolar, evitando la penetración del agua al interior. Dentro de este compartimento, existen cuatro pletinas deslizantes que hacen la función de seccionador. El acceso a este compartimento es por medio de una puerta abisagrada en dos puntos. Sobre ella se montan los elementos normalizados por la compañía suministradora. Zona de salidas Está formada por un compartimento que aloja exclusivamente el embarrado y los elementos de protección de cada circuito de salida. Esta protección se encomienda a fusibles de la intensidad máxima más adelante citada, dispuestos en bases trifásicas pero maniobradas fase a fase, pudiéndose realizar las maniobras de apertura y cierre de en carga. Memoria descriptiva Página 82 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Características eléctricas cuadro BT auxiliar: o Interruptor automático de 1600 A. o 4 Salidas formadas por bases portafusibles de 160 A. o Interruptor diferencial bipolar de 25 A, 30 mA. o Base portafusible de 32 A y cartucho portafusible de 20 A. o Base enchufe bipolar con toma de tierra de 16 A/ 250 V. o Bornas (alimentación a alumbrado) y pequeño material. o Tensión asignada: 440 V o Nivel de aislamiento Frecuencia industrial (1 min) a tierra y entre fases: 10 kV entre fases: 2,5 kV Impulso tipo rayo: a tierra y entre fases: 20 kV Características constructivas: o Altura: 1820 mm o Anchura: 580 mm o Fondo: 300 mm Memoria descriptiva Página 83 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Características eléctricas cuadro BT campo solar: o Interruptor automático de 1000 A o 4 Salidas formadas por bases portafusibles de 400 A. o Interruptor diferencial bipolar de 25 A, 30 mA. o Base portafusible de 32 A y cartucho portafusible de 20 A. o Base enchufe bipolar con toma de tierra de 16 A/ 250 V. o Bornas(alimentación a alumbrado) y pequeño material. o Tensión asignada: 440 V o Nivel de aislamiento Frecuencia industrial (1 min) a tierra y entre fases: 10 kV entre fases: 2,5 kV Impulso tipo rayo: a tierra y entre fases: 20 kV Características constructivas: o Altura: 1820 mm o Anchura: 580 mm o Fondo: 300 mm Memoria descriptiva Página 84 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera 13.2.5 Características del material vario de MT y BT El material vario del Centro de Transformación es aquel que, aunque forma parte del conjunto del mismo, no se ha descrito en las características del equipo ni en las características de la aparamenta. Interconexiones de MT La conexión entre las celdas de MT y los transformadores se realiza mediante cables MT 12/20 kV del tipo DHZ1, unipolares, con conductores de sección y material 1x50 mm2 Al. Interconexiones de BT Para las uniones entre los transformadores y el cuadro de BT, se utilizan juegos de puentes de cables de BT del tipo RV 0.6/1 kV, unipolares de aluminio. En este caso, para la potencia de nuestro transformador, usaremos cable de 240 mm2 tanto para las fases como para el neutro. Protección del transformador El transformador estará rodeado por una protección metálica preparada a tal efecto. Equipos de iluminación El centro de transformación constará de un equipo de alumbrado que permita la suficiente visibilidad para ejecutar las maniobras y revisiones necesarias en los Memoria descriptiva Página 85 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera centros. También contará con un equipo autónomo de alumbrado de emergencia y señalización de la salida del local. 13.3 PUESTA A TIERRA 13.3.1 Tierra de protección Todas las partes metálicas no unidas a los circuitos principales de todos los aparatos y equipos instalados en el Centro de Transformación se unen a la tierra de protección: envolventes de las celdas y cuadros de BT, rejillas de protección, carcasa de los transformadores, etc., así como la armadura del edificio. La configuración de la tierra de protección del centro de transformación tiene las siguientes propiedades: Configuración seleccionada: 8/86 Geometría del sistema: Picas alineadas Distancia entre picas: 9m Profundidad del electrodo horizontal: 0,8 m Número de picas: 8 Longitud de las picas: 6m Parámetros característicos del electrodo: De la resistencia Kr = 0,021 De la tensión de paso Kp = 0,002 De la tensión de contacto Kc = 0 Memoria descriptiva Página 86 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Para que no aparezcan tensiones de contacto exteriores ni interiores, se adaptan las siguientes medidas de seguridad: Las puertas y rejillas metálicas que dan al exterior del Edificio/s no tendrán contacto eléctrico con masas conductoras susceptibles de quedar a tensión debido a defectos o averías. En el piso del Centro de Transformación se instalará un mallazo cubierto por una capa de hormigón de 10 cm, conectado a la puesta a tierra del mismo. Las picas se dispondrán alineadas con el frente del edificio. 13.3.2 Tierra de servicio Con objeto de evitar tensiones peligrosas en BT, debido a faltas en la red de MT, el neutro del sistema de BT se conecta a una toma de tierra independiente del sistema de MT, de tal forma que no exista influencia en la red general de tierra, para lo cual se emplea un cable de cobre aislado. Se conectará a este sistema de tierras de servicio el neutro del transformador, la tierra del secundario de los transformadores de tensión e intensidad de la celda de medida y los neutros procedentes de los inversores. Las características del sistema de tierras de servicio son las siguientes: Identificación: 8/32 (según método UNESA) Geometría: Picas alineadas Número de picas: 3 Memoria descriptiva Página 87 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Longitud entre picas: 2m Profundidad de las picas: 0,8 m Parámetros característicos del electrodo: Kr = 0,13 Kc = 0,017 Para mantener los sistemas de puesta a tierra de protección y de servicio independientes, la puesta a tierra del neutro se realizará con cable aislado de 0,6/1 kV, protegido con tubo de PVC de grado de protección 7 como mínimo, contra daños mecánicos. La separación mínima entre ambas tierras será de 43,77 m 13.4 INSTALACIONES SECUNDARIAS Alumbrado El interruptor se situará al lado de la puerta de acceso, de forma que su accionamiento no represente peligro por su proximidad a la MT. El interruptor accionará los puntos de luz necesarios para la suficiente y uniforme iluminación de todo el recinto del centro. Armario de primeros auxilios El Centro de Transformación cuenta con un armario de primeros auxilios. Memoria descriptiva Página 88 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Medidas de seguridad Para la protección del personal y equipos, se debe garantizar que: 1- No será posible acceder a las zonas normalmente en tensión, si éstas no han sido puestas a tierra. Por ello, el sistema de enclavamientos interno de las celdas debe afectar al mando del aparato principal, del seccionador de puesta a tierra y a las tapas de acceso a los cables. 2- Las celdas de entrada y salida serán con aislamiento integral y corte en gas, y las conexiones entre sus embarrados deberán ser apantalladas, consiguiendo con ello la insensibilidad a los agentes externos, y evitando de esta forma la pérdida del suministro en los Centros de Transformación interconectados con éste, incluso en el eventual caso de inundación del Centro de Transformación. 3- Las bornas de conexión de cables y fusibles serán fácilmente accesibles a los operarios de forma que, en las operaciones de mantenimiento, la posición de trabajo normal no carezca de visibilidad sobre estas zonas. 4- Los mandos de la aparamenta estarán situados frente al operario en el momento de realizar la operación, y el diseño de la aparamenta protegerá al operario de la salida de gases en caso de un eventual arco interno. 5- El diseño de las celdas impedirá la incidencia de los gases de escape, producidos en el caso de un arco interno, sobre los cables de MT y BT. Por ello, esta salida de gases no debe estar enfocada en ningún caso hacia el foso de cables. Memoria descriptiva Página 89 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera 13.5 OBRA CIVIL La envolvente del centro de transformación será prefabricada de hormigón. Estos centros de transformación prefabricados están formados por distintos elementos que se ensamblan en obra para formar un edificio, en cuyo interior se incorporan todos los componentes eléctricos: aparamenta de MT, cuatros de BT, transformadores e interconexiones entre los diversos elementos. Las características de este tipo de centros y la obra civil que llevamos a cabo para su puesta en obra, son los mismos que ya expusimos en el apartado de obra civil del proyecto solar. Las dimensiones del centro de transformación son: Dimensiones exteriores Longitud: Fondo: Altura: Altura vista: Peso: 6080 mm 2380 mm 3045 mm 2585 mm 17460 kg Longitud: Fondo: Altura: 5900 mm 2200 mm 2355 mm Longitud: Fondo: Profundidad: 6880 mm 3180 mm 560 mm Dimensiones interiores Dimensiones de la excavación Memoria descriptiva Página 90 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad 14 Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera TRAMO SUBTERRANEO DE M.T. La línea subterránea derivará desde el centro de transformación hasta el apoyo de la línea eléctrica, con una conversión aéreo-subterránea, alimentando al parque solar. 14.1 NIVEL DE AISLAMIENTO El nivel de aislamiento de los cables y accesorios de alta tensión (Al) deberá adaptarse a los valores normalizados en las normas UNE 211435 y UNE-EN 60071-1. En este caso, y considerando una categoría de red A, en la que los defectos a tierra se eliminan antes de 1 minuto, tenemos los siguientes datos: - Tensión nominal (U0/U) 12/20 kV - Tensión más elevada (Um) 24 kV - Tensión a impulsos tipo rayo 125 kV - Tensión de corta duración a frecuencia nominal 50 kV Memoria descriptiva Página 91 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera 14.2 CABLES El cable se ajustará a indicado en la norma UNE HD 620 y a lo indicado en el Reglamento sobre condiciones técnicas y garantías de seguridad en líneas eléctricas de alta tensión y sus instrucciones técnicas complementarias ITC-06: Se utilizará un cable unipolar de aluminio compacto y sección circular de clase 2 según norma UNE 21-022 de tensión asignada 12/20 kV. La pantalla sobre el conductor será una capa de mezcla semiconductora aplicada por extrusión. El aislamiento es una mezcla a base de etileno propileno de alto módulo (HEPR). La pantalla sobre el aislamiento es una capa de mezcla semiconductora pelable no metálica aplicada por extrusión, asociada a una corona de alambre y contraespina de cobre. La sección de esta pantalla es de 16 mm2. La cubierta es un compuesto termoplástico a base de poliolefina y sin contenido de componentes clorados u otros contaminantes. La designación del cable seleccionado es la siguiente: HEPRZ1 12/20 kV 1x150 Al + H16 Las características del cable son las siguientes: Sección: 150 mm2 Sección de la pantalla: 16 mm2 Intensidad máxima admisible (25ºC): 255 A Memoria descriptiva Página 92 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Intensidad máxima admisible de cortocircuito a 250 ºC para una duración máxima de 1s 17,4 kV Radio de curvatura mínimo: Resistencia óhmica: 0.277 Ω/km Reactancia por fase: 0,112 Ω/km Capacidad: 0.368 μF/km 14.3 PUESTA A TIERRA Las pantallas de los cables serán conectadas a tierra en todos los puntos accesibles a una toma que cumpla las condiciones técnicas especificadas en la reglamentación vigente. Esto garantiza que no existan grandes tensiones inducidas en las cubiertas metálicas. 14.4 CANALIZACIONES El trazado será lo más rectilíneo posible y a poder ser paralelo a referencias fijas. Asimismo deberán tenerse en cuenta los radios de curvatura mínimos de los cables, a respetar en los posibles cambios de dirección. En los puntos donde se produzcan, para facilitar la manipulación de los cables, se dispondrán arquetas con tapas registrables. Con objeto de no sobrepasar las tensiones de tiro indicadas en las normas aplicables a cada tipo de cable, en los tramos rectos se instalarán arquetas intermedias registrables. A la entrada de las arquetas, las canalizaciones entubadas deberán quedar debidamente selladas en sus extremos. Memoria descriptiva Página 93 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera La profundidad de la zanja será de 105cm con una anchura de 50 cm para la colocación de tres tubos de 160 mm de diámetro. El fondo de la zanja se nivelará con una capa de arena fina de 5 cm de espesor, sobre la que asentarán los tubos. A continuación se colocará otra capa de 10 cm de espesor sobre los tubos. Sobre esta capa de arena y a 10 cm del suelo se instalará una cinta de señalización a lo largo del trazado del cable según la norma Iberdrola NI 29.00.01, “Cinta de plástico para señalización de calves subterráneos”. El relleno de la zanja será de zahorra o arena, colocando posteriormente una capa de tierra vegetal para minimizar el impacto medioambiental. Los tubos irán colocados en un plano. Con el objeto de impedir la entrada de agua, suciedad y material orgánico, los extremos de los tubos estarán sellados. En cada tubo ira un único cable unipolar. El tubo será corrugado de doble capa de polietileno de alta densidad, de color rojo en la parte exterior y lisa y translúcida en la interior. El color rojo será añadido en el procedimiento de extrusión, no admitiéndose tubos pintados. Los tubos llevarán marcados en la cubierta, a intervalos no superiores a 3m, el nombre del fabricante, la fecha de fabricación indicando el uso normal (N), según la norma UNE EN 50086. Los tubos serán para uso normal, tipo N, con una resistencia a la compresión mayor de 450 N para una deflexión del 5% con IP 30. Memoria descriptiva Página 94 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera 14.4.1 Placas de protección Para la protección de los cables, ante el choque con herramientas metálicas en eventuales trabajos de excavación, se utilizarán placas de plástico colocadas a lo largo del tendido. Las características de las placas de protección son las siguientes: Tipo de material: Polietileno (PE) o Polipropileno (PP) Densidad mínima: PE = 0.94 g/cm3 PP = 1 g/cm3 Color: Amarillo S0580-Y10R (UNE-48103) Peso: 0.5 kg/ud Dimensiones: 250 x 1000 x 2.5 mm Resistencia a la tracción (unión entre placas): 10 kg Resistencia al impacto: 50 J Las placas estarán libres de halógenos y metales pesados. Permitirán ensamblarse entre sí longitudinal y transversalmente mediante remaches de plástico. Llevarán marcas indelebles con la señal de advertencia de riesgo eléctrico, tipo AE-10, y el anagrama de C.S.E. Además llevarán rotulada la frase ¡ATENCIÓN! CABLES ELÉCTRICOS, así como el nombre del fabricante, el año de fabricación. Memoria descriptiva Página 95 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera 14.4.2 Cintas de señalización Para advertir de la presencia de cable enterrados, se utilizarán cintas de señalización tendías a lo largo de todo el recorrido. Las características a las que habrán de responder son las siguientes: Tipo de material: PVC Color: Amarillo vivo B-532 (UNE-48103) Resistencia a la tracción longitudinal: 100 kg/cm2 Resistencia a la tracción transversal: 80 kg/cm2 Dimensiones: Ancho 15 cm, espesor 0.1 cm La cinta llevará impresa de manera indeleble, con tinta negra, la frase ¡ATENCIÓN! CABLES ELÉCTRICOS 14.5 CONVERSIÓN AÉREO-SUBTERRÁNEA En los casos de que una línea aérea deba convertirse en subterránea, se tendrán en cuenta las siguientes consideraciones: La conexión del cable subterráneo con la línea será siempre seccionable. El seccionador se instalará en el propio poste de la conversión aéreo -subterráneo En el tramo de subida hasta la línea aérea, el cable subterráneo irá protegido dentro de un tubo de acero galvanizado, a fin de evitar el calentamiento producido por las corrientes inducidas. El interior del tubo será liso para facilitar la instalación o sustitución del cable averiado. Memoria descriptiva Página 96 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera El tubo de acero galvanizado, se obturará por la parte superior para evitar la entrada de agua, y se empotrará en la cimentación del apoyo, sobresaliendo por encima del nivel del terreno 2,5 m mínimo. El diámetro del tubo será como mínimo de 1,5 veces el diámetro de la terna de cables unipolares. Deberán instalarse protecciones contra sobretensiones mediante pararrayos de óxidos metálicos. Los terminales de tierra de éstos se conectarán directamente a las pantallas metálicas de los cables y entre sí. Mediante una conexión lo más corta posible y sin curvas pronunciadas. 14.5.1 Seccionadores Se instalará un seccionador unipolar de 24 kV, para líneas aéreas, con aisladores de apoyo poliméricos con una línea de fuga correspondiente al nivel de contaminación 1. El seccionador cumplirá con las prescripciones de la UNE EN 60 129 y de la UNE EN 60 694 y las que a continuación se detallan: Tensión asignada: Niveles de aislamiento a impulsos tipo rayo (valor cresta): 24 kV o A tierra: 125 kV o A Distancia de seccionamiento: 145 kV Intensidad asignada en servicio continuo: 400 A Intensidad admisible asignada a de corta duración: 16 kA Valor de la cresta de la intensidad admisible: 40 kA Frecuencia asignada: Memoria descriptiva 50 Hz, Página 97 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Duración de cortocircuito asignada: Esfuerzos mecánicos asignados sobre los bornes: 1 segundo 100 daN . Denominación del seccionador (según NI 74.51.01): SELA U 24/I 14.5.2 Pararrayos A fin de proteger los cables subterráneos empleados en esta instalación de las sobretensiones que se provocasen como consecuencia de posibles descargas atmosféricas, se instalaran pararrayos. Estos pararrayos de óxidos metálicos POM 15/10 se colocarán en los extremos de los cables unipolares. Características: Tensión nominal: 11/13,2 kV Corriente nominal de descarga: 10 kA Tensión asignada del pararrayos: 15 kV Tensión de servicio continuo del pararrayos: 12 kV Tensión residual (onda 8/20 μS a 10 kV): 65 kV Línea de fuga: Envolvente: Memoria descriptiva 330 mm material sintético Página 98 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA INDUSTRIAL MEMORIA DE CÁLCULO Memoria de cálculo Página 99 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera INDICE 1 ESTRUCTURA SOPORTE DEL PANEL FOTOVOLTAICO Pág. 103 1.1 ACCIONES SOBRE LA ESTRUCTURA Pág. 103 1.1.1 Acciones gravitatorias Pág. 103 1.1.2 Acciones del viento Pág. 105 1.2 CÁLCULO DE LA CIMENTACIÓN Pág. 108 2 CÁLCULO DEL CAMPO SOLAR Pág. 112 2.1 CÁLCULO DEL NÚMERO DE MÓDULOS POR RAMAL Pág. 112 2.1.1 Parámetros necesarios Pág. 112 2.1.2 Influencia de la temperatura Pág. 114 2.1.3 Número máximo de módulos por conjunto en serie Pág. 115 2.1.4 Número mínimo de módulos por conjunto en serie Pág. 119 2.1.5 Número seleccionado de módulos por conjunto Pág. 121 2.1.6 Número máximo de conjuntos en paralelo Pág. 122 2.1.7 Conclusión Pág. 125 2.2 DISTANCIA MÍNIMA ENTRE SEGUIDORES SOLARES Pág. 127 3 CÁLCULO DE PÉRDIDAS Pág. 129 3.1 PÉRDIDAS POR POSICIÓN Pág. 129 3.2 PÉRDIDAS POR SOMBREADO Pág. 130 3.3 PÉRDIDAS POR TEMPERATURA Pág. 134 3.4 DISPERSIÓN DEL MÓDULO FOTOVOLTAICO Pág. 136 3.5 PÉRDIDAS EN EL CABLEADO Pág. 137 3.5.1 Pérdidas en circuitos CC Pág. 137 3.5.2 Pérdidas en circuitos de CA Pág. 138 3.5.3 Pérdidas en línea de Media tensión Pág. 139 Memoria de cálculo Página 100 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera 3.6 PÉRDIDAS EN EL TRANSFORMADOR Pág. 140 3.7 PÉRDIDAS POR DISPONIBILIDAD Pág. 141 3.8 RENDIMIENTO DEL INVERSOR Pág. 142 3.9 PERFORMANCE RATIO Pág. 143 4 BALANCE ENERGÉTICO Pág. 145 4.1 RADIACIÓN EFECTIVA Pág. 145 4.2 ENERGÍA INYECTADA A LA RED Pág. 146 5 CÁLCULO DE CABLEADO DE CORRIENTE CONTÍNUA Pág. 147 5.1 CRITERIO DE CAÍDA DE TENSIÓN Pág. 147 5.2 CRITERIO TÉRMICO Pág. 148 6 CÁLCULO DE CABLEADO DE CORRIENTE ALTERNA Pág. 150 6.1 CRITERIO DE CAÍDA DE TENSIÓN Pág. 150 6.2 CRITERIO TÉRMICO Pág. 152 7 CÁLCULO DE LA PUESTA A TIERRA Pág. 153 7.1 RESISTENCIA MÁXIMA DE LA PUESTA A TIERRA Pág. 153 7.2 PUESTA A TIERRA DE CORRIENTE CONTÍNUA Pág. 154 7.3 PUESTA A TIERRA DE CORRIENTE ALTERNA Pág. 155 8 CÁLCULO DEL CENTRO DE TRANSFORMACIÓN Pág. 156 8.1 INTENSIDAD DE MT Pág. 156 8.2 INTENSIDAD DE BT Pág. 157 8.3 CORTOCIRCUITOS Pág. 157 8.4 DIMENSIONADO DEL EMBARRADO Pág. 159 8.4.1 Comprobación por densidad de corriente Pág. 159 8.4.2 Comprobación por solicitación electrodinámica Pág. 160 8.4.3 Comprobación por solicitación térmica Pág. 160 Memoria de cálculo Página 101 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad 8.5 PROTECCIÓN Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera CONTRA SOBRECARGAS Y CORTOCIRCUITOS Pág. 160 8.5.1 Protección en MT Pág. 160 8.5.2 Protección en BT Pág. 161 8.6 DIMENSIONADO DE LOS PUENTES DE MT Pág. 161 8.7 DIMENSIONADO DE LA VENTILACIÓN Pág. 161 8.8 DIMENSIONADO DEL POZO APAGAFUEGOS Pág. 163 8.9 CÁLCULO DE LAS INSTALACIONES DE PUESTA A TIERRA Pág. 163 8.9.1 Cálculo de la resistencia del sistema de tierra Pág. 163 8.9.2 Cálculo de las tensiones de paso en el interior de la instalación Pág. 166 8.9.3 Cálculo de las tensiones de paso en el exterior de la instalación Pág. 168 8.9.4 Cálculo de las tensiones aplicadas Pág. 168 8.9.5 Investigación de las tensiones transferibles al exterior Pág. 171 8.9.6 Corrección y ajuste del diseño inicial Pág. 172 9 CÁLCULO DEL TRAMO SUBTERRÁNEO DE MT Pág. 173 9.1 INTENSIDAD MÁXIMA EN RÉGIMEN PERMANENTE Pág. 173 9.2 INTENSIDAD DE CORTOCIRCUITO ADMISIBLE Pág. 174 9.3 MÁXIMA CAÍDA DE TENSIÓN ADMISIBLE Pág. 176 9.4 INTENSIDAD DE CORTOCIRCUITO ADMISIBLE EN PANTALLAS Memoria de cálculo Pág. 177 Página 102 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera 1 ESTRUCTURA SOPORTE DEL PANEL FOTOVOLTAICO 1.1 ACCIONES SOBRE LA ESTRUCTURA La estructura soporte de los paneles fotovoltaicos, deberá soportar las acciones consideradas en el Código Técnico de la Edificación, Seguridad Estructural, Acciones en la Edificación, CTE-SE-AE. Estas acciones serán las que se indican a continuación: 1.1.1 Acciones gravitatorias Las acciones gravitatorias son las producidas por las cargas que gravitan sobre la estructura. Sobre la estructura que se proyecta, se consideran tres; peso propio, carga permanente y sobrecarga de nueve. Peso propio El peso propio es la acción correspondiente al peso del seguidor solar que compone la estructura y a los propios paneles solares con su aparamenta. Carga permanente Es la carga debida a todos los elementos fijados a la estructura. En este caso, la carga permanente sería el peso de los paneles fotovoltaicos, que es de 22,9 kg cada uno. Como cada panel tiene una superficie de 1,9404 m2, la carga permanente será de 11,801 kg/m2. Consideramos finalmente una carga Memoria de cálculo Página 103 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera permanente de 15 kg/m2 por seguridad, en la que se incluye el peso de tornillería y bridas de sujeción de los paneles. Sobrecarga de nieve Es la carga debida a la nieve que pueda acumularse sobre los paneles fotovoltaicos. El código Técnico establece una sobrecarga de nieve en función de la situación de la instalación y de la forma de la misma. Logroño esta considerada una Zona Climática III lo que corresponde a 0,6 kN/m2 para superficies horizontales. Para estructuras a 50º de inclinación (máxima posible por el seguidor) y haciendo una interpolación lineal de la tabla, nos da un coeficiente de forma de 0,667. Considerando que el seguidor solar se pone en posición horizontal en situaciones de reposo o mucho viento, esto supone un coeficiente de forma de 1. Usaremos este último por considerarlo el más desfavorable. qn = μ · sk donde: qn: Sobrecarga de nieve μ: Coeficiente de forma sk: Valor característico de la carga de nieve en terreno horizontal qn = 1 · 0,6 = 0,6 kN/m2 (61 kg/m2) Memoria de cálculo Página 104 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera 1.1.2 Acciones del viento Sin duda, el viento es la acción más importante que tendrá que soportar el seguidor solar. La presión perpendicular sobre los paneles se calcula como si fuera una marquesina a un agua Según el emplazamiento geográfico de la instalación, el Código Técnico de la Edificación establece un valor de la velocidad básica del viento. En nuestro caso, para Logroño (zona B), se establece una velocidad de viento básica de 27 m/s, que equivale a una presión dinámica de 45,88 kg/m2. Memoria de cálculo Página 105 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Por otra parte, nuestra instalación se encuentra situada en un entorno que puede considerarse como de grado de aspereza 2, esto es, según el Código Técnico de la Edificación, terreno rural llano sin obstáculos ni arbolado de importancia. Entramos en la tabla de marquesinas a un agua e interpolamos para 50º de inclinación, que es la más desfavorable. Considerando que el viento puede pasar por debajo de los paneles con un coeficiente de obstrucción entre 0 y 1, llegamos a un valor de presión perpendicular media sobre la superficie de paneles de 472,2 kg/m2 en las peores condiciones. qe = qb · ce · cp donde: qe: presión perpendicular media qb: presión dinámica (45,88 kg/m2) ce: coeficiente de exposición Memoria de cálculo Página 106 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera cp: coeficiente de presión exterior ce = F · (F + 7k) donde: F = k · Ln(max(z,Z)/L) k = 0,17 (según tabla D.2 del CE-SE-AE para terrenos de aspereza II) L = 0,01 (según tabla D.2 del CE-SE-AE para terrenos de aspereza II) Z = 1,0 (según tabla D.2 del CE-SE-AE para terrenos de aspereza II) z: altura sobre el terreno de la instalación (11,763m) F = 0,17 · Ln (11,763/0,1) = 1,202 ce = 1,202 · (1,202 + 7 · 0,17) = 2,875 El coeficiente de presión exterior está tipificado según las tablas del Código Técnico de la Edificación para marquesinas hasta 30º de inclinación por lo que he tenido que realizar una interpolación para calcular los valores a 50º Memoria de cálculo Página 107 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Teniendo en cuenta las dimensiones del seguidor solar b = 20,832 m y d = 11,763m y los coeficientes de la estimación, sale un coeficiente de presión exterior de 3,58, de donde: qe = 45,88 · 2,732 · 3,58 = 448,745 kg/m2 Resumen de cargas: Acción Valor Carga permanente 15 kg/m2 Sobrecarga de nieve 61 kg/m2 Viento 1.2 448,75 kg/m2 CÁLCULO DE LA CIMENTACIÓN Teniendo en cuenta los valores anteriormente calculados y las indicaciones del fabricante, calcularemos el volumen de la cimentación que es necesario poner en cada seguidor solar para soportar los esfuerzos. Para ello seguiremos las prescripciones de la ITC-LAT 07, del RLAT en la cual nos indica que la estabilidad del apoyo queda asegurada por la igualdad entre los esfuerzos solicitantes y las reacciones del terreno, o lo que es lo mismo, cuando el momento al vuelco, Mv, sea igual a los momentos estabilizadores M1 y M2, debido a las reacciones laterales y verticales del terreno MV = M1 + M2 Memoria de cálculo Página 108 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Para ello usaremos los siguientes datos: F: Esfuerzo sobre el apoyo (daN) HL Altura desde el punto de aplicación F hasta la línea de tierra (m) H: Profundidad de la cimentación (m) P: Peso del conjunto formado por el macizo del hormigón, el apoyo y otros elementos (daN) a: Anchura de la cimentación (m) b: Espesor de la cimentación (m) Ch: Coeficiente de compresibilidad del terreno a una profundidad h (daN/m3) El esfuerzo sobre el apoyo F vendrá dado por la acción del viento sobre el plano de los paneles solares. Tenemos que este esfuerzo es de 448,75 kg/m2 y sabiendo que la superficie de los paneles es de 244,48 m2 obtenemos dicho esfuerzo. Supondremos esta velocidad de viento en la situación más desfavorable, que es cuando los paneles se encuentran a 50º de inclinación. 1 kg = 0.980665 daN F = 448,75 · 244,48 · sen (50º) · 0,980665 = 82418,6 daN La altura desde el punto de aplicación de dicha fuerza (HL), nos la da el fabricante del seguidor, y es la base de los paneles, que se encuentra a 4,158 m. Para calcular el peso del conjunto sumaremos el peso de la propia estructura del seguidor (8.500 kg según el fabricante), con el peso de los paneles y cableado que transcurre por el seguidor (15 kg/m2). También tendremos en Memoria de cálculo Página 109 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera cuenta una posible sobrecarga de nieve en caso de que el seguidor se encuentre en reposo (61 kg/m2). Por último añadiremos el peso propio de la cimentación, que ayudará a estabilizar el conjunto (2400 kg/m3 para hormigón reforzado con varilla). La zapata calculada es un cuadrado de 3,3 (a y b) metros de lado con una profundidad de 1,5 m (16,34 m3) P = [8500 + 244,48 ·(15 + 61) + (2400 · 16,34)] · 0.0980665 = 410961,46 daN El coeficiente de compresibilidad (Ch) viene determinado por el coeficiente de compresibilidad del terreno a 2 metros (C2). Dicho coeficiente (C2) viene determinado en el apartado 3.6.5 de la ITC-LAT07, del RLAT, siendo para terrenos arcillosos duros de 10 daN/cm3. Al hacer una superficie amplia de la zapata, cumplimos con la carga admisible del terreno que es de 4 daN/cm2, siendo la carga del conjunto sobre el terreno 3,77 daN/m2. El coeficiente de compresibilidad a 1,5 m de profundidad es de 7,5 daN/cm3. Teniendo todos estos valores, sabemos que: Memoria de cálculo Página 110 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Cuando las reacciones laterales del terreno son más débiles que las verticales, M1 < M2, el RLAT en el Apartado 3.6.1 de la ITC-LAT-07, indica que se debe considerar un coeficiente de seguridad. Para cimentaciones anchas y poco profundas se utilizará el coeficiente de seguridad de 1,5 si el esfuerzo se obtiene de hipótesis de cálculo normales, viento y hielo. Obtenemos entonces: MV ·KV = M1 + M2 Con lo que podemos concluir que las hipótesis son correctas y cumplen los requisitos de seguridad marcados. Resumiendo, para cada seguidor solar utilizaremos una zapata de hormigón reforzado de 16,335 m3. Con un base cuadrada de 3,3 m de lado y una profundidad de 1,5 m. Memoria de cálculo Página 111 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad 2 Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera CÁLCULO DEL CAMPO SOLAR Para la realización de estos cálculos, haremos dos supuestos. Uno usando un inversor ZIGOR Sunzet 125 MV y otro con un inversor INGECON Sun Smart 30. La elección de uso entre uno y otro se realizará posteriormente en función de los resultados obtenidos. 2.1 CALCULO DEL NÚMERO DE MÓDULOS POR RAMAL Se calculan en este apartado las agrupaciones en serie / paralelo de módulos fotovoltaicos con el fin de no sobrepasar las limitaciones del inversor y obtener la potencia deseada. 2.1.1 Parámetros necesarios Para que el inversor inicie la generación es necesario que del campo de módulos le llegue una tensión mínima. Asimismo, no debe sobrepasarse la tensión máxima permitida por el inversor ni la intensidad máxima de entrada. Para ello se deben asociar en serie un número de módulos por ramal de forma que la tensión mínima y máxima del punto de máxima potencia del ramal esté, en todo momento, dentro del rango de tensiones de entrada al inversor. Para realizar dichos cálculos necesitaremos los valores de tensiones e intensidades aportados por los módulos fotovoltaicos, así como los valores límite permitidos por el inversor: Memoria de cálculo Página 112 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Tabla 1. Valores característicos del Módulo e Inversor Módulo Fotovoltaico Potencia pico 300 W Corriente de cortocircuito (Isc ) 8,48 A Tensión de vacío (Uoc) 44,78 V Corriente MPP 7,92 A Tensión MPP 37,87 V Inversor ZIGOR Sunzet 125 MV Tensión máxima admisible Intensidad máxima admisible Rango de voltaje de MPP 880 Vcc 360 A 300 a 720 V Inversor INGECON Sun Smart 30 Tensión máxima admisible Intensidad máxima admisible Rango de voltaje de MPP Memoria de cálculo 900 Vcc 78 A 405 a 750 V Página 113 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera 2.1.2 Influencia de la Temperatura Los valores dados para el inversor son únicamente para condiciones estándar (STC, 1000 W/m2, 25ºC, AM 1,5). Por tanto, a las temperaturas límite que puede trabajar la célula solar los valores característicos del módulo fotovoltaico son diferentes. Dichas variaciones dependen de las cualidades del módulo y son valores de catálogo: Módulo Fotovoltaico Coefic. Tª Tensión de circuito abierto - 0,38 % / ºC Coefic. Tª Corriente de cortocircuito + 0,04 % / ºC Coefic. Tª potencia MPP - 0,47 % / ºC TONC 47ºC ± 2ºC Las variaciones porcentuales de intensidad y tensión nos permitirán definir los nuevos valores a las temperaturas extremas, que se calculan en este apartado. La variación porcentual de la potencia MPP y TONC (Normal Operating Cell Temperature, en sus siglas en inglés, NOCT) permitirán evaluar las pérdidas por temperatura. Las células, en condiciones normales de operación, alcanzan una temperatura superior a las condiciones estándar de medida del laboratorio. El TONC es una medida cuantitativa de este incremento. La medición del TONC se realiza en las siguientes condiciones: radiación de 0,8 kW/m2, temperatura ambiente de 20ºC y velocidad del viento de 1m/s. Memoria de cálculo Página 114 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera 2.1.3 Número máximo de módulos por conjunto en serie El número máximo de módulos en serie que pueden conectarse vendrá determinado por el mínimo valor de las dos estimaciones siguientes: La máxima tensión necesaria para que el inversor pueda buscar el punto de MPP cuando la Tensión MPP de los módulos alcanzan su valor máximo La máxima tensión que admite el inversor a la entrada cuando los módulos alcanzan el máximo de tensión posible, donde dicho valor se obtendrá para la Tensión de Vacío del módulo (Uoc) a la temperatura mínima El máximo valor de tensión posible de los módulos, tanto para Uoc como para la Tensión MPP, corresponde a dichas tensiones cuando la temperatura del módulo es mínima. La temperatura mínima del módulo corresponde con una temperatura ambiente mínima, que suele corresponder a invierno y que, para climas como el de Logroño, se puede considerar una media de temperaturas mínimas de 2ºC en la zona de implantación de la instalación y para una irradiancia mínima que se considera 0 W/m2. La temperatura del módulo en estas condiciones se determina mediante la siguiente expresión aproximada: Ecuación 1. Cálculo de Temperatura del módulo Memoria de cálculo Página 115 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera donde: Tp: Temperatura del módulo (ºC) Ta: Temperatura ambiente (ºC) TONC: Temperatura de operación normal de la célula (ºC) I: Irradiancia (W/m2) Para las condiciones anteriores, la temperatura del módulo es aproximadamente de 2ºC. La Tensión de MPP a 2ºC, a partir de la tensión en condiciones estándar, se calcula de la siguiente forma: Ecuación 2. Cálculo de Tensión MPP donde: UMPP: Tensión MPP del módulo (V) ΔUUoc: Coeficiente de Tª de Tensión a circuito abierto (% / ºC) Memoria de cálculo Página 116 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera La Tensión de Circuito Abierto (Uoc) a 2ºC, a partir de la tensión en condiciones estándar, se calcula de la siguiente forma: Ecuación 3. Cálculo de Tensión en Vacío donde: UOC(Tp): Tensión a Circuito Abierto a Tª del módulo (V) UOC(STC): Tensión a Circuito abierto en condiciones estándar (V) ΔUUoc: Coeficiente de Tª de Tensión a circuito abierto (% / ºC) Memoria de cálculo Página 117 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera El número máximo de módulos por ramal conectados en serie se determina como el mínimo valor de: a) El cociente entre el Límite Superior de voltaje MPP del inversor y la Tensión de MPP del módulo a su temperatura mínima, que es de 2ºC b) El cociente entre la Tensión máxima de entrada del inversor y la Tensión a Circuito Abierto del módulo (UOC) a su temperatura mínima, que es la establecida en 2ºC. De acuerdo con lo indicado anteriormente: Ecuación 4. Límite Superior módulos en serie a) b) donde: nmax: Número máximo de módulos por ramal conectados en serie ULim Sup MPP (INV): Límite Superior de voltaje MPP del inversor (V) Umáx (INV): Tensión máxima de entrada del inversor (V) UMPP(Tªmin): Tensión de MPP del módulo a 2ºC (V) UOC(Tªmin): Tensión a Circuito Abierto del módulo a 2ºC (V) Memoria de cálculo Página 118 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Por lo que, tras examinar los dos resultados obtenidos, tomamos el mínimo valor, siendo el mismo el límite máximo de módulos en serie. ZIGOR Sunzet 125 MV INGECON Sun Smart 30 n máx-serie = 17,49 → 17 módulos n máx-serie = 18,21 → 18 módulos 2.1.4 Número mínimo de módulos por conjunto en serie El número mínimo de módulos en serie por ramal que pueden conectarse vendrá limitado por la mínima tensión necesaria para que el inversor pueda buscar el punto de MPP cuando lo módulos alcanzan el mínimo de tensión posible. El mínimo valor de tensión posible de los módulos corresponde a la Tensión MPP cuando la temperatura del módulo es máxima. La temperatura máxima del módulo corresponde con una temperatura ambiente máxima, que suele corresponder a verano y que, para climas como el de Logroño, se puede considerar 42 ºC y para una irradiancia del orden de 1000 W/m2. Memoria de cálculo Página 119 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera La temperatura del módulo en estas condiciones se calcula siguiendo la misma expresión que en apartado anterior Ecuación 1: Para las condiciones anteriores, la temperatura del módulo es aproximadamente de 75,75 ºC. La Tensión del Punto de Máxima Potencia a 75,75 ºC, a partir de la tensión en condiciones estándar, se calcula de la siguiente forma: Ecuación 5. Cálculo de Tensión de máxima potencia (MPP) donde: UMPP(Tp): Tensión MPP a Tª del módulo Tp (V) UMPP(STC): Tensión MPP en Condiciones Estandar (V) ΔUUoc: Coeficiente de Tª Teensión a Circuito Abierto (% / ºC) Memoria de cálculo Página 120 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera El número mínimo de módulos por ramal conectados en serie se determina como el cociente entre el Límite Inferior de voltaje MPP del inversor y la Tensión MPP del módulo a su temperatura máxima, en este caso de 75,75ºC. De acuerdo con lo indicado anteriormente: donde: nmin: Número mínimo de módulos por ramal conectados en serie ULim Inf MPP(INV): Límite inferior de voltaje MPP del inversor (V) UMPP(Tªmax): Tensión de MPP del módulo a 75,75ºC El número mínimo de módulos que podemos conectar en serie es de 10 para el inversor ZIGOR Sunzet 125 MV y de 14 para el INGECON Sun Smart 30. Ambos valores concuerdan con los supuestos que realizaremos más adelante. 2.1.5 Número seleccionado de módulos por conjunto Siguiendo con la valoración de los dos inversores utilizaremos el máximo número de módulos por ramal para poder aprovechar al máximo el rendimiento de cada inversor. ZIGOR Sunzet 125 MV INGECON Sun Smart 30 nserie = 17 nserie = 18 Memoria de cálculo Página 121 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera 2.1.6 Número máximo de conjuntos en paralelo El número mínimo de conjuntos en paralelo que pueden conectarse vendrá dado por el mínimo valor de las dos siguientes estimaciones: a) El cociente entre la Intensidad Máxima Admisible del inversor entre la Corriente del Cortocircuito (ISC) del módulo cuando alcanza su valor más elevado b) El cociente entre la potencia máxima del inversor y la potencia pico de un conjunto. El máximo valor de intensidad posible de los módulos, corresponde a la Intensidad de Cortocircuito (ISC) cuando la temperatura del módulo es máxima. La temperatura máxima del módulo corresponde con una temperatura ambiente máxima, que como se ha visto anteriormente corresponde a 42 ºC y para una irradiancia de 1000 W/m2. La temperatura del módulo en estas condiciones se calcula siguiendo la misma expresión que en el apartado anterior Ecuación 1. Para las condiciones anteriores, la temperatura del módulo es aproximadamente de 75,75 ºC Memoria de cálculo Página 122 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera La Intensidad de Cortocircuito (ISC) a 75,75 ºC, a partir de dicha intensidad en condiciones estándar, se calcula de la siguiente forma: Ecuación 6. Cálculo de la Intensidad de Cortocircuito ISC. donde: ISC(Tp): Intensidad de Cortocircuito a Tª del módulo (A) ISC(STC): Intensidad de Cortocircuito Condiciones Estándar (A) ΔISC: Coeficiente de Tª Intensidad de Cortocircuito (% / ºC) De acuerdo con lo indicado anteriormente: a) b) Memoria de cálculo Página 123 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera donde: IMáx(INV): Intensidad Máxima Admisible del inversor (A) ISC(Tªmax): Corriente de Cortocircuito del módulo a 75,75ºC (A) Pinv: Potencia máxima del inversor (W) Pmódulo: Potencia pico de los módulos (W) nserie: Número de módulos en serie Se debe cumplir que la potencia nominal del inversor no sea superior a 1,2 veces la potencia pico del generador fotovoltaico. Además, habrá que comprobar que el inversor admite la corriente de cortocircuito que resulta al asociar los ramales en paralelo. Por lo que, tras examinar los resultados obtenidos, tomamos el mínimo valor, siendo el mismo el límite máximo de conjuntos en paralelo. Para el Inversor ZIGOR Sunzet 125 MV usaremos un máximo de 24 y para el INGECON Sun Smart 30 usaremos un máximo de 7. Comprobamos que la Intensidad máxima que admite el inversor es superior a la Intensidad de Cortocircuito de los conjuntos en paralelo a 75,75ºC Memoria de cálculo Página 124 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera La Intensidad de Cortocircuito (ISC) es menor, en ambos, casos que la Intensidad máxima admitida por cada inversor, con lo que concluimos que la instalación es correcta. ZIGOR Sunzet 125 MV INGECON Sun Smart 30 Imáx(INV) = 360 A Imáx(INV) = 78 A nparalelo · ISC(Tªmax) = 24 · 8,65 = 207,6 A nparalelo · ISC(Tªmax) = 7 · 8,65 = 60,55 A 2.1.7 Conclusión La hipótesis del inversor ZIGOR Sunzet 125 MV no puede ser realizada dado que en el conjunto de los 4 seguidores solares que van al inversor, implica que como máximo pueden ir 6 líneas de cada seguidor solar. Siendo así, se limita mucho la potencia que llega al inversor haciendo que la instalación tenga poco rendimiento. Una vez llegados a esta conclusión optaremos por usar un inversor INGECON Sun Smart 30 para cada seguidor solar. Inversor INGECON Sun Smart 30 Seguidor Solar Potencia Nominal 30 kW Máxima Potencia 39 kW 37,87 Lim. Inf. U del rango MPP 405 V 548,46 Lim. Sup. U del rango MPP 750 V 741,06 Máxima U admisible 900 V 876,42 Máxima I admisible 78 A 60,55 Tras cotejar los datos obtenidos en los apartados anteriores, el resultado que se ha obtenido se refleja en la Tabla 2. Memoria de cálculo Página 125 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Generador FV Eastech Solar ESF-300MA Potencia Pico Módulo 300 Nº módulos en serie 18 Nº módulos en Paralelo 7 Wp Nº Total módulos/inversor 126 Potencia Pico total 37,8 kWp Tensión MPP, UMPP 37,87 V Intensidad MPP, I MPP 7,92 A Intensidad de Cortocircuito, I SC 8,48 A Tensión de Vacío, UOC 44,78 V Coeficiente Tª I SC 0,04 % / ºC Coeficiente Tª UOC -0,38 % / ºC Coeficiente Tª Potencia MPP -0,47 % / ºC TONC 47±2 ºC Dimensiones 1956 mm 992 mm Superfice total de módulos Memoria de cálculo 244,484 2 m Página 126 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad 2.2 Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera DISTANCIA MÍNIMA ENTRE SEGUIDORES SOLARES La inclinación de los módulos varía para todos los días del año y las horas de cada día, dado que usamos un seguidor a dos ejes. No obstante, y teniendo en cuenta que la máxima inclinación del seguidor es de 50º, usaremos este valor como el más desfavorable para garantizar el mayor número de captación de horas solares posible. Para la separación usaremos la recomendación del IDAE (Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía). Basaremos el cálculo en la posición más baja del sol correspondiente al día 21 de diciembre y que es de 18,5º para nuestra latitud. Dicha separación se establece de tal forma que al encontrarse el sol con un ángulo de visión de 18,5º, la sombra de la arista superior de una fila ha de proyectarse, como máximo, sobre la arista inferior de la fila siguiente. El ángulo de visión, es el ángulo que forman los rayos del sol con una superficie horizontal, es decir, el ángulo con el que incide. Geométricamente se demuestra que la distancia entre los puntos inferiores más bajos de cada seguidor debe ser la correspondiente a la siguiente fórmula: donde: l: Longitud del grupo de paneles del seguidor (m) β: Ángulo de inclinación de los paneles (º) Memoria de cálculo Página 127 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera α: Ángulo de visión del sol (º) En el siguiente gráfico se representan los parámetros utilizados en la obtención de la fórmula para calcular la distancia mínima entre las filas de los módulos. Como se puede ver, la distancia mínima es de 35,56m entre las partes inferiores de 2 seguidores solares, siendo la distancia entre la proyección horizontal del borde superior de cada seguidor con la arista inferior del siguiente de 27,76. Para asegurar las horas solares y con el fin de simplificar cálculos usaremos una distancia de 30 m entre las proyecciones superior e inferior. Esto nos deja una distancia de separación entre los seguidores de 37,80 m. Memoria de cálculo Página 128 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad 3 Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera CÁLCULO DE PÉRDIDAS Cualquier sistema de producción energética está sometido a una serie de pérdidas en las diferentes etapas de transformación y/o transporte de la energía que afectan al global de la energía producida. Evaluarlas y limitarlas forma parte del diseño adecuado de la instalación fotovoltaica. Se podrán distinguir el siguiente conjunto de pérdidas: Pérdidas por posición Pérdidas por sombreado Pérdidas por temperatura Dispersión del módulo FV Pérdidas en el cableado Pérdidas en el transformador Pérdidas de disponibilidad Pérdidas de suciedad Rendimiento del inversor 3.1 PÉRDIDAS POR POSICIÓN Dado que utilizamos un seguidor de dos ejes, podemos asegurar que los rayos inciden perpendicularmente para casi todas las horas de sol aprovechables. El seguimiento acimutal (α) se encuentra automatizado mediante una pinza tractora y tiene una precisión de ±3º. Memoria de cálculo Página 129 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera El seguimiento del ángulo de inclinación (β) también se encuentra automatizado mediante cilindros hidráulicos comandados por una centralita. Esta centralita tiene una precisión de ±3º. Debido a esto podemos suponer unas pérdidas por posición nulas. 3.2 PÉRDIDAS POR SOMBREADO Dado que la instalación se encuentra ubicada en campo abierto, las únicas pérdidas posibles son las propias, que pueden estar producidas por: Otros seguidores solares Casetas de transformadores Apoyos de la línea aérea Vallado perimetral Dado que se dispone de espacio suficiente, la caseta del centro de transformación, el vallado perimetral, así como los apoyos de línea aérea que Memoria de cálculo Página 130 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera discurren por la parcela que pueden provocar sombras, se ubicarán a distancia suficiente para que no causen efecto de sombreado. Los únicos componentes presentes en la parcela que producirán el efecto negativo de las sombras, son los propios seguidores solares entre ellos mismos. El estudio realizado para evaluar las pérdidas mediante dicho efecto, se ha llevado a cabo partiendo de la premisa de que solo se producirán sombras entre seguidores solares, cuando el ángulo de visión que presentan los rayos del sol incidiendo sobre los paneles sea menor de 17,2º donde: l: Longitud del grupo de paneles del seguidor (m) β: Ángulo de inclinación de los paneles (º) α: Ángulo de visión del sol (º) d: Distancia entre aristas inferiores (añadida la distancia extra) (m) Con esta configuración, la sombra de un seguidor se proyecta sobre el de atrás en un rango de horas en los que los valores de radiación son tan pequeños que el propio inversor ya ha cortado la entrada de corriente por no hacer el seguimiento del punto MPP. Memoria de cálculo Página 131 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Usando el programa ADES Solarfarm para su seguidor solar se puede ver el recorrido de las sombras anual. He sacado como muestra los días más significativos, el solsticio de invierno y el de verano y en ambos se puede observar que las distancias elegidas anteriormente son suficientes para no crear sombras. Pudiendo descartar pérdidas por sombreado en nuestra instalación debidas a los seguidores solares. Solsticio Verano Memoria de cálculo Página 132 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Solsticio Invierno Como podemos ver en otra simulación realizada con PVsys, los límites de sombreado para las distancias seleccionadas permiten descartar cualquier pérdida por sombreado Memoria de cálculo Página 133 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad 3.3 Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera PÉRDIDAS POR TEMPERATURA Los efectos de la temperatura no son únicamente sobre los parámetros eléctricos de tensiones y corrientes, que tanto afectan al dimensionado del campo solar. Lejos de ello, la temperatura influye decisivamente sobre la potencia que puede suministrar el módulo fotovoltaico a razón de lo indicado por el fabricante. Módulo Fotovoltaico Coefic. Tª potencia MPP TONC - 0,47 % / ºC 47ºC ± 2ºC Los datos de las temperaturas los obtenemos de la Guía resumida del Clima en España proporcionada por la AEMET (Agencia Estatal de la Meteorología) Ecuación 7. Cálculo Temperatura de la célula donde: TCELULA: Tª del módulo (ºC) TAMBIENTE: Temperatura ambiente (ºC) Memoria de cálculo Página 134 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera TONC: Temperatura de operación normal de la célula (ºC) G: Irradiancia (W/m2) Esta temperatura de célula ha permitido calcular la radiación efectiva recibida por la placa a lo largo del año, la cual se obtiene mediante la siguiente Ecuación 8, tomando las ponderaciones mensuales de dicha radiación junto con las recibidas por cada módulo solar sin aplicar el efecto de la temperatura, podremos evaluar las pérdidas de potencia por la aplicación del coeficiente anteriormente mostrado. Ecuación 8. Cálculo de Radiación efectiva para planos inclinados donde: Gefectiva: Radiación efectiva media de cada mes para su inclinación óptima (W/m2) Gdm(α,β): Radiación media de cada mes para su inclinación óptima (W/m2) ΔPMPP: Coeficiente de Tª Potencia MPP (% / ºC) Tcélula: Temperatura del módulo (ºC) Los datos de irradiación han sido obtenidos del EUMETSAT-CMSAF (European Organisation for the Exploitation of Meteorological Satellites) para obtener los valores de irradiación e inclinación óptima. La Radiación media mensual para la inclinación óptima ha sido realizada mediante una media ponderada dado que el peso específico de cada valor no es el mismo para cada hora del día. Memoria de cálculo Página 135 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Mes Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Tª máx mas alta TªCélula Gdm(0) Gdm(α,β) Gefectiva Pérdidas ºC ºC (W/m2) (W/m2) (W/m2) % enero 13,1 15,45 70,82 165,8 173,25 -4,30% febrero 16,6 20,11 108,32 223,74 228,88 -2,25% marzo 20,2 25,53 164,14 298,04 297,29 0,25% abril 20,4 26,99 210,38 327 323,94 0,95% mayo 25,1 33 242,04 355,59 342,22 3,91% junio 31,4 40,26 277,87 409,88 380,47 7,73% julio 33,4 42,78 293,29 457,06 418,86 9,12% agosto 34,3 42,54 247,46 385,3 353,52 8,99% septiembre 29,4 35,72 194,14 350,01 332,37 5,31% octubre 23,5 27,69 126,65 252,04 248,85 1,28% noviembre 17 19,56 79,99 178,9 183,47 -2,49% diciembre 12,6 14,65 63,74 174,99 183,5 -4,64% 3.4 DISPERSIÓN DEL MÓDULO FOTOVOLTAICO Las pérdidas por desacoplo o dispersión de parámetros del inversor provienen del hecho obvio de que no es posible fabricar todos los módulo perfectamente iguales, por lo que sufren ligeras variaciones sobre los valores de catálogo. Suelen oscilar entre un 3 y un 6% según la tolerancia de los módulos, lo que más importante es que estén acotadas y documentadas. En el caso de los módulos Eastech Solar ESF-300MA, el fabricante nos indica que esta tolerancia es de un 3% Memoria de cálculo Página 136 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad 3.5 Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera PÉRDIDAS EN EL CABLEADO Tanto en los cables de CC como en los de CA se produce una pérdida de potencia que depende en gran medida de la longitud del circuito. Estas se calcularán para la máxima corriente posible (máxima radiación). Se calculan de forma diferente para los circuitos CC y CA. 3.5.1 Pérdidas en circuitos CC Se evalúan con la ecuación: donde: ΔPCC: Pérdidas (W) R: Resistencia del tramo del cable (ida y vuelta) (Ω) I: Intensidad que circula (A) En nuestro caso las pérdidas en el circuito de CC van a ser mínimas porque los inversores se encuentran al pie de cada seguidor solar, entrando las 7 líneas en paralelo a cada inversor mediante una caja de conexión previa. Tramo Linea 1 Linea 2 Linea 3 Linea 4 Linea 5 Linea 6 Linea 7 Total L S Icable Imax (125%) m mm2 A A 20,231 14,363 20,231 20,231 14,363 20,231 33,568 4 4 4 4 4 4 4 34 34 34 34 34 34 34 10,79 10,79 10,79 10,79 10,79 10,79 10,79 Memoria de cálculo cdt V 2,22 1,58 2,22 2,22 1,58 2,22 3,69 Voc70 V 668,21 668,21 668,21 668,21 668,21 668,21 668,21 cdt % 0,39 0,28 0,39 0,39 0,28 0,39 0,65 Resistencia Ω 0,2060 0,1462 0,2060 0,2060 0,1462 0,2060 0,3417 Perdidas W 23,98 17,03 23,98 23,98 17,03 23,98 39,79 169,77 Página 137 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Tras analizar los datos anteriores podemos ver que las pérdidas en cada inversor son relativamente pequeñas. Tenemos un 0,56% de pérdidas por cada inversor. 3.5.2 Pérdidas en circuitos de CA Se evalúan con la ecuación: PCA = 3 · R · I2 · L Donde: PCA: Pérdidas (W) R: Resistencia del cableado (Ω/km) I: Intensidad que circula (A) L: Longitud del cableado (km) Las pérdidas en corriente alterna se han calculado para cada seguidor individualmente. Seguidor L (m) S (mm2) Imax Iinversor (A) 1 59,80 150 47,63 50,00 2 97,60 150 47,63 50,00 3 135,40 150 47,63 50,00 4 173,20 150 47,63 50,00 5 22,00 150 47,63 50,00 6 59,80 150 47,63 50,00 7 97,60 150 47,63 50,00 8 135,40 150 47,63 50,00 9 22,00 150 47,63 50,00 10 59,80 150 47,63 50,00 11 97,60 150 47,63 50,00 12 135,40 150 47,63 50,00 13 59,80 150 47,63 50,00 14 97,60 150 47,63 50,00 15 135,40 150 47,63 50,00 Memoria de cálculo 16 173,20 150 47,63 50,00 Total 1561,60 cdt (V) 1,28 2,09 2,90 3,70 0,47 1,28 2,09 2,90 0,47 1,28 2,09 2,90 1,28 2,09 2,90 3,70 V cdt % Resistencia Perdidas 400 0,320 0,01232 92,39 400 0,522 0,02011 150,79 400 0,724 0,02789 209,19 400 0,926 0,03568 267,59 400 0,118 0,00453 33,99 400 0,320 0,01232 92,39 400 0,522 0,02011 150,79 400 0,724 0,02789 209,19 400 0,118 0,00453 33,99 400 0,320 0,01232 92,39 400 0,522 0,02011 150,79 400 0,724 0,02789 209,19 400 0,320 0,01232 92,39 400 0,522 0,02011 150,79 400 0,724 0,02789 209,19 Página 138 400 0,926 0,03568 267,59 2412,67 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Seguidor L (m) S (mm2) 1 59,80 150 2 97,60 150 3 135,40 150 4 150 Seguidor L173,20 (m) S (mm2) 5 22,00 1 59,80 150 2 97,60 150 6 59,80 3 135,40 7 97,60 150 4 173,20 150 8 135,40 5 22,00 150 9 10 59,80 150 6 11 97,60 150 7 12 135,40 150 8 13 59,80 9 22,00 150 14 97,60 10 59,80 150 15 135,40 11 97,60 150 12 135,40 150 16 173,20 59,80 150 Total13 1561,60 14 97,60 150 15 135,40 150 16 173,20 150 Tras analizar Total 1561,60los datos Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Imax Iinversor (A) 47,63 50,00 47,63 50,00 47,63 50,00 47,63 Iinversor 50,00 (A) Imax 47,63 50,00 47,63 50,00 47,63 50,00 47,63 50,00 47,63 50,00 47,63 50,00 47,63 50,00 47,63 50,00 47,63 50,00 47,63 50,00 47,63 50,00 47,63 50,00 47,63 50,00 47,63 50,00 47,63 50,00 47,63 50,00 cdt (V) 1,28 2,09 2,90 cdt 3,70 (V) 0,47 1,28 2,09 1,28 2,90 2,09 3,70 2,90 0,47 1,28 2,09 2,90 1,28 0,47 2,09 1,28 2,90 2,09 2,90 3,70 1,28 2,09 2,90 3,70 V cdt % Resistencia Perdidas 400 0,320 0,01232 92,39 400 0,522 0,02011 150,79 400 0,724 0,02789 209,19 400 cdt 0,926 0,03568 Perdidas 267,59 V % Resistencia 400 0,118 0,00453 33,99 0,320 0,01232 92,39 0,522 0,02011 150,79 400 0,320 0,01232 92,39 0,724 0,02789 209,19 400 0,522 0,02011 150,79 0,926 0,03568 267,59 400 0,724 0,02789 209,19 400 0,118 0,00453 33,99 400 0,320 0,01232 92,39 400 0,522 0,02011 150,79 400 0,724 0,02789 209,19 400 0,320 0,01232 92,39 0,118 0,00453 33,99 400 0,522 0,02011 150,79 0,320 0,01232 92,39 400 0,724 0,02789 209,19 0,522 0,02011 150,79 0,724 0,02789 209,19 400 0,926 0,03568 267,59 400 0,320 0,01232 2412,67 92,39 400 0,522 0,02011 150,79 400 0,724 0,02789 209,19 400 0,926 0,03568 267,59 anteriores podemos ver que las pérdidas en los circuitos 2412,67 de corriente alterna relativamente pequeñas. Tenemos un 0.48% de pérdidas a la entrada del transformador. 3.5.3 Pérdidas en Línea de Media tensión En este caso calcularemos las pérdidas de la línea subterránea que va desde el transformador hasta el entronque con la línea de suministro. Las calcularemos con la siguiente ecuación: PLSMT = 3 · R · i2 · L donde: PLSTM: Pérdidas (W) R: Resistencia del cableado (Ω) Memoria de cálculo Página 139 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera I: Intensidad que circula (A) L: Longitud del cableado (km) Sabiendo que el cableado a instalar a la salida del centro de transformación es del tipo .HEPR-1x150/16 mm2 12/20 kV, podemos obtener de los datos del fabricante el valor de la resistencia óhmica por cada kilómetro de cable (R=0.277 Ω/km), quedando el resumen en la siguiente tabla: L(m) S(mm2) Imt (A) Vlinea (V) Resistencia (Ω/km) Perdidas (W) 330 150 27,55 13200 0,277 208,1412556 Con estos datos podemos determinar que el valor porcentual de las pérdidas en la línea subterránea de media tensión es de 0.042%. 3.6 PÉRDIDAS EN EL TRANSFORMADOR Estas pérdidas se deben a los elementos del modelo simplificado del transformador con: Pérdidas en el hierro debidas a fenómenos de histéresis Pérdidas en el cobre por efecto Joule, entre otros Se realizaran dos ensayos de laboratorio en el transformador; ensayo de cortocircuito y ensayo de vacío. Resultando así unas pérdidas cuantificadas como sigue: Memoria de cálculo Página 140 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera ΔPTR = WCu + WFe donde: WCu: Pérdidas en cortocircuito del transformador (W) WFe: Pérdidas en vacío del transformador (W) En nuestro caso, el fabricante del transformador nos da un valor de 6.500 W para las pérdidas en cortocircuito (WCu) y 1.300 W para las pérdidas en vacío (WFe), resultando de la siguiente manera: ΔPTR = WCu + WFe = 6500 + 1300 = 7800 W Estas pérdidas nos dan un valor porcentual de 1,56% (sobre 0,5 MW) 3.7 PÉRDIDAS POR DISPONIBILIDAD La disponibilidad de la instalación: considera pérdidas por caídas de la red debido a fallos en la red de distribución provocados por múltiples causas (tormentas, manipulaciones,…), labores de mantenimiento de la planta, fallos en el inversor, etc. En nuestro estudio consideraremos esas pérdidas de un 1% Memoria de cálculo Página 141 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad 3.8 Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera RENDIMIENTO DEL INVERSOR El inversor se caracteriza por tener un elevado rendimiento, tal y como nos indica en la figura proporcionada por el fabricante. La eficiencia máxima marcada por el fabricante es de 96,1%. Este valor sirve de poco dado que durante una gran parte de la actividad el inversor se encuentra en régimen de carga parcial. Por ello se acepta el valor del rendimiento europeo que en nuestro caso es de 95,2%. Este valor se encuentra más acorde con el funcionamiento habitual de las plantas fotovoltaicas. Memoria de cálculo Página 142 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad 3.9 Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera PERFORMANCE RATIO Todas las tasas de rendimiento (o dicho de otra manera, pérdidas) mostradas anteriormente se resumen en un único concepto global llamado Performance Ratio, PR, que se define como la relación entre la energía anual entregada efectivamente a la red, EAC, y la que entregaría un sistema ideal (sin pérdidas de ningún tipo) que recibiese la misma radiación solar. Es decir: donde: PMG: Potencia pico del campo fotovoltaico Ga(I): Irradiación global sobre la superficie del generador G: irradiancia en condiciones estándar, G = 1000 W/m2 Naturalmente, por su definición, este parámetro es variable mes a mes. Para el cálculo de dicho parámetro se han tenido en cuenta todas las pérdidas evaluadas anteriormente. En las siguientes tablas se hace un resumen de los resultados obtenidos. PÉRDIDAS Posición Sombreado Dispersion modulo Cableado CC Cableado CA Línea Media Tensión Transformador Rendimiento inversor Disponibilidad Suciedad Memoria de cálculo 0,00% 0,00% 3,00% 0,56% 0,48% 0,04% 1,56% 95,20% 1,00% 1,00% Pérdidas por Temperatura enero -4,30% febrero -2,25% marzo 0,25% abril 0,95% mayo 3,91% junio 7,73% julio 9,12% agosto 8,99% septiembre 5,31% octubre 1,28% noviembre -2,49% diciembre -4,64% Página 143 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Con estos datos y refiriéndonos a la siguiente ecuación, podemos calcular el PR para cada mes. Los valores negativos de las pérdidas por temperatura son debidos a la escasa temperatura de la célula en los meses indicados. A tal efecto consideraremos que las pérdidas son nulas para esos meses. PR (%) = (1-PTEMP) · (1-PSOMBRA) · (1-PDISPERSIÓN) · (1-PCABL_CC) · (1-PCABL_CA) · (1-PLMT) · (1-PPOSICIÓN) · (1-PSUCIEDAD) · (1-PDISPONIBILIDAD) · ηEURO_INV donde: Pxx: Pérdidas debidas a XX representadas anteriormente ηEURO_INV: Rendimiento europeo del inversor Los valores para el peor caso se representan en la siguiente tabla: Mes enero febrero marzo abril mayo junio julio agosto septiembre octubre noviembre diciembre Promedio Memoria de cálculo PR (%) 88,13% 88,13% 87,91% 87,30% 84,69% 81,32% 80,10% 80,21% 83,46% 87,00% 88,13% 88,13% 85,38% Página 144 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad 4 Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera BALANCE ENERGÉTICO Todos los valores de pérdidas y/o rendimientos calculados anteriormente sirven de base para el cálculo de la producción energética, que dependerá de la base de datos de radiación elegida. 4.1 RADIACIÓN EFECTIVA En el gráfico siguiente tenemos representada la irradiancia diaria media de cada mes para la inclinación óptima y la horizontal. Esta radiación efectiva es la que realmente llega al panel en su ubicación (inclinación y azimut) a partir de los valores obtenidos Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Promedio Memoria de cálculo Radiación Radiación Horizontal Óptima kWh/m2·dia kWh/m2·dia 1,7 3,98 2,6 5,37 3,94 7,15 5,05 7,85 5,81 8,54 6,67 9,84 7,04 10,97 5,94 9,25 4,66 8,40 3,04 6,05 1,92 4,29 1,53 3,77 4,16 7,12 Página 145 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad 4.2 Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera ENERGÍA INYECTADA A LA RED Teniendo en cuenta la potencia pico instalada (604,8 kWp), la Radiación óptima y el Performance Ratio, se puede calcular finalmente la energía generada. donde: Gdm(α,β): Irradiación mensual en plano con inclinación óptima y orientado con azimut óptimo (kWh/m2·día) PPMAX: Potencia Pico del generador (kW) PR: Performance Ratio (Rendimiento Energético) GSTC: Irradiancia en condiciones estándar 1 kW/m2 Mes enero febrero marzo abril mayo junio julio agosto septiembre octubre noviembre diciembre Promedio PR (%) 88,13% 88,13% 87,91% 87,30% 84,69% 81,32% 80,10% 80,21% 83,46% 87,00% 88,13% 88,13% 85,38% Radiación Energía Energia Óptima Generada Mensual kWh/m2·dia kwh/dia Kwh/mes 3,98 2121,44 65764,49 5,37 2862,66 80154,34 7,15 3803,75 117916,22 7,85 4144,36 124330,66 8,54 4371,93 135529,95 9,84 4838,99 145169,58 10,97 5314,69 164755,54 9,25 4486,72 139088,40 8,40 4240,67 127220,12 6,05 3183,49 98688,09 4,29 2288,93 68667,78 3,77 2009,28 62287,70 Anual 1329572,86 Con esto podemos concluir que nuestra instalación generará anualmente en torno a 1.329,57 MWh Memoria de cálculo Página 146 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad 5 Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera CALCULO DE CABLEADO DE CORRIENTE CONTINUA A continuación se dimensionarán las secciones de los conductores que conectan los paneles fotovoltaicos con el inversor, en cumplimiento con el REBT. El circuito de corriente continua se limitará sólo a los paneles solares situados en el seguidor solar dado que el inversor se encuentra a los pies de este. El cable utilizado será de cobre, flexible y con una tensión asignada de 0,6/1kV de aislamiento. Usaremos un cable PRYSMIAN P-SUN sp 0,6/1kV DKE/VDE AK 411.2.3 especial para instalaciones fotovoltaicas. El diseño del cableado se realiza para que no supere una caída de tensión mayor del 1,5% en el circuito de continua. Los conductores que conexionan cada panel con el siguiente en serie vienen determinados por el fabricante para secciones de entre 2,5 mm2 y 6mm2. Utilizaremos cable de 4mm2 por considerarse manejable para su instalación y como veremos más adelante cumple los requisitos de caída de tensión. Para verificar la viabilidad del cable elegido usaremos dos criterios; de caída de tensión y térmico. 5.1 CRITERIO DE CAIDA DE TENSIÓN Para el cálculo de la caída de tensión se va a considerar el punto de máxima potencia del generador fotovoltaico. Memoria de cálculo Página 147 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Aplicando la siguiente ecuación, obtenemos la caída de tensión que produce el conexionado en serie de los paneles: donde: ΔV: Caída de tensión (V) I: Intensidad MPP que circula (A) R: Resistencia del cable (Ω) La resistencia del cable se calcula a partir de la resistividad, dependiente de la sección y de longitud de la línea: donde: ρ: Resistencia del conductor proporcionada por el fabricante (Ω/m) L: Longitud del cable (m) R: Resistencia del cable (Ω) 5.2 CRITERIO TÉRMICO Para el dimensionado del cable en función de la intensidad máxima admisible se va a considerar el 125% de la intensidad máxima que va a transportar la línea de corriente continua, es decir, la de cortocircuito. Memoria de cálculo Página 148 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Imax = 1,25 · 8.63 = 10.79 A El conductor seleccionado cumple con el criterio de calentamiento, según el apartado 2.2.3 de la ITC-BT-19 del REBT. Tramo Linea 1 Linea 2 Linea 3 Linea 4 Linea 5 Linea 6 Linea 7 Total L S Icable Imax (125%) m mm2 A A 20,231 14,363 20,231 20,231 14,363 20,231 33,568 4 4 4 4 4 4 4 34 34 34 34 34 34 34 10,79 10,79 10,79 10,79 10,79 10,79 10,79 Memoria de cálculo cdt V 2,22 1,58 2,22 2,22 1,58 2,22 3,69 Voc70 V 668,21 668,21 668,21 668,21 668,21 668,21 668,21 cdt % 0,39 0,28 0,39 0,39 0,28 0,39 0,65 Resistencia Ω 0,2060 0,1462 0,2060 0,2060 0,1462 0,2060 0,3417 Perdidas W 23,98 17,03 23,98 23,98 17,03 23,98 39,79 169,77 Página 149 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad 6 Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera CÁLCULO DE CABLEADO DE CORRIENTE ALTERNA Desde los inversores, situados en sus respectivos seguidores solares, saldrán líneas trifásicas subterráneas hasta el correspondiente cuadro de baja tensión situado en el centro de transformación. Estos formarán la línea trifásica de 400V con neutro. El cable utilizado será PRYSMIAN AL Voltalene FLAMEX (S) 0.6/1kVAL XZ1 de 150mm2, instalados bajo tubo en zanja enterrado, con conductores unipolares. La normativa a utilizar estará basada en el Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión en su ITC-07 y en la normativa de Iberdrola en su proyecto tipo MT 2.51.01. Como en el apartado anterior se utilizaran dos criterios para su cálculo. 6.1 CRITERIO DE CAIDA DE TENSIÓN Aplicando la siguiente ecuación, obtenemos la caída de tensión en el tramo correspondiente: donde: ΔV%: Caída de tensión en % L: Longitud del tramo (m) V: Tensión de salida del inversor (V) Memoria de cálculo Página 150 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera IINV: Corriente nominal del inversor (A) S: Sección del conductor (mm2) ρ: Conductividad del material utilizado para el cable a 90º XLPE En nuestro caso el material utilizado para la instalación es el aluminio. Este tiene una conductividad de 27 S·m/mm² a 90ºC Seguidor 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 L (m) S (mm2) Imax Iinversor (A) 59,80 150 47,63 50,00 97,60 150 47,63 50,00 135,40 150 47,63 50,00 173,20 150 47,63 50,00 22,00 150 47,63 50,00 59,80 150 47,63 50,00 97,60 150 47,63 50,00 135,40 150 47,63 50,00 22,00 150 47,63 50,00 59,80 150 47,63 50,00 97,60 150 47,63 50,00 135,40 150 47,63 50,00 59,80 150 47,63 50,00 97,60 150 47,63 50,00 135,40 150 47,63 50,00 173,20 150 47,63 50,00 cdt (V) 1,28 2,09 2,90 3,70 0,47 1,28 2,09 2,90 0,47 1,28 2,09 2,90 1,28 2,09 2,90 3,70 V cdt % 400 0,320 400 0,522 400 0,724 400 0,926 400 0,118 400 0,320 400 0,522 400 0,724 400 0,118 400 0,320 400 0,522 400 0,724 400 0,320 400 0,522 400 0,724 400 0,926 Como se ve, en ningún caso se supera la Caída de tensión máxima permitida por el REBT-ITC-19 que es del 5%, ni la recomendada por el Pliego de Condiciones Técnicas del IDAE, un 2%. Memoria de cálculo Página 151 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad 6.2 Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera CRITERIO TÉRMICO El valor de cálculo de la intensidad en régimen permanente para un sistema trifásico se obtiene de la siguiente relación: El cable seleccionado tiene una Intensidad máxima de 201 A, enterrado bajo tubo. Esto cumple la norma del REBT ITC-BT-07 ya que el valor de corriente que circula por cada circuito es menor. Memoria de cálculo Página 152 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera CÁLCULO DE LA PUESTA A TIERRA 7 El cálculo de la puesta a tierra se realizará de acuerdo con la ITC-BT-18 del REBT. Se estudiarán 2 sistemas de puesta a tierra independientes: Tierra de protección de Corriente Continua: donde se conectarán las masas del lado de corriente continua. Tierra de protección de Corriente Alterna: donde se conectarán las masas del lado de corriente alterna. En ausencia de datos fiables sobre el valor de la resistividad del terreno en cuestión, nos remitimos a los valores orientativos que ofrece el REBT en su tabla 3 de la ITC-BT-18, considerando una resistividad de cálculo de 275 Ω·m para un terreno de arena arcillosa. En la puesta en marcha de la instalación se deberá comprobar que la resistencia a tierra es inferior a la calculada en este proyecto. 7.1 RESISTENCIA MÁXIMA DE LA PUESTA A TIERRA El sistema de puesta a tierra se dimensionará de forma que su resistencia de tierra, en cualquier circunstancia previsible, no sea superior al valor especificado para ella en cada caso. Memoria de cálculo Página 153 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Este valor de resistencia de tierra será tal que cualquier masa no pueda dar lugar a tensiones de contacto superiores a: 24 V en local húmedo o emplazamiento conductor 50 V en los demás casos La protección diferencial que protege la instalación es de 300 mA, y se considerará esta instalación como local húmedo o emplazamiento conductor, por lo que la resistencia máxima de puesta a tierra será: 7.2 PUESTA A TIERRA DE CORRIENTE CONTINUA La puesta a tierra de protección del circuito de corriente continua, consta de un anillo interior de 240m (cuadrado de 60m de lado) realizado con conductor desnudo y la unión de cada seguidor solar con el anillo. Dichas uniones serán de 15 ó 21,21m de longitud, dependiendo del seguidor. La longitud total del conductor desnudo es de 504,84m, siendo este de cobre de 70 mm2 Todas las partes metálicas de los elementos de corriente continua se unen a esta tierra de protección, como son la estructura metálica, marco de los paneles, envolventes de corriente continua del inversor, etc. Memoria de cálculo Página 154 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera La resistencia queda de la siguiente manera: Dicha resistencia es inferior a la exigida por el reglamento y también inferior a la recomendada por el fabricante de los seguidores solares (10Ω). 7.3 PUESTA A TIERRA DE CORRIENTE ALTERNA Según el Pliego de Condiciones Técnicas de Instalaciones Conectadas a Red, indica que todas las masas de la instalación fotovoltaica, tanto de la sección continua como la de alterna, estarán conectadas a una única tierra. Esta tierra será independiente de la del neutro de la empresa distribuidora, de acuerdo con el Reglamento de Baja Tensión. Por lo tanto, las carcasas de los inversores irán conectadas a la puesta a tierra de corriente continua. También irá unido a ese anillo las partes metálicas de la caseta de transformadores que no vayan unidas al exterior de la misma. Memoria de cálculo Página 155 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera 8 CÁLCULO DEL CENTRO DE TRANSFORMACIÓN 8.1 INTENSIDAD DE MT La intensidad primaria en un transformador trifásico viene dada por la expresión: donde: IP: Intensidad primaria (A) P: Potencia del transformador (kVA) UP: Tensión primaria (kV) En el caso que nos ocupa, la tensión primaria de alimentación es de 13,2 kV y la potencia del transformador es de 630 kVA. Por lo tanto, la intensidad primaria es: Memoria de cálculo Página 156 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad 8.2 Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera INTENSIDAD DE BT La intensidad secundaria en un transformador trifásico viene dada por la expresión: donde: Is: Intensidad secundaria (A) P: Potencia del transformador (kVA) Us: Tensión secundaria (kV) En el caso que nos ocupa, la tensión secundaria es de 420 V y 230 V en vacío y la potencia del transformador es de 630 kVA. Por lo tanto, las intensidades en los cuadros de BT serán: 8.3 CORTOCIRCUITOS Para el cálculo de las intensidades que origina un cortocircuito, se tendrá en cuenta la potencia de cortocircuito de la red de MT, valor especificado por la compañía eléctrica, que es de 365,8 MVA Memoria de cálculo Página 157 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Para el cálculo de la corriente de cortocircuito en la instalación, se utiliza la expresión: donde: ICCS: Corriente de cortocircuito (kA) SCC: Potencia de cortocircuito de la red (MVA) UP: Tensión de servicio (kV) Obteniendo el siguiente resultado: Para los cortocircuitos secundarios, se va a considerar que la potencia de cortocircuito disponible es la teórica de los transformadores de MT-BT, siendo por ello más conservadores que en las consideraciones reales. La corriente de cortocircuito del secundario de un transformador trifásico viene dada por la expresión: donde: Iccs: Corriente de cortocircuito (A) P: Potencia del transformador (kVA) Memoria de cálculo Página 158 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Us: Tensión secundaria (kV) Ecc: Tensión de cortocircuito del transformador (%) Teniendo en cuenta que el valor de ECC en nuestro transformador es del 4%, el valor de la corriente de cortocircuito en el lado de BT para el cuadro de 420 V es de: La intensidad de cortocircuito en el lado de BT en el cuadro de 230 V es de: 8.4 DIMENSIONADO DEL EMBARRADO Las celdas utilizadas han sido sometidas a ensayos para certificar los valores indicados en las placas de características, por lo que no sería necesario realizar cálculos teóricos ni hipótesis de comportamiento de celdas. 8.4.1 Comprobación por densidad de corriente La comprobación por densidad de corriente tiene por objeto verificar que el conductor indicado es capaz de conducir la corriente nominal máxima sin superar la densidad máxima posible para el material conductor. Las celdas están ensayadas para intensidad del bucle de 400 A. Memoria de cálculo Página 159 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera 8.4.2 Comprobación por solicitación electrodinámica La intensidad dinámica de cortocircuito se valora en aproximadamente la intensidad eficaz de cortocircuito, por lo que Icc(din) = 40 kA. 8.4.3 Comprobación por solicitación térmica La comprobación térmica tiene por objeto comprobar que no se producirá un calentamiento excesivo de la aparamenta por defecto de un cortocircuito. En este caso, la intensidad considerada es la eficaz de cortocircuito, cuyo valor es Icc(ter) = 16 kA 8.5 PROTECCIÓN CONTRA SOBRECARGAS Y CORTOCIRCUITOS Los transformadores están protegidos tanto en MT como en BT. En MT la protección la efectúan las celdas asociadas a esos transformadores, mientras que en BT la protección se incorpora en los cuadros de las líneas de salida. 8.5.1 Protección en MT La protección en MT de los transformadores se realiza utilizando una celda de interruptor automático, que proporciona todas las protecciones al transformador, bien sea por sobrecargas, faltas a tierra o cortocircuitos, gracias a la presencia de un relé de protección. En caso contrario, se utilizan únicamente como elemento de maniobra de la red. El interruptor automático posee capacidades de corte tanto para las corrientes nominales, como para los cortocircuitos antes calculados. Memoria de cálculo Página 160 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera 8.5.2 Protección en BT Las salidas de BT cuentan con fusibles en todas las salidas, con una intensidad nominal de 63A y de un poder de corte mínimo igual a la corriente de cortocircuito correspondiente. 8.6 DIMENSIONADO DE LOS PUENTES DE MT Los cables que se utilizan en esta instalación, descritos en la memoria deberán ser capaces de soportar los parámetros de la red. La intensidad nominal demandada por los transformadores es igual a 27,56 A que es inferior al valor máximo admisible por el cable. Este valor es de 150 A para un cable de sección 50 mm2 AL como indica el fabricante. 8.7 DIMESIONADO DE LA VENTILACIÓN La ventilación del centro de transformación se realizará mediante las rejas de entrada y salida de aire dispuestas para tal efecto. Estas rejas se construirán de modo que impidan el paso de pequeños animales, la entrada de agua de lluvia y los contactos accidentales con partes en tensión si se introdujeran elementos metálicos por las mismas. Las rejillas de ventilación del edificio están diseñadas y dispuestas sobre las paredes de manera que la circulación del aire ventile eficazmente la sala del transformador. El diseño se ha realizado cumpliendo los ensayos de Memoria de cálculo Página 161 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera calentamiento según la norma UNE-EN 62271-202:2007. Todas las rejillas de ventilación van provistas de una tela metálica mosquitero. Los cálculos llevados a cabo para obtener la superficie a disponer en la zona inferior del local se han realizado partiendo de la siguiente ecuación: siendo: Wcu, Wfe: Pérdidas en el Cobre y en el Hierro (kW) k: Coeficiente en función de la forma de la reja h: Distancia vertical entre rejillas de entrada y salida (m) ΔT: Incremento de temperatura del aire (ºC) Tras tomar para las variables anteriores los valores de Wcu + Wfe = 7,8 kW; k=0,6; h=2m e ΔT=15ºC, tendremos como resultado la siguiente área mínima total, Sr = 0,66 m2. En la zona superior se dispondrán rejillas de la misma superficie que las inferiores. Instalaremos 2 rejillas de dimensiones 1,20 x 0,60 m (una superior y otra inferior). Esto nos da una superficie total de 1.44 m2. Por lo que podemos concluir que el resultado cumple con las exigencias. Memoria de cálculo Página 162 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad 8.8 Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera DIMENSIONADO DEL POZO APAGAFUEGOS Se dispone de un foso de recogida de aceite de 600 l de capacidad cubierto de grava para la absorción del fluido, y para prevenir el vertido del mismo hacia el exterior y minimizar el daño en caso de fuego. 8.9 CÁLCULO DE LAS INSTALACIONES DE PUESTA A TIERRA El reglamento de alta tensión indica que para instalaciones de tercera categoría, y de intensidad de cortocircuito a tierra inferior o igual a 16kA, no será imprescindible realizar investigación previa de la resistividad del suelo, bastando el examen visual del terreno y pudiéndose estimar su resistividad, siendo necesario medirla para corrientes superiores. Según estimamos en apartados anteriores de este proyecto, se determina la resistividad media en 275 Ω·m. A efectos del nivel de aislamiento, el material y los equipos de BT instalados en el centro de transformación en los que su envolvente esté conectada a la instalación de tierra de protección, serán capaces de soportar por su propia naturaleza, o mediante aislamiento suplementario, tensiones de masa de hasta 10 kV a 50Hz durante 1 minuto y de 20 kV en onda tipo rayo. 8.9.1 Cálculo de la resistencia del sistema de tierra Los datos necesarios para el cálculo de la resistencia de puesta a tierra son: Tensión de servicio Ur = 13,2 kV Limitación de la intensidad a tierra Idm = 1000 A Memoria de cálculo Página 163 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Nivel de aislamiento de las instalaciones de BT VBT = 6 kV Resistividad de tierra Ro = 275 Ω·m Resistividad del hormigón Ro’ = 3000 Ω·m La resistencia máxima de la puesta a tierra de protección del edificio, y la intensidad del defecto salen de: Id · Rt ≤ VST donde: Id: Intensidad de defecto o falta a tierra (A) Rt: Resistencia total de puesta a tierra (Ω) VBT: Tensión de aislamiento en BT (V) Tomando en primera instancia, como intensidad de falta de tierra, el valor de limitación de la intensidad a tierra, Id = 1000 A. Por tanto, la resistencia total de puesta a tierra preliminar es de 6 Ω. Se selecciona el electrodo tipo (de entre los incluidos en las tablas, y de aplicación en este caso concreto, según las condiciones del sistema de tierras) que cumple el requisito de tener una Kr más cercana inferior o igual a la calculada para este caso y para este centro. Valor unitario de resistencia de puesta a tierra del electrodo: Kr Memoria de cálculo Rt Ro Página 164 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera donde: Rt : Resistencia total de puesta a tierra (Ω) Ro: Resistividad del terreno en (Ω·m) Kr: Coeficiente del electrodo - Centro de Transformación Para nuestro caso particular, y según los valores antes indicados: Kr <= 0,0218 La configuración de la tierra de protección del centro de transformación tiene las siguientes propiedades: Configuración seleccionada: 8/86 Geometría del sistema: Picas alineadas Distancia entre picas: 9m Profundidad del electrodo horizontal: 0,8 m Número de picas: 8 Longitud de las picas: 6m Parámetros característicos del electrodo: De la resistencia Kr = 0,021 De la tensión de paso Kp = 0,002 De la tensión de contacto Kc = 0 Memoria de cálculo Página 165 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera El valor real de la resistencia de puesta a tierra del edificio será: Rt K r Ro donde: Rt : Resistencia total de puesta a tierra (Ω) Ro: Resistividad del terreno en (Ω·m) Kr: Coeficiente del electrodo por lo que para el Centro de Transformación: R't = 5,78 Ohm y la intensidad de defecto real: I'd = 1000 A 8.9.2 Cálculo de las tensiones de paso en el interior de la instalación Adoptando las medidas de seguridad adicionales, no es preciso calcular las tensiones de paso y contacto en el interior en los edificios de maniobra interior, ya que éstas son prácticamente nulas. La tensión de defecto vendrá dada por: Vd Rt I d Memoria de cálculo Página 166 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera donde: R’t: Resistencia total de puesta a tierra (Ω) I’d: Intensidad de defecto (A) V’d: Tensión de defecto (V) por lo que en el Centro de Transformación: V'd = 5775 V La tensión de paso en el acceso será igual al valor de la tensión máxima de contacto siempre que se disponga de una malla equipotencial conectada al electrodo de tierra según la fórmula: Vc K c Ro I d donde: Kc: Coeficiente Ro: Resistividad del terreno en (Ω·m) I’d: Intensidad de defecto (A) V’c: Tensión de paso en el acceso (V) En este caso, al estar las picas alineadas frente a los accesos al Centro de Transformación paralelas a la fachada, la tensión de paso en el acceso va a ser prácticamente nula por lo que no la consideraremos. Memoria de cálculo Página 167 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera 8.9.3 Cálculo de las tensiones de paso en el exterior de la instalación Adoptando las medidas de seguridad adicionales, no es preciso calcular las tensiones de contacto en el exterior de la instalación, ya que éstas serán prácticamente nulas. Tensión de paso en el exterior: V p K p Ro I d donde: Kp: Coeficiente Ro: Resistividad del terreno en (Ω·m) I’d: Intensidad de defecto (A) V’p: Tensión de paso en el exterior (V) por lo que, para este caso: V'p = 550 V en el Centro de Transformación 8.9.4 Cálculo de las tensiones aplicadas Los valores admisibles son para una duración total de la falta igual a: t = 0,7 seg K = 72 Memoria de cálculo Página 168 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera n=1 Tensión de paso en el exterior: Vp 10 K 6 Ro 1 t n 1000 donde: K: Coeficiente t: Tiempo total de duración de la falta (s) n: Coeficiente Ro: Resistividad del terreno en (Ω·m) Vp: Tensión admisible de paso en el exterior (V) por lo que, para este caso Vp = 2725,71 V La tensión de paso en el acceso al edificio: V p ( acc ) 10 K 3 Ro 3 Ro 1 1000 tn donde: K: Coeficiente t: Tiempo total de duración de la falta (s) n: Coeficiente Memoria de cálculo Página 169 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Ro: Resistividad del terreno en (Ω·m) R’o: Resistividad del hormigón en (Ω·m) Vp: Tensión admisible de paso en el acceso (V) por lo que, para este caso Vp(acc) = 11134,29 V Comprobamos ahora que los valores calculados para el caso de este Centro de Transformación son inferiores a los valores admisibles: Tensión de paso en el exterior del centro: V'p = 550 V < Vp = 2725,71 V Tensión de paso en el acceso al centro: V'p(acc) = 0 V < Vp(acc) = 11134,29 V Tensión de defecto: V'd = 5775 V < Vbt = 6000 V Intensidad de defecto: Ia = 50 A < Id = 1000 A < Idm = 1000 A Memoria de cálculo Página 170 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera 8.9.5 Investigación de las tensiones transferibles al exterior Para garantizar que el sistema de tierras de protección no transfiera tensiones al sistema de tierra de servicio, evitando así que afecten a los usuarios, debe establecerse una separación entre los electrodos más próximos de ambos sistemas, siempre que la tensión de defecto supere los 1000V. En este caso es imprescindible mantener esta separación, al ser la tensión de defecto superior a los 1000 V indicados. La distancia mínima de separación entre los sistemas de tierras viene dada por la expresión: D Ro I d 2000 donde: Ro: Resistividad del terreno en (Ω·m) I’d: Intensidad de defecto (A) D: Distancia mínima de separación (m) Para este Centro de Transformación: D = 43,77 m Se conectará a este sistema de tierras de servicio el neutro del transformador, así como la tierra de los secundarios de los transformadores de tensión e intensidad de la celda de medida. Memoria de cálculo Página 171 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Las características del sistema de tierras de servicio son las siguientes: Identificación: 8/32 (según método UNESA) Geometría: Picas alineadas Número de picas: 3 Longitud entre picas: 2m Profundidad de las picas: 0,8 m Parámetros característicos del electrodo: Kr = 0,13 Kc = 0,017 El criterio de selección de la tierra de servicio es no ocasionar en el electrodo una tensión superior a 24 V cuando existe un defecto a tierra en una instalación de BT protegida contra contactos indirectos por un diferencial de 650 mA. Para ello la resistencia de puesta a tierra de servicio debe ser inferior a 37 Ohm. Rt(serv) = Kr · Ro = 0,13 · 275 = 35,75 < 37 Ω Para mantener los sistemas de puesta a tierra de protección y de servicio independientes, la puesta a tierra del neutro se realizará con cable aislado de 0,6/1 kV, protegido con tubo de PVC de grado de protección 7 como mínimo, contra daños mecánicos. 8.9.6 Corrección y ajuste del diseño inicial Según el proceso de justificación del electrodo de puesta a tierra seleccionado, no se considera necesaria la corrección del sistema proyectado. Memoria de cálculo Página 172 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad 9 Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera CÁLCULO DEL TRAMO SUBTERRÁNEO DE M.T. Como la línea de MT se va a enganchar a la red de Iberdrola, es condición que cumpla su normativa para poder realizarla. Esta normativa viene fijada en su proyecto tipo MT 2.31.01, la cual indica el tipo de cable a utilizar. Se utilizará cable HEPRZ1 (mezcla a base de etileno propileno de alto módulo). 9.1 INTENSIDAD MÁXIMA EN RÉGIMEN PERMANENTE El valor de cálculo de la intensidad máxima en régimen permanente para un sistema trifásico se obtiene de la siguiente relación: donde: I: Intensidad máxima permanente (A) S: Potencia aparente conectada a la red (kVA) U: Tensión de la línea (kV) La potencia máxima del centro de transformación que se conectará a la línea es de 630 kVA, que es lo que se prevé transportará la línea subterránea, lo que nos da una intensidad máxima de: Según puede observarse en la Tabla 12 de la ITC-LAT 06, una terna de cables unipolares de aluminio, con aislamiento HEPRZ1, instalada bajo tubo, a 1 Memoria de cálculo Página 173 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera metro de profundidad y a una temperatura ambiente del terreno a dicha profundidad de 25ºC, es suficiente con cable de 25 mm2. Consideraremos una temperatura del terreno media de 25ºC. Sin embargo la normativa de Iberdrola indica que ha de utilizarse cable de 150 mm2, 240 mm2 o 400 mm2. Con lo que cualquiera de los tres queda sobradamente dimensionado. 9.2 INTENSIDAD DE CORTOCIRCUITO ADMISIBLE El valor eficaz de la corriente de cortocircuito viene dado por la siguiente expresión: donde: Icc: Intensidad de cortocircuito (A) Scc: Potencia de cortocircuito de la red (kVA) Un: Tensión nominal de la línea (kV) Para cortocircuitos de duración no superior a 5 segundos, el tiempo, tcc, que tarda la intensidad en elevar la temperatura del conductor desde su temperatura inical, θi, hasta la temperatura límite admisible de corta duración, θcc, puede calcularse por la fórmula que representa la curva térmica de los conductores: Memoria de cálculo Página 174 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera donde tcc: Duración del cortocircuito admisible (s) K: Densidad de la corriente admisible para un cortocircuito de 1 segundo, para cable HERPZ1 de aluminio equivale a 89 S: Sección del conductor (mm2) Icc: Valor eficaz de la intensidad de cortocircuito (A) θi: Temperatura inicial del conductor (ºC) θs: Temperatura máxima admisible por el conductor en régimen permanente, para conductores HEPRZ1 es 105ºC θcc: Temperatura máxima admisible en cortocircuito, su valor es de 250ºC β: Es la inversa del coeficiente de variación de la resistividad con la temperatura a 0ºC. Para el aluminio β=228ºC. θa: Temperatura ambiente (ºC) La temperatura inicial del conductor se puede estimar como la que adquiere el conductor para el 100% de la intensidad prevista. Se aplica la siguiente fórmula: Para los cables indicados por Iberdrola, realizaremos una tabla para comprobar cuáles de ellos soportan la corriente de cortocircuito para faltas de 1 segundo, aplicando las fórmulas anteriores. Memoria de cálculo Página 175 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Sección Icable θi tcc mm2 150 240 400 A 255 320 415 ºC 25,934 25,593 25,353 s 1,218 3,125 8,695 Como se puede ver, todos los conductores superan la falta de cortocircuito de 1 segundo, con lo que nos decantaremos por el de sección de 150 mm2 por tratarse del más manejable de los tres y por razones económicas. 9.3 MÁXIMA CAIDA DE TENSIÓN ADMISIBLE La expresión de la caída de tensión trifásica para líneas cortas viene dada por la expresión: siendo: ΔU: Caída de tensión (V) I: Intensidad máxima permanente (A) L: Longitud de la línea (km) R: Resistencia a la temperatura máxima admisible (Ω/km) X: Reactancia en corriente alterna a 50 Hz (Ω/km) Cosφ: Factor de potencia de la línea Memoria de cálculo Página 176 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Del catálogo del fabricante del cable, obtenemos los valores de resistencia y reactancia para un cable unipolar de 150 mm2: Rca (90ºC) = 0.277 Ω/km Xca (50Hz) = 0.112 Ω/km La longitud de la línea es de 0,33 km. Según el proyecto tipo de Iberdrola se considerará un factor de potencia de 0,9 Con estos datos calculamos la caída de tensión. Este valor representa una caída de tensión sobre 13200 voltios, del 0,036 %, inferior al 5% admitido normalmente. 9.4 INTENSIDAD DE CORTOCIRCUITO ADMISIBLE EN PANTALLAS Según indica el proyecto tipo Iberdrola, las pantallas para una tensión de 12/20kV es de 16 mm2 con corona de alambre y contraespina de cobre. Según la ITC-LAT 06 el dimensionamiento mínimo de la pantalla será tal que permita el paso de una intensidad mínima de 1000 A durante 1 segundo. El fabricante indica en su tablas que las pantallas de 16 mm2 de sección con corona de alambre soporta una intensidad de 3.130 A durante 1 segundo, con lo que queda correctamente dimensionada la pantalla. Memoria de cálculo Página 177 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA INDUSTRIAL PLIEGO DE CONDICIONES GENERALES Pliego de condiciones generales Página 178 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera INDICE 1 INTRODUCCIÓN Pág. 180 2 CALIDAD DE LOS OPERARIOS Pág. 180 3 RECEPCIÓN DE MATERIALES Pág. 181 4 OBLIGACIONES DEL CONTRATISTA Pág. 182 5 PROYECTO Y DIRECCIÓN DE OBRA Pág. 184 6 PUESTA EN MARCHA Pág. 185 7 CONDICIONES GENERALES DE ÍNDOLE TÉCNICO 8 Pág. 185 CONDICIONES GENERALES DE ÍNDOLE FACULTATIVA, ECONÓMICO, ADMINISTRATIVO Y LEGAL Pliego de condiciones generales Pág. 186 Página 179 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad 1 Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera INTRODUCCION El presente documento viene a determinar las condiciones a las que deberá sujetarse el contratista para la ejecución de las obras e instalaciones descritas en el presente proyecto. También determinará la obligación del contratista de cumplir con las instrucciones que dicta el director de la obra para resolver las dificultades que se presenten durante la misma. 2 CALIDAD DE LOS OPERARIOS Para cada trabajo específico se dispondrá de mano de obra especializada, y en posesión de la preceptiva autorización o titulación emitida por el Organismo competente en el tema, debiendo ejecutar la instalación a satisfacción del director de obra. En cada caso, la calidad de la mano de obra estará de acuerdo con la dificultad del trabajo a realizar, pudiendo el director de la obra, si lo estima necesario, exigir la presentación de la cartilla profesional, y cuantas pruebas crea necesarias para acreditar el cumplimiento de esta condición. Pliego de condiciones generales Página 180 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad 3 Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera RECEPCIÓN DE MATERIALES Se procederá de la siguiente manera: a. Los materiales serán reconocidos y ensayados de la forma en que estime conveniente la dirección de obra, sin cuyo requisito no podrán utilizarse, corriendo los fastos a cargo del contratista. A pesar de este examen, la responsabilidad del contratista no cesará hasta que se reciba definitivamente la obra. b. Para comprobar los materiales, el contratista vendrá obligado a facilitar a la dirección de obra muestras de cada material, así como certificaciones de las casas suministradoras, caso de así solicitarlo el director de la obra. c. Caso en que los materiales no cumplan las condiciones exigidas, el contratista atenderá a lo que ordene por escrito el director de la obra, no pudiendo instalarse sin previa y concreta autorización del mismo. d. Los materiales no especificados, no podrán ser empleados en la obra sin haber sido recomendados por el director de la obra, que podrá rechazarlos si no reúnen, a su juicio, las condiciones exigidas, sin que el contratista tenga derecho a reclamación alguna. e. Facilidades para inspección. El contratista facilitará al director de la obra o a sus delegados, cualquier inspección de replanteo, pruebas de materiales, mano de obra, permitiéndole el acceso a cualquier parte de la obra o taller que produzca materiales o realice trabajos por la obra. Pliego de condiciones generales Página 181 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera f. Materiales. Todos los materiales serán prescritos en la memoria y planos del presente proyecto. En sus características y en su montaje y disposición se cumplirán las normas prescritas en la reglamentación vigente al respecto. 4 OBLIGACIONES DEL CONTRATISTA a. Gastos de pruebas. Serán por cuenta del contratista, los gastos ocasionados por las pruebas y ensayos que el técnico encargado de la obra haga de los materiales, máquinas o elementos diversos que integran la obra, en tanto se sujeten a la práctica corriente. b. Modo de abonar las obras incompletas. Cuando por escisión o causas fuera preciso, se aplicarán los precios del presupuesto general del proyecto, o en su caso el presupuesto previamente aceptado, sin que pueda pretenderse la valoración de cada unidad de obra en otra forma. c. En ninguno de estos casos tendrá derecho el contratista a reclamación alguna fundada en la insuficiencia de los precios señalados o en omisiones de cualquiera de los elementos que constituyen los referidos precios. d. Rescisión y traspaso del contrato. El contratista no podrá en ningún caso traspasar el contrato, ni dar los trabajos a destajistas sin la previa autorización del concesionario. Si el contratista falleciera o se declarara en suspensión de pagos o quiebra, el contratista no queda relevado de todo compromiso hacia los sucesores o herederos que seguirán siendo responsables hasta que terminen las garantías estipuladas por la parte de los trabajos que aquel hubiera ejecutado. Pliego de condiciones generales Página 182 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera e. Indemnización a los propietarios afectados. Será responsable el contratista de los daños que puedan producirse por negligencia o descuido a su personal. f. Accidentes de trabajo. El contratista será responsable como patrono, del cumplimiento de todas las disposiciones vigentes sobre accidentes de trabajo. g. Rescisión del contrato. Si el contrato no cumpliera alguna de las condiciones estipuladas a juicio del técnico director de la obra, cuyas órdenes deben ser atendidas por el contratista, el concesionario se reserva el derecho de rescindir el contrato que en base a estas especificaciones se suscribirá. Pliego de condiciones generales Página 183 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad 5 Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera PROYECTO Y DIRECCIÓN DE OBRA a. Todo lo mencionado en el pliego de condiciones o memoria, y omitido en los planos o viceversa, habrá de ser ejecutado como si estuviera en ambos documentos. En caso de contradicción entre memoria, planos o pliego de condiciones, prevalecerá lo escrito en este último. Las omisiones en planos y pliego de condiciones, descripciones erróneas de los detalles de la obra, que sean manifiestamente indispensables para llevar a cabo el espíritu e intención expuesto en los planos y pliego de condiciones, o que por uso y costumbre deban ser realizados, no exime al contratista de la obligación de ejecutar estos detalles, sino que, por el contrario deberán se ejecutados como si hubieran sido completa y correctamente especificados en los planos y pliego de condiciones. En todo caso el contratista deberá consultar con la dirección de obra. b. La dirección e inspección de las obras e instalaciones, corresponden al técnico director del proyecto. c. El director de la obra interpretará el proyecto y dará las órdenes apra su desarrollo, marcha y disposición de la obra, así como las modificaciones que estime oportunas. d. Las medidas que figuran en la memoria y planos, así como las mediciones que figuran en el presupuesto, se entenderán como aproximados, debiendo cumplir el adjudicatario lo que en este aspecto ordene el director de la obra. Pliego de condiciones generales Página 184 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad 6 Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera PUESTA EN MARCHA El contratista se obliga a realizar por su cuenta todas las gestiones y tramitaciones que sean precisos para la total puesta en funcionamiento de las instalaciones proyectadas de cara al Ayuntamiento y demás organismos competentes para cuyos trámites deberán ceñirse a las disposiciones vigentes. 7 CONDICIONES GENERALES DE ÍNDOLE TÉCNICO Todos los materiales, y en general todas las unidades que intervengan en la instalación objeto del presente proyecto, se adaptarán en su totalidad a lo que se especifica en el presupuesto. Cualquier modificación de éste deberá ser supervisada y aprobada por el técnico director de la instalación. El director de la obra se reserva el derecho a rechazar cualquier material, o unidad de obra, que sea inadmisible en una buena instalación. El contratista deberá presentar oportunamente muestras de la clase de materiales que se le solicite, para su aprobación. Los elementos especiales se harán según detalles constructivos firmados por el técnico director de la instalación y serán supervisados por el mismo antes de su ejecución. La recepción definitiva de la obra la hará el técnico director de la misma a requerimiento del propietario y mediante certificado oportuno. Pliego de condiciones generales Página 185 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad 8 Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera CONDICIONES GENERALES DE ÍNDOLE FACULTATIVA, ECONÓMICO, ADMINISTRATIVO Y LEGAL Los trabajos correspondientes que constituyen la ejecución del proyecto, son todos los que se describen en los diferentes documentos del mismo, con inclusión de materiales, mano de obra, medios auxiliares, y en general todo cuanto sea necesario para la total realización de las obras proyectadas. Estos trabajos comprenden: Todo cuanto sea preciso para realizar la instalación y que se indica en este pliego de condiciones y proyectos adjunto. Cuanto sea preciso para realizar las obras en cuestión, así como los medios auxiliares que sean necesarios. Cuanto sea preciso y exija la organización y marcha de las obras, y cuantas pruebas y ensayos de materiales sean necesarios. La dirección facultativa será la única que dictará las órdenes oportunas, tanto que la propiedad no rescinda oficialmente el contrato por el que fue nombrada. En el momento en que la obra sea adjudicada, deberá estipularse, entre el contratista y la propiedad, de acuerdo con el técnico director, el contrato en que quedan determinados el sistema del mismo, plazo de terminación, forma de pago de derechos, etc. Pliego de condiciones generales Página 186 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera El contratista deberá dar cuenta, personalmente o por escrito, al técnico director de obra, del comienzo de las obras con una semana de antelación como mínimo. Pliego de condiciones generales Página 187 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA INDUSTRIAL PLIEGO DE CONDICIONES. SEGURIDAD Y SALUD Pliego de condiciones. Seguridad y Salud Página 188 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera ÍNDICE Pág. 191 1 NORMATIVA LEGAL DE APLICACIÓN 1.1 DISPOSICIONES DE LAS NORMAS LEGALES Y REGLAMENTARIAS APLICABLES A LAS ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE LA OBRA 1.2 NORMAS LEGALESY CONDICIONES DE APLICABLES SEGURIDAD Pág. 191 A LAS DE LOS ELEMENTOS, MAQUINARIA, ÚTILES, HERRAMIENTA, EQUIPOS SISTEMAS PREVENTIVOS A UTILIZAR O APICAR EN LA OBRA Pág. 192 2 NORMATIVA LEGAL DE APLICACIÓN Pág. 196 2.1 EQUIPOS DE PROTECCIÓN INDIVIDUAL Pág. 196 2.2 PROTECCIONES COLECTIVAS Pág. 198 2.2.1 Señalización Pág. 198 PRESCRIPCIONES DE LOS MEDIOS AUXILIARES Pág. 201 2.3.1 Escaleras manuales en general Pág. 201 2.3.2 Escaleras de madera Pág. 202 2.3.3 Escaleras mecánicas Pág. 202 2.3.4 Escaleras de tijera Pág. 203 3 OBLIGACIONES DE LAS PARTES IMPLICADAS Pág. 204 3.1 PROMOTOR Pág. 204 3.2 DIRECCIÓN FACULTATIVA Pág. 204 3.3 COORDINADOR DE SEGURIDAD Y SALUD DURANTE 2.3 LA EJECUCIÓN Pág. 205 3.4 CONTRATISTAS Y SUBCONTRATISTAS Pág. 206 3.5 TRABAJADORES AUTÓNOMOS Pág. 209 4 ORGANIZACIÓN DE PREVENCIÓN EN LA OBRA Pág. 211 Pliego de condiciones. Seguridad y Salud Página 189 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad 4.1 Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera TRAMITACIÓN DEL ESTUDIO DE SEGURIDAD Y SALUD Pág. 211 4.2 ORGANIGRAMA SE SEGURIDAD EN OBRA Pág. 212 4.3 RESPONSABLES DE SEGURIDAD A PIE DE OBRA Pág. 212 4.4 ORGANIZACIÓN PREVENTIVA DE LA EMPRESA CONTRATADA Pág. 214 5 REUNIONES DE SEGURIDAD EN OBRA Pág. 215 5.1 COMITÉ DE SEGURIDAD Y SALUD EN OBRA Pág. 215 5.2 DELEGADOS DE PREVENCIÓN Pág. 216 5.3 SERVICIOS DE PREVENCIÓN Pág. 217 6 MEDIDAS DE EMERGENCIA ACTUACIÓN Y ANTE EN RIESGO CASO DE GRAVE O INMINENTE Pág. 219 6.1 PRIMEROS AUXILIOS Y ASISTENCIA SANITARIA Pág. 221 6.2 BOTIQUÍN Pág. 222 6.3 EXTINCIÓN DE INCENDIOS Pág. 222 7 COMUNICACIÓN DE ACCIDENTES E INCIDENTES Pág. 224 8 SERVICIOS HIGIÉNICOS Pág. 226 9 FORMACIÓN 10 E INFORMACIÓN A LOS TRABAJADORES Pág. 227 VIGILANCIA DE SALUD Pág. 229 Pliego de condiciones. Seguridad y Salud Página 190 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera 1 NORMATIVA LEGAL DE APLICACIÓN 1.1 DISPOSICIONES DE REGLAMENTARIAS LAS NORMAS LEGALES APLICABLES A Y LAS ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE LA OBRA Son de obligado cumplimiento las disposiciones contenidas en: Constitución española de 27 de diciembre de 1978. Real Decreto Legislativo 1/1995, de 24 de marzo, por el que se aprueba el texto refundido de la Ley del estatuto de los Trabajadores. Ley 31/1995, de 8 de noviembre, de Prevención de Riesgos Laborales. Real Decreto 39/1997, de 17 de enero, por el que se aprueba los Reglamentos de los Servicios de Prevención. Decreto 2065/1974, de 30 de mayo, por el que se aprueba el Texto Refundido de la Ley General de la Seguridad Social. Real Decreto 2001/1983, de 28 de julio, sobre regulación de la jornada de trabajo, jornadas especiales y descansos. Real Decreto 1627/1997, de 24 de octubre, por el que se establecen disposiciones mínimas de seguridad y salud en las obras de construcción. Pliego de condiciones. Seguridad y Salud Página 191 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Resolución de 4 de mayo de 1992, por la que se aprueba el Convenio Colectivo General del Sector de la Construcción. 1.2 NORMAS LEGALES Y APLICABLES A LAS CONDICIONES DE SEGURIDAD DE LOS ELEMENTOS, MAQUINARIA, ÚTILES, HERRAMIENTAS, EQUIPOS Y SISTEMAS PREVENTIVOS A UTILIZAR O APLICAR EN LA OBRA Son de obligado cumplimiento las disposiciones contenidas en: Capítulo VII sobre andamios de la Orden de 31 de enero de 1940, por la que se aprueba el Reglamento General de Seguridad e Higiene en el Trabajo. Real Decreto 485/1997, de 14 de abril, sobre disposiciones mínimas en materia de señalización de seguridad y salud en el trabajo. Real Decreto 487/1997, de 14 de abril, sobre disposiciones mínimas de seguridad y salud relativas a la manipulación manual de cargas que entrañe riesgos, en particular dorsolumbares, para los trabajadores. Real Decreto 488/1997, de 14 de abril, sobre disposiciones mínimas de seguridad y salud relativas al trabajo con equipos que incluyen pantallas de visualización. Real Decreto 664/1997, de 12 de mayo, sobre la protección de los trabajadores contra los riesgos relacionados con la exposición a agentes biológicos durante el trabajo. Pliego de condiciones. Seguridad y Salud Página 192 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Real Decreto 665/1997, de 12 de mayo, sobre la protección de los trabajadores contra los riesgos relacionados con la exposición a agentes cancerígenos durante el trabajo. Real Decreto 773/1997, de 30 de mayo, sobre disposiciones mínimas de seguridad y salud relativas a la utilización por los trabajadores de equipos de protección individual. Real Decreto 1407/1997, de 20 de noviembre, por el que se regulan las condiciones para la comercialización y libre circulación intracomunitaria de los equipos de protección individual. Real Decreto 1435/1992, de 27 de noviembre, por el que se dictan las disposiciones de aplicación de la Directiva del Consejo 89/392/CEE, relativa a la aproximación de las legislaciones de los Estados miembros sobre máquinas. Orden de 23 de mayo de 1997, por la que se aprueba el Reglamento de Aparatos Elevadores para Obras. Orden de 30 de junio de 1966, por la que se aprueba el Reglamento de Aparatos Elevadores, Ascensores y Montacargas. Real Decreto 2291/1995, de 8 de noviembre, por el que se aprueba el Reglamento de Aparatos de Elevación y Manutención. ITC-MIE-AEM 2: Instrucción Técnica Complementaria referente a grúas de torre desmontables para obras. Pliego de condiciones. Seguridad y Salud Página 193 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera ITC-MIE-AEM 4: Instrucción Técnica Complementaria sobre grúas móviles autopropulsadas usadas. Real Decreto 1942/1993, de 5 de noviembre, por el que se aprueba el Reglamento de Instalaciones de Protección contra Incendios. Real Decreto 473/1988, de 30 de marzo, por el que se dictan las disposiciones de aplicación de la Directiva del Consejo de las Comunidades Europeas 76/767/CEE sobre Aparatos a Presión. Real Decreto 614/2001, de 8 de junio, sobre disposiciones mínimas para la protección de la salud y seguridad de los trabajadores frente al riesgo eléctrico. Real Decreto 842/2002, de 2 de agosto, por el que se aprueba el Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión. Instrucciones Técnicas Complementarias. Resolución del 30 de abril de 1984 sobre las verificaciones de las instalaciones eléctricas antes de su puesta en marcha. Real Decreto 1244/1979, de 4 de abril, por el que se aprueba el Reglamento de Aparatos a Presión. ITC-MIE-AP 5: Extintores de incendio. ITC-MIE-AP 7: Botellas y botellones de gases comprimidos, licuados y disueltos a presión. Pliego de condiciones. Seguridad y Salud Página 194 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Real Decreto 379/2001, de 6 de abril, por el que se aprueba el Reglamento de Almacenamiento de Productos Químicos y sus Instrucciones Técnicas Complementarias. MIE-APQ-1: Almacenamiento de líquidos inflamables y combustibles. MIE-APQ-5: Almacenamiento y utilización de botellas y botellones de gases comprimidos, licuados y disueltos a presión. MIE-APQ-6: Almacenamiento de líquidos corrosivos. MIE-APQ-7: Almacenamiento de líquidos tóxicos. Real Decreto 1316/1989, de 27 de octubre, sobre protección de los trabajadores frente a la exposición al ruido durante el trabajo. UNE 58-101-80, “Aparatos pesados de elevación. Condiciones de resistencia y seguridad en las grúas de torre desmontables para obras”, parte I “Condiciones de diseño y fabricación”, parte II “Condiciones de instalación y utilización”, parte III “Documentación” y parte IV “Vida de la grúa”. Pliego de condiciones. Seguridad y Salud Página 195 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera 2 NORMATIVA LEGAL DE APLICACIÓN 2.1 EQUIPOS DE PROTECCIÓN INDIVIDUAL Los Equipos de Protección Individual, en adelante EPI’s, deberán utilizarse cuando los riesgos no se pueden evitar o no puedan limitarse suficientemente por medios técnicos de protección colectiva o mediante medidas, métodos o procedimientos de organización del trabajo. Los EPI que se utilicen en la obra deberán cumplir con la reglamentación que sobre comercialización (diseño y fabricación) les afecta, a fin de garantizar las exigencias técnicas que de los mismos se requieren. En este sentido, a los EPI les es de aplicación todo lo dispuesto en la legislación vigente: Real Decreto 1407/1992, de 20 de noviembre, por el que se regulan las condiciones para la comercialización y libre circulación intracomunitaria de los equipos de protección individual. Orden Ministerial de 16 de mayo de 1994, por la que se modifica el R.D. 1407/1992. Real Decreto 159/1995, de 3 de febrero, por el que se modifica el R.D. 1407/1992. Orden Ministerial de 20 de febrero de 1997, por la que se modifica el anexo del Real Decreto 1859/1995 en lo relativo a su diseño, fabricación y comercialización. Pliego de condiciones. Seguridad y Salud Página 196 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Con carácter general, a la hora de la elección, las características que deben reunir los EPI’s son: Adecuados a las condiciones existentes en el lugar de trabajo. Tener en cuenta las condiciones anatómicas y fisiológicas, así como el estado de salud del trabajador. Adecuarse al portador, tras los ajustes adecuados. Otros aspectos a tener en cuenta con respecto al uso de los equipos son los que a continuación se indican: Todos los equipos de protección individual tanto de uso personal como colectiva, tendrán fijado un periodo de vida útil, desechándose a su término. Cuando por las circunstancias del trabajo se produzca un deterioro más rápido de lo habitual en un determinado equipo o prenda, se repondrá independientemente de la duración prevista o fecha de entrega. Todo equipo o prenda de protección que haya sufrido un trato límite, es decir, el máximo para el que fue concebido será desechado y repuesto al momento. Aquellos equipos o prendas de protección que por su uso hayan adquirido más holguras o tolerancias superiores a las admitidas por el fabricante, serán repuestos inmediatamente. Pliego de condiciones. Seguridad y Salud Página 197 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera El uso de un equipo o una prenda de protección, nunca deberá representar un riesgo por sí mismo. Todo E.P.I. entregado a los trabajadores, cumplirá la normativa existente respecto a la homologación, por lo que llevarán estampados el marcado CE “indicativo de que el producto es conforme con las exigencias esenciales de salud y seguridad”. 2.2 PROTECCIONES COLECTIVAS 2.2.1 Señalización Sin perjuicio de lo dispuesto específicamente en otras normativas particulares, la señalización de seguridad y salud en el trabajo se utilizará siempre que el análisis de los riesgos existentes, de las situaciones de emergencia previsibles y de las medidas preventivas adoptadas, ponga de manifiesto la necesidad de: Llamar la atención de los trabajadores sobre la existencia de determinados riesgos, prohibiciones u obligaciones. Alertarlos tras una emergencia que requiera medidas urgentes de protección o evacuación. Facilitar a los trabajadores la localización e identificación de determinados medios o instalaciones de protección, evacuación, emergencia o primeros auxilios. Orientar o guiar a los trabajadores que realicen determinadas maniobras peligrosas. Pliego de condiciones. Seguridad y Salud Página 198 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera La señalización no deberá considerarse una medida sustitutoria de las medidas técnicas y organizativas de protección colectiva, ni de formación e información y se utilizará cuando mediante estas últimas no haya sido posible eliminar riesgos o reducirlos suficientemente. Por otro lado, la señalización deberá permanecer en tanto persista la situación que la motiva. Los medios y dispositivos de señalización deberán ser, según los casos, limpiados, mantenidos y verificados regularmente y reparados o sustituidos cuando sea necesario, de forma que conserven en todo momento sus cualidades intrínsecas y de funcionamiento. Las señalizaciones que necesiten de una fuente de energía dispondrán de alimentación de emergencia que garantice su funcionamiento en caso de interrupción de aquella, salvo que el riesgo desaparezca con el corte del suministro. Las señales se instalarán a una altura y en una posición apropiadas con relación al ángulo visual, teniendo en cuenta posibles obstáculos, en la proximidad inmediata del riesgo u objeto que deba señalizarse o, cuando se trate de un riesgo general en el acceso a la zona de riesgo. El lugar de emplazamiento de la señal deberá estar bien iluminado, ser accesible y visible. A fin de evitar la disminución de la eficacia de la señalización no se utilizarán demasiadas señales próximas entre sí. Se retirarán cuando deje de existir la situación que las justificaba. Existirán señales de advertencia, obligación, prohibición, contraincendios y salvamento-socorro. La forma, dimensión y colores de las distintas señales se atenderán a lo dispuesto específicamente en los anexos II y III del R.D. 485/1997, de 14 de abril, sobre disposiciones mínimas en materia de Pliego de condiciones. Seguridad y Salud Página 199 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera señalización de seguridad y salud en el trabajo; así como a las especificaciones contenidas en el Anexo VII del mismo Real Decreto. Como norma general la relación de señales en forma de panel que pueden ser de aplicación en la obra son: Señales de prohibición: Entrada prohibida a personas no autorizadas. Atención, peligro obras. Peligro, paso de cargas suspendidas. Prohibido maniobrar en la instalación eléctrica. Señales de obligación: Protección obligatoria de la cabeza. Protección obligatoria de los pies. Protección obligatoria de las manos. Protección individual obligatoria contra caídas. Vía obligatoria para peatones. Lucha contra incendios: Extintor. Dirección que debe seguirse. Pliego de condiciones. Seguridad y Salud Página 200 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Señales de salvamento-socorro: Primeros auxilios. Salida de socorro. Dirección que debe seguirse. Teléfono de salvamento y primeros auxilios. Además de las indicadas pueden existir otras señales de advertencia u obligación (caída a distinto nivel, protección de la vista, etc.) y ser necesaria su colocación debido a los riesgos que se presenten durante la realización de los trabajos. 2.3 PRESCRIPCIONES DE LOS MEDIOS AUXILIARES 2.3.1 Escaleras manuales en general No se admitirá el uso de escaleras de construcción improvisada. Los espacios entre peldaños deben ser iguales, con una distancia entre ellos de 20 a 30 cm., como máximo. Las escaleras estarán provistas de un dispositivo antideslizante en su pie, por ejemplo zapatas. No se aceptarán escaleras de mano empalmadas, a menos que utilicen un sistema especial y recomendable de extensión de la misma. Pliego de condiciones. Seguridad y Salud Página 201 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera 2.3.2 Escaleras de madera La madera empleada será llana, libre de nudos, roturas y defectos que puedan disminuir su seguridad. Los largueros serán de una sola pieza. Los peldaños estarán ensamblados a largueros, prohibiéndose las uniones simplemente efectuadas mediante clavos o amarre con cuerdas. Las escaleras de madera se protegerán de las inclemencias climatológicas mediante barnices transparentes que no oculten sus defectos, prohibiéndose expresamente pintarlas. 2.3.3 Escaleras metálicas Los largueros serán de una sola pieza. Se prohíben los empalmes improvisados o soldados. Sus elementos, tanto largueros como peldaños no tendrán defectos ni abolladuras. Pliego de condiciones. Seguridad y Salud Página 202 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera 2.3.4 Escaleras de tijera Independientemente del material que las constituye dispondrán en su articulación superior de topes de seguridad de apertura. Dispondrán además de cadenas o cables situados hacia la mitad de la longitud de los largueros que impidan su apertura accidental, usándose totalmente abierta. Pliego de condiciones. Seguridad y Salud Página 203 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera 3 OBLIGACIONES DE LAS PARTES IMPLICADAS 3.1 PROMOTOR El Promotor es cualquier persona física o jurídica por cuenta de la cual se realiza la obra. Cuando en la ejecución de la obra intervenga más de una empresa, o una empresa y trabajadores autónomos o diversos trabajadores autónomos, el promotor antes del inicio de los trabajos o tan pronto como se constate dicha circunstancia, designará un Coordinador en materia de Seguridad y Salud durante la ejecución de la obra. La designación de los coordinadores no eximirá al promotor de sus responsabilidades. 3.2 DIRECCIÓN FACULTATIVA Son el técnico o técnicos competentes designados por el Promotor encargados de la dirección y del control en la ejecución de la obra. Cuando no sea necesaria la designación de coordinador de seguridad y salud la dirección facultativa asumirá parte de las funciones a desempeñar por el coordinador, en concreto: Deberá aprobar el Plan de Seguridad y Salud, antes del comienzo de la obra. Adoptará las medidas necesarias para que sólo las personas autorizadas accedan a la obra. Pliego de condiciones. Seguridad y Salud Página 204 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Facilitará el Libro de incidencias, tenerlo en su poder y en caso de anotación, estará obligado a remitir, en el plazo de 24 horas, una copia a la Inspección de Trabajo y Seguridad Social de la provincia en la que se realiza la obra. 3.3 COORDINADOR DE SEGURIDAD Y SALUD DURANTE LA EJECUCIÓN El Coordinador en materia de Seguridad y Salud es el técnico competente integrado en la Dirección Facultativa, designado por el Promotor para llevar a cabo las tareas que se mencionan en el artículo 9 del R.D. 1627/1997. Durante la ejecución de la obra deberá desarrollar las siguientes funciones: Coordinar la aplicación de los principios generales de prevención y de seguridad. Al tomar las decisiones técnicas y de organización con el fin de planificar los distintos trabajos o fases de trabajo que vayan a desarrollarse simultánea o sucesivamente. Al estimar la duración requerida para la ejecución de estos distintos trabajos o fases de trabajo. Coordinar las actividades de la obra para garantizar que los Contratistas y en su caso, los Subcontratistas y los Trabajadores Autónomos apliquen de manera coherente y responsable los principios de la acción preventiva que se recogen en el artículo 15 de la Ley de Prevención de Pliego de condiciones. Seguridad y Salud Página 205 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Riesgos Laborales durante la ejecución de la obra y, en particular, en las tareas o actividades a que se refiere el artículo 10 del R.D. 1627/1997. Aprobar el Plan de Seguridad y Salud elaborado por el Contratista y, en su caso, las modificaciones introducidas en el mismo. Organizar la coordinación de actividades empresariales previstas en el artículo 24 de la Ley de Prevención de Riesgos Laborales. Coordinar las acciones y funciones de control de la aplicación correcta de los métodos de trabajo. Adoptar las medidas necesarias para que sólo las personas autorizadas puedan acceder a la obra. 3.4 CONTRATISTAS Y SUBCONTRATISTAS El Contratista es la persona física o jurídica que asume contractualmente ante el Promotor, con medios humanos y materiales propios y ajenos, el compromiso de ejecutar la totalidad o parte de las obras con sujeción al proyecto y al contrato. El Subcontratista es la persona física o jurídica que asume contractualmente ante el contratista, Empresario Principal, el compromiso de realizar determinadas partes o instalaciones de la obra, con sujeción al proyecto por el que se rige su ejecución. Cada Contratista en aplicación del Estudio de Seguridad y Salud o en caso del Estudio Básico, elaborará un Plan de Seguridad y Salud en el trabajo en el que Pliego de condiciones. Seguridad y Salud Página 206 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera se analicen, estudien, desarrollen y complementen las previsiones contenidas en el Estudio o Estudio Básico, en función de su propio sistema de ejecución de la obra. En dicho Plan se incluirán, en su caso, las propuestas de medidas alternativas de prevención que el contratista proponga con la correspondiente justificación técnica, que no podrá implicar disminución de los niveles de protección previstos en el Estudio o Estudio Básico. En el caso de Planes de Seguridad y Salud elaborados en aplicación del Estudio de Seguridad y Salud las propuestas de medidas alternativas de prevención incluirán la valoración económica de las mismas, que no podrá implicar la disminución del importe total, de acuerdo con el segundo párrafo del apartado 4 del artículo 5 del R.D. 1627/1997. El Plan de Seguridad y Salud deberá ser aprobado antes del inicio de la obra por el Coordinador en materia de seguridad y salud durante la ejecución de la obra. Cuando no sea necesaria la designación del Coordinador, las funciones que se le atribuyen en los párrafos anteriores serán asumidas por la dirección facultativa. El Plan de Seguridad y Salud podrá ser modificado por el Contratista en función del proceso de ejecución de la obra, de la evolución de los trabajos y de las posibles incidencias o modificaciones que puedan surgir a lo largo de la obra, pero siempre con la aprobación expresa de los párrafos anteriores. Pliego de condiciones. Seguridad y Salud Página 207 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Los Contratistas y Subcontratistas estarán obligados a: Aplicar los principios de la acción preventiva que se recogen en el artículo 15 de la Ley de Prevención de Riesgos Laborales, en particular al desarrollar las tareas o actividades indicadas en el artículo 10 del R.D. 1627/1997. Cumplir y hacer cumplir a su personal lo establecido en el ¨Plan de Seguridad y Salud al que se refiere el artículo 7 del R.D. 1627/1997. Cumplir la normativa en materia de prevención de riesgos laborales, teniendo en cuenta, en su caso, las obligaciones sobre coordinación de actividades empresariales previstas en el artículo 24 de la Ley de Prevención de Riesgos Laborales. Informar y proporcionar las instrucciones a los Trabajadores Autónomos sobre todas las medidas que se hayan de adoptar en lo que se refiere a su seguridad y salud en la obra. Atender las indicaciones y cumplir las instrucciones del Coordinador en materia de Seguridad y Salud durante la ejecución de la obra o en su caso, de la Dirección Facultativa. Los Contratistas y los Subcontratistas serán responsables de la ejecución correcta de las medidas preventivas fijadas en el Plan de Seguridad y Salud en lo relativo a las obligaciones que le correspondan a ellos directamente o, en su caso, a los Trabajadores Autónomos por ellos contratados. Pliego de condiciones. Seguridad y Salud Página 208 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Las responsabilidades de los Coordinadores, de la Dirección Facultativa y del Promotor no eximirán de sus responsabilidades a los Contratistas y a los Subcontratistas. 3.5 TRABAJADORES AUTÓNOMOS El Trabajador Autónomo es la persona física distinta del Contratista y del Subcontratista, que realiza de forma personal y directa una actividad profesional, sin sujeción a un contrato de trabajo, y que asume contractualmente ante el Promotor, el Contratista o el Subcontratista el compromiso de realizar determinadas partes o instalaciones de la obra. Estarán obligados a: Aplicar los principios de acción preventiva que se recogen en el artículo 15 de la Ley de Prevención de Riesgos Laborales, en particular al desarrollar las tareas o actividades indicadas en el artículo 10 del R.D. 1627/1997. Cumplir las disposiciones mínimas de seguridad y salud establecidas en el anexo IV del R.D. 1627/1997, durante la ejecución de la obra. Cumplir las obligaciones en materia de prevención de riesgos que establece para los trabajadores el artículo 29, apartados 1 y 2, de la Ley de Prevención de Riesgos Laborales. Ajustar su actuación en la obra conforme a los deberes de coordinación de actividades empresariales establecidos en el artículo 24 de la Ley de Prevención de Riesgos Laborales, participando en particular en cualquier medida de actuación coordinada que se hubiera establecido. Pliego de condiciones. Seguridad y Salud Página 209 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Utilizar equipos de trabajo que se ajusten a lo dispuesto en el R.D. 1215/1997, de 18 de julio, por el que se establecen las disposiciones mínimas de seguridad y salud para la utilización por los trabajadores de los equipos de trabajo. Elegir y utilizar equipos de protección individual en los términos previstos en el R.D. 773/1997, de 30 de mayo, sobre disposiciones mínimas de seguridad y salud para la utilización por los trabajadores de equipos de protección individual. Atender las indicaciones y cumplir las instrucciones del Coordinador en materia de seguridad y de salud durante la ejecución de la obra o, en su caso, de la Dirección Facultativa. Por otra parte, los Trabajadores Autónomos deberán cumplir lo establecido en el Plan de Seguridad y Salud aprobado. Pliego de condiciones. Seguridad y Salud Página 210 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera 4 ORGANIZACIÓN DE LA PREVENCIÓN EN LA OBRA 4.1 TRAMITACIÓN DEL ESTUDIO DE SEGURIDAD Y SALUD El presente estudio de seguridad y salud se facilitará a las empresas contratistas para que tal y como establece el art. 7 del R.D. 1627/97, elaboren el correspondiente plan de seguridad y salud para la obra, en el que se analicen, estudien, desarrollen y complementen las previsiones contenidas en el estudio o estudio básico, en función de su propio sistema de ejecución de la obra. En dicho plan se incluirán, en su caso, las propuestas de medidas alternativas de prevención que el contratista proponga, con la correspondiente justificación técnica, que no podrán implicar disminución de los niveles de protección previstos en el estudio o estudio básico. El plan de seguridad y salud deberá ser aprobado, antes del inicio de la obra, por el coordinador de seguridad y salud durante la ejecución de la obra. Pliego de condiciones. Seguridad y Salud Página 211 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad 4.2 Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera ORGANIGRAMA DE SEGURIDAD EN OBRA PROMOTOR COORDINADOR DE SEGURIDAD Y SALUD CONTRATISTA SUBCONTRATISTA 4.3 RESPONSABLES DE SEGURIDAD A PIE DE OBRA La organización de la seguridad en la obra es responsabilidad del Promotor, quien designará (cuando corresponda) al coordinador en materia de seguridad y salud en la fase de ejecución de obra, con las competencias y funciones descritas en el apartado de Obligaciones de las partes implicadas. Cada empresa contratista contará a pie de obra con un responsable de seguridad y salud, que corresponderá con una persona de acreditada competencia, siendo la encargada de organizar, dirigir y mantener el control y supervisión de los trabajos realizados por los empleados de su Empresa así como de los realizados por otras Empresas subcontratadas. Pliego de condiciones. Seguridad y Salud Página 212 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Como norma general tendrá asignadas las siguientes funciones: Organizar los trabajos dentro del ámbito de su competencia, para garantizar la realización de los mismos con las suficientes garantías de seguridad. Supervisar y controlar de forma continuada el cumplimiento de las normas de seguridad por parte de los trabajadores propios como de los trabajadores subcontratados. Permitir el acceso sólo de personal autorizado/cualificado a los lugares de especial peligrosidad, o a la realización de actividades de especial riesgo (trabajos en altura, eléctricos, etc.). Permitir la manipulación de maquinaria y vehículos sólo a aquél personal que posea los permisos necesarios y/o reglamentarios, y estén suficientemente formados y adiestrados. Permitir el uso de máquinas y máquinas-herramientas sólo al personal suficientemente formado y adiestrado en su uso. Controlar que las instalaciones provisionales de obra no presentan riesgos para los trabajadores. Procurar que la obra se encuentre en buen estado de orden y limpieza. Controlar el uso efectivo de los Equipos de Protección Individual (EPI’s) necesarios para los trabajos, igualmente se encargará de su suministro y reposición. Pliego de condiciones. Seguridad y Salud Página 213 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Supervisar la correcta ubicación y funcionamiento de las protecciones colectivas (barandillas de protección, redes, pasarelas, etc.), no permitiendo los trabajos si estas no existen o han sido anuladas. Controlar el buen estado y correcto funcionamiento de la maquinaria y medios auxiliares empleados. Supervisar que se cumple con las normas y procedimientos establecidos, especialmente con las cinco reglas de oro, para trabajos en instalaciones eléctricas. Informar puntualmente a su inmediato superior de los incumplimientos que se produzcan en materia de seguridad. Suspender la actividad en caso de riesgo grave e inminente para la seguridad de los trabajadores. Tener en su poder una lista con las direcciones y teléfonos de los centros sanitarios y de extinción de incendios más cercanos, por si fuese necesario en caso de accidente. 4.4 ORGANIZACIÓN PREVENTIVA DE LA EMPRESA CONTRATADA La modalidad de organización de los recursos para el desarrollo de las actividades preventivas en las distintas Empresas que desarrollen los trabajos deberá estar contemplada en lo expresado en el capítulo III del Real Decreto 39/1997 por el que se aprueba el Reglamento de los Servicios de Prevención. Pliego de condiciones. Seguridad y Salud Página 214 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad 5 Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera REUNIONES DE SEGURIDAD EN OBRA A lo largo de la ejecución del proyecto, se deben realizar reuniones de seguridad en obra, donde se traten todos aquellos aspectos que afecten a la seguridad de la misma, y especialmente se haga un seguimiento y control sobre los incumplimientos detectados. A estas reuniones podrán asistir además de las empresas contratistas, subcontratistas y trabajadores autónomos, el coordinador de seguridad y salud durante la ejecución de la obra (en el caso en que sea necesario su nombramiento), la dirección facultativa y el promotor o representante del mismo. 5.1 COMITÉ DE SEGURIDAD Y SALUD EN OBRA El Comité de Seguridad y Salud es el órgano paritario y colegiado de participación destinado a la consulta regular y periódica de las actuaciones de la empresa en materia de prevención de riesgos. Según la Ley de Prevención de Riesgos Laborales, se constituirá un Comité de Seguridad y Salud en todas las empresas o centros de trabajo que cuenten con 50 o más trabajadores. El Comité estará formado por los Delegados de Prevención, de una parte, y por el empresario y/o sus representantes en número igual al de los Delegados de Prevención, de la otra. En las reuniones del Comité de Seguridad y Salud participarán, con voz pero sin voto, los Delegados Sindicales y los representantes técnicos de la Pliego de condiciones. Seguridad y Salud Página 215 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera prevención en la empresa que no estén incluidos en la composición a la que se refiere el párrafo anterior. El Comité de Seguridad y Salud se reunirá trimestralmente y siempre que los solicite alguna de las representaciones en el mismo, adoptando sus propias normas de funcionamiento. Dicho esto, y dado que el número máximo de trabajadores en la obra es muy inferior a 50, no se hace necesaria la existencia de este órgano. 5.2 DELEGADOS DE PREVENCIÓN Los Delegados de Prevención son los representantes de los trabajadores con funciones específicas en materia de prevención de riesgos en el trabajo, reflejados en el artículo 36 de la Ley de Prevención de Riesgos Laborales (L.P.R.L.). El número de Delegados de Prevención en la Empresa viene determinado en el artículo 35 de la Ley de Prevención de Riesgos Laborales (L.P.R.L.), pudiendo ser: El Delegado de Personal cuando este exista (artículo 35.2 de la L.P.R.L.). Por elección por mayoría entre los trabajadores si en el centro de trabajo no hay representantes con antigüedad suficiente (adicional 4ª de la L.P.R.L.). Cualquier otro trabajador designado por los trabajadores o sus representantes según lo dispuestos en el convenio colectivo (artículo 35.4 de la L.P.R.L.). Pliego de condiciones. Seguridad y Salud Página 216 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad 5.3 Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera SERVICIOS DE PREVENCIÓN El Servicio de Prevención es el conjunto de medios humanos y materiales necesarios para realizar las actividades preventivas a fin de garantizar la adecuada protección de la seguridad y la salud de los trabajadores, asesorando y asistiendo para ello al empresario, a los trabajadores y a sus representantes y a los órganos de representación especializados. Para el ejercicio de sus funciones, el empresario deberá facilitar a dicho servicio el acceso a la información y documentación a que se refiere el apartado 3 del artículo 30 de la Ley de Prevención de Riesgos Laborales. Los servicios de Prevención deberán estar en condiciones de proporcionar a la empresa el asesoramiento y apoyo que precise en función de los tipos de riesgo en ella existentes y en lo referente a: El diseño, aplicación y coordinación de los planes y programas de actuación preventiva. La evaluación de los factores de riesgo que pueden afectar a la seguridad y la salud de los trabajadores en los términos previstos en el artículo 16 de esta Ley. La determinación de las prioridades en la adopción de las medidas preventivas adecuadas y la vigilancia de su eficacia. La información y formación de los trabajadores. La prestación de los primeros auxilios y planes de emergencia. Pliego de condiciones. Seguridad y Salud Página 217 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera La vigilancia de la salud de los trabajadores en relación con los riesgos derivados del trabajo. El Servicio de Prevención tendrá carácter interdisciplinario, debiendo sus medios ser apropiados para cumplir sus funciones. Para ello, la formación, especialidad, capacitación, dedicación y número de componentes de estos servicios, así como sus recursos técnicos deberán ser suficientes y adecuados a las actividades preventivas a desarrollar, en función de las siguientes circunstancias: Tamaño de la empresa. Tipos de riesgo a los que puedan encontrarse expuestos los trabajadores. Distribución de riesgos en la empresa. Pliego de condiciones. Seguridad y Salud Página 218 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad 6 Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera MEDIDAS DE ACTUACIÓN EN CASO DE EMERGENCIA Y ANTE RIESGO GRAVE E INMINENTE El riesgo grave e inminente, se trata de una situación especial, que la Ley define como: “… aquél que resulte probable racionalmente que se materialice en un futuro inmediato y pueda suponer un daño grave para la salud de los trabajadores”. En el caso de exposición a agentes susceptibles de causar daños graves a la salud de los trabajadores, se considerará que existe un riesgo grave e inminente cuando sea probable racionalmente que se materialice en un futuro inmediato una exposición a dichos agentes de la que puedan derivarse daños graves para la salud, aun cuando éstos no se manifiesten de forma inmediata”. Cuando los trabajadores estén o puedan estar expuestos a un Riesgo Grave e Inminente, el empresario está obligado a: Informar lo antes posible a todos los trabajadores afectados de la existencia de dicho Riesgo y de las medidas preventivas adoptadas o que, en su caso, deban adoptarse. Tomar medidas y dar instrucciones para que los trabajadores puedan interrumpir su actividad, y en caso necesario, abandonar de inmediato el lugar de trabajo. No se puede exigir a los trabajadores que reanuden su trabajo mientras no esté resuelto el problema. Disponer lo necesario para que un trabajador que, sin la posibilidad de ponerse en contacto con su superior jerárquico, entrara en conocimiento de una situación de Riesgo Grave e Inminente para él u otros, esté en Pliego de condiciones. Seguridad y Salud Página 219 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera condiciones (en función de sus conocimientos y medios técnicos disponibles de tomar las medidas necesarias para evitar las consecuencias de dicho peligro. En caso de Riesgo Grave e Inminente: Los trabajadores afectados tienen derecho a interrumpir su actividad e incluso a abandonar el lugar de trabajo, si lo estiman necesario. También informarán del Riesgo a su superior jerárquico y al Servicio de Prevención o equivalente. Si el empresario no toma o no permite tomar las medidas necesarias (ver más arriba) para garantizar la Seguridad y Salud de los trabajadores, los representantes de éstos podrán acordar, por mayoría de sus miembros (si la situación es lo bastante urgente, basta con la decisión mayoritaria de los Delegados de Prevención), la paralización de la actividad de los trabajadores afectados. La empresa y la autoridad laboral serán informadas inmediatamente de dicho acuerdo, y la segunda lo anulará o ratificará en un plazo de 24 horas. Los trabajadores o sus representantes no pueden sufrir perjuicio alguno derivado de la adopción de las medidas mencionadas, salvo que se demuestre que han obrado de mala fe o cometido negligencia grave. Una vez indicado esto, cualquier trabajador que observe en obra una situación que a su juicio pueda entrañar un riesgo grave e inminente para él o para sus compañeros, informará de ello a su inmediato superior (encargado, jefe de trabajos, jefe de obra, etc.), el que una vez evaluada la situación actuará conforme a lo indicado en los párrafos anteriores, adoptará medidas de seguridad oportunas e informará a su Pliego de condiciones. Seguridad y Salud Página 220 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera vez a su inmediato superior y a su servicio de prevención, con objeto de que adopten ellos también las medidas adecuadas. 6.1 PRIMEROS AUXILIOS Y ASISTENCIA SANITARIA Como medida general, cada grupo de trabajo o brigada contará con un botiquín de primeros auxilios completo, revisado mensualmente, que estará ubicado en un lugar accesible, próximo a los trabajos y conocido por todos los trabajadores, siendo el Jefe de Brigada (Encargado o Capataz) el responsable de revisar y reponer el material. En caso de producirse un accidente durante la realización de los trabajos, se procederá según la gravedad que presente el accidentado. Ante los accidentes de carácter leve, se atenderá a la persona afectada en el botiquín instalado a pie de obra, cuyo contenido se detalla más adelante. Si el accidente tiene visos de importancia (grave) se acudirá al Centro Asistencial de la mutua a la cual pertenece la Contrata o Subcontrata, (para lo cual deberán proporcionar la dirección del centro asistencial más cercano de la mutua a la que pertenezca), donde tras realizar un examen se decidirá su traslado o no a otros centro. Si el accidente es muy grave, se procederá de inmediato al traslado del accidentado al Hospital más cercano. Por todo lo anterior, cada grupo de trabajo deberá disponer de un teléfono móvil y un medio de transporte, que le permita la comunicación y el desplazamiento en caso de emergencia. Pliego de condiciones. Seguridad y Salud Página 221 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad 6.2 Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera BOTIQUÍN El contenido mínimo del botiquín será: desinfectantes y antisépticos autorizados, gasas estériles, algodón hidrófilo, venda, esparadrapo, apósitos adhesivos, tijeras, pinzas y guantes desechables. Junto al botiquín se dispondrá de un cartel en el que figuren de forma visible los números de teléfonos necesarios en caso de urgencias como los del hospital más próximo, centro asistencial más cercano, de la mutua de las distintas empresas intervinientes, servicio de ambulancias, bomberos, policía local,… 6.3 EXTINCIÓN DE INCENDIOS Este apartado tiene por objeto dar una serie de recomendaciones relativas a la actuación contra el fuego en el caso de que éste llegara a producirse. En primer lugar se intentará sofocar el conato de incendio y si se observara que no se puede dominar el incendio, se avisará de inmediato al Servicio Municipal de Bomberos. Para hacer funcionar los extintores portátiles se seguirán los siguientes pasos: 1. Sacar la anilla que hace de seguro. 2. Abrir la válvula de gas impulsor del botellín adosado (si es de presión incorporada no tiene este paso). 3. Apretar la pistola dirigiendo el chorro a la base de las llamas y barrer en abanico. Pliego de condiciones. Seguridad y Salud Página 222 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera La posición más ventajosa para atacar el fuego es colocarse de espaldas al viento en el exterior, o a la corriente en el interior de un local. Es elemental dirigir el chorro de salida hacia la base de las llamas, barriendo en zigzag y desde la parte más próxima hacia el interior del incendio. Si se utilizan sobre líquidos inflamables, no se debe aproximar mucho al fuego ya que se corre el peligro de que se proyecte el líquido al exterior. Hay que barrer desde lejos y acercarse poco a poco al fuego. Siempre que las actuaciones para atacar no se dificulten grandemente a consecuencia del humo, no deben abrirse puertas ni ventanas; provocarían un tiro que favorecería la expansión del incendio. Recordar que a falta de protección respiratoria, una protección improvisada es colocarse un pañuelo húmedo cubriendo la entrada de las vías respiratorias, procurando ir agachado a ras del suelo, pues el humo por su densidad tiende a ir hacia arriba. Si se inflaman las ropas, no correr, las llamas aumentarían. Revolcarse por el suelo y/o envolverse con una manta o abrigo. Si es otra persona a la que vemos en dicha situación, tratar de detenerlo de igual forma. Pliego de condiciones. Seguridad y Salud Página 223 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad 7 Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera COMUNICACIÓN DE ACCIDENTES E INCIDENTES El Empresario cumplimentará el parte de accidente de trabajo (según el modelo oficial) en aquellos accidentes de trabajo o recaídas que conlleven la ausencia del accidentado del lugar de trabajo de, al menos, un día, salvedad hecha del día en que ocurrió el accidente, previa baja médica. Dicho documento será remitido por la Empresa a la Mutua o Entidad Gestora o Colaboradora de la Seguridad Social, que tiene a su cargo la protección por accidente de trabajo, en el plazo máximo de 5 días hábiles, contados desde la fecha en que se produjo el accidente o desde la fecha de la baja médica. En aquellos accidentes ocurridos en el centro de trabajo o por desplazamiento en jornada de trabajo que provoquen el fallecimiento del trabajador, que sean considerados graves o muy graves, o que el accidente ocurrido en un centro de trabajo afecte a más de cuatro trabajadores, pertenezcan o no en su totalidad a la plantilla de la Empresa, ésta, además de cumplimentar el parte de accidente, comunicará éste hecho, en el plazo máximo de 24 horas, por telegrama u otro medio de comunicación análogo, a la Autoridad Laboral de la provincia donde haya ocurrido el accidente, debiendo constar en la comunicación la razón social, domicilio y teléfono de la Empresa, nombre del accidentado, dirección completa del lugar donde ocurrió el accidente así como una breve descripción del mismo. La relación de accidentes de trabajo ocurridos sin baja médica deber cumplimentarse mensualmente en aquellos accidentes de trabajo que no hayan causado baja médica. Pliego de condiciones. Seguridad y Salud Página 224 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Dicho documento será remitido por la Empresa, en los modelos oficiales, a la entidad gestora de accidentes de trabajo en los plazos que marca la legislación vigente. Finalmente, todo incidente o accidente ocurrido en la obra debe quedar registrado, debiendo notificarse en todos los casos al Coordinador de Seguridad y Salud, o la Dirección Facultativa cuando no fuera necesaria su designación, a la mayor brevedad posible. Todo accidente ocurrido en la obra debe ser investigado por la empresa a la que pertenezca el trabajador, elaborando el preceptivo informe de investigación de accidentes, que deberá ser archivado junto con el resto de documentación del accidente. Este informe estará a disposición del Coordinador de Seguridad y Salud, y de la Dirección Facultativa. Pliego de condiciones. Seguridad y Salud Página 225 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad 8 Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera SERVICIOS HIGIÉNICOS En aplicación de lo exigido a este respecto por la normativa aplicable, anexo IV parte A del R.D. 1627/97, sobre disposiciones mínimas de seguridad y salud en las obras de construcción se deberán destinar los servicios higiénicos (vestuarios, retretes y lavabos) necesarios para los trabajadores. En el caso en que se utilicen instalaciones provisionales (casetas o similar), se garantizará para todo el periodo que abarque la ejecución, mientras exista personal imputable a la misma. Las instalaciones se mantendrán en adecuadas condiciones de higiene y limpieza, quedando totalmente prohibido el almacenamiento de sustancias y material de obra en su interior, pues su uso no es el de almacén. Los suelos, paredes y techos serán lisos e impermeables, permitiendo la limpieza necesaria, debiendo encontrarse los vestuarios próximos a las salas de aseo. Además, en la obra, los trabajadores dispondrán de suficiente agua potable, la cual mantendrá en recipientes adecuados para su conservación e higiene y marcados con el nombre de su contenido. Pliego de condiciones. Seguridad y Salud Página 226 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad 9 Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera FORMACIÓN E INFORMACIÓN A LOS TRABAJADORES De conformidad con los artículos 18 y 19 de la Ley de Prevención de Riesgos Laborales, los contratistas y subcontratistas deberán garantizar que los trabajadores reciban una información adecuada de todas las medidas que hayan de adoptarse en lo que se refiere a su seguridad y su salud en la obra. La información deberá ser comprensible para los trabajadores afectados. Al ingresar en la obra se informará al personal de los riesgos específicos de los trabajos a los cuales van a ser asignados, así como las medidas de seguridad que deberán emplear personal y colectivamente. Se insistirá en la importancia del uso de los medios preventivos puestos a su disposición, enseñando su correcto uso y explicando las situaciones peligrosas a las que la negligencia o la ignorancia pueden llevar. Conforme al artículo 8 del R.D. 773/1997, de 30 de mayo, el empresario deberá informara a los trabajadores, previamente al uso de los equipos, de los riesgos contra los que les protegen, así como de las actividades u ocasiones en las que deben utilizarse. Así mismo, deberá proporcionarles instrucciones, preferentemente por escrito, sobre la forma correcta de utilizarlos y mantenerlos. El empresario garantizará la formación y organizará, en su caso, sesiones de entrenamiento, para la correcta utilización de los Equipos de Protección Individual, especialmente cuando se requieran la utilización simultánea de varios equipos que por su especial complejidad así lo haga necesaria. Pliego de condiciones. Seguridad y Salud Página 227 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Eligiendo al personal más cualificado, se impartirán cursillos de socorrismo y primeros auxilios, de forma que en cada obra se disponga de algún socorrista con todos los medios que precise. Por otra parte, conforme al artículo 5 del R.D. 1215/1997, de 18 de julio, por el que se establecen las disposiciones mínimas de seguridad y salud para la utilización por los trabajadores de los equipos de trabajo, los trabajadores y los representantes de los trabajadores deberán recibir una formación e información adecuadas sobre los riesgos derivados de la utilización de los equipos de trabajo, así como las medidas de prevención y protección que hayan de adoptarse. La información suministrada preferentemente por escrito, deberá contener, como mínimo, las indicaciones relativas a: Las condiciones y forma correcta de utilización de los equipos de trabajo, teniendo en cuenta las instrucciones del fabricante, así como las situaciones o formas de utilización anormales y peligrosas que puedan preverse. Las conclusiones que, en su caso, se puedan obtener de la experiencia adquirida en la utilización de los equipos de trabajo. Cualquier otra información de utilidad preventiva. Igualmente, se informará a los trabajadores sobre la necesidad de prestar atención a los riesgos derivados de los equipos de trabajo presentes en su entorno de trabajo inmediato, o de las modificaciones introducidas en los mismos, aun cuando no los utilicen correctamente. Pliego de condiciones. Seguridad y Salud Página 228 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad 10 Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera VIGILANCIA DE LA SALUD El empresario garantizará a los trabajadores a su servicio la vigilancia periódica de su estado de salud en función de los riesgos inherentes al trabajo. Las medidas de vigilancia y control de la salud de los trabajadores se llevarán a cabo respetando siempre el derecho a la intimidad y a la dignidad de la persona del trabajador y la confidencialidad de toda la información relacionada con su estado de salud. Atendiendo a esta obligación, todo trabajador que se incorpore a la obra, habrá pasado un reconocimiento médico que avale su aptitud médica para el desempeño de las actividades que vaya a realizar. Pliego de condiciones. Seguridad y Salud Página 229 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA INDUSTRIAL PRESUPUESTO Presupuesto Página 230 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera Artículo Unidad Cantidad Precio Unitario Precio total DISPOSITIVOS Módulo fotovoltaico EASTECH ESF 300-MA Ud 2016 259,80 523.756,80 Inversor INGECON SUN SMART 30 Ud 16 12.372,00 197.952,00 Seguidor Solar ADES V10-24 M_EXP Ud 16 60.000,00 960.000,00 Cable PRYSMIAN P-SUN SP m 2291,488 4,40 10.082,55 Cable PRYSMIAN EPROTENAX m 990 43,21 42.777,90 Cable PRYSMIAN VOLTALENE FLAMEX m 1561,60 32,24 50.345,98 Tubería corrugada ULTRA TP-1 160 mm m 4800 9,58 45.984,00 Cobre desnudo 1x70 mm2 m 550,00 7,89 4.339,50 Caja conexión DC Ud 16 1.590,00 25.440,00 Caja conexión AC Ud 4 1.665,00 6.660,00 Fusibles 12 A Ud 112 1,79 200,48 Fusibles 63 A Ud 16 10,57 169,12 Interruptor magnetotermigo tetrapolar 63 A Ud 16 125,92 2.014,72 Zanjas m3 900 0,26 234,00 Hormigón m3 280 51,50 14.420,00 CABLEADO Y CONEXIONES PROTECCIONES OBRA CIVIL CENTRO TRANSFORMACION Edificio PFU-5/20 Ud 1 11.825,00 11.825,00 Celdas Línea CGMCOSMOS-L Ud 2 6.212,50 12.425,00 Celda Seccionamiento CGMCOSMOS-S Ud 1 2.675,00 2.675,00 Celda Proteccion general CGMCOSMOS-V Ud 1 10.425,00 10.425,00 Celda Medida CGMCOSMOS-M Ud 1 6.150,00 6.150,00 Celda seccionamiento cliente CGMCOSMOS-L Ud 1 6.212,50 6.212,50 Puentes entre celdas Ud 1 950,00 950,00 Transformador aceite 24 kV Ud 1 13.812,00 13.812,00 Cuadros BT Ud 2 14.500,00 29.000,00 Puentes BT-transformador Ud 2 1.050,00 2.100,00 Equipo de medida Ud 1 3.432,00 3.432,00 PaT Ud 2 2.570,00 5.140,00 Tierras interiores MT y BT Ud 2 925,00 1.850,00 Equipo protecciom y control Ud 1 8.500,00 8.500,00 Protección transformador Ud 1 283,00 283,00 Iluminación interior Ud 1 600,00 600,00 Equipos de seguridad y maniobra Ud 1 450,00 450,00 Total Gastos generales 6% 120.012,39 Beneficio industrial 16 % 320.033,05 Total sin IVA IVA 21 % Total con IVA Presupuesto 2.000.206,55 2.440.251,99 512.452,92 2.952.704,91 Página 231 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA INDUSTRIAL PLANOS Planos Página 232 Josu Recarte Allué I.T.I. Electricidad Central Solar Fotovoltaica de 0,5 MW con conexión a red Proyecto final de carrera INDICE PLANO 1 – Plano de situación. PLANO 2 – Plano de emplazamiento. PLANO 3 – Plano del perfil longitudinal del terreno. PLANO 4 – Plano de conexión de paneles fotovoltaicos. PLANO 5 – Plano de conexión de seguidores. PLANO 6 – Plano esquema unifilar. PLANO 7 – Plano caseta del centro de transformación. Planos Página 233