MEMORIA TÉCNICA DE PROYECTO FOTOVOLTAICA 13.3 kWp Bombeo Solar La Paz, Jalisco Noviembre de 2022 Preparado por: Solar Eléctrica Av. Aguascalientes 903, Col. Vistas del Sol, CP. 20266, Aguascalientes, Ags. https://www.solarelectrica.com/ Contactos: Cristian Neftalí Díaz Vázquez Director de Ingeniería Tel: +52 449 107 9114 Email: [email protected] Eduardo Galindo Corona Gerente de Operaciones Tel: +52 449 552 6611 Email: [email protected] Tabla de contenido 1 - OBJETO DE LA MEMORIA..................................................................... Ошибка! Закладка не определена. 1.1 DEFINICIONES .................................................................................. Ошибка! Закладка не определена. 1.2 REGLAMENTOS Y DISPOSICIONES CONSIDERADAS .................. Ошибка! Закладка не определена. 2 – CARACTERÍSTICAS Y PARÁMETROS DE DISEÑO BÁSICOS .............................................................. 11 3 – Detalle de Proyecto y Memoria de Cálculo ................................................................................................ 22 3.1 - Ubicación de la instalación ................................................................... Ошибка! Закладка не определена. 3.2 - Características de la instalación ........................................................... Ошибка! Закладка не определена. 3.3 – Módulos Fotovoltaicos ............................................................................................................................ 22 3.4 – Inversor................................................................................................................................................... 22 3.5 – Diseño Eléctrico...................................................................................................................................... 24 3.6 – Cálculos ........................................................................................................................................ 18-19-20 1. # máximo de MFV admisible en una serie con base al Voltaje de Circuito Abierto ............................... 26 2. Corriente de corto circuito máxima en corriente directa y dimensionamiento de conductor .................. 27 3. Corriente de operación máxima en corriente alterna ............................................................................. 27 4. Cálculo de caída de tensión .................................................................................................................. 22 Anexos 1 – Ficha técnica módulo fotovoltaico 2 – Ficha técnica inversor 3 – Reporte Helioscope (Preliminar) Av. Aguascalientes No. 903, Col. Vistas del Sol, Aguascalientes, Ags., CP, 20266 T+52 (44) 91 07 91 14 www.solarelectrica.com T I. INTRODUCCIÓN 1.1 Objeto La presente memoria tiene por objeto justificar y describir las características del sistema fotovoltaico instalado, donde se pretende detallar las características de los componentes utilizados y los cálculos realizados para el dimensionamiento de estos con el fin de cumplir con las normas y leyes aplicables; asegurando así el correcto funcionamiento del sistema fotovoltaico. La memoria de cálculo describe el dimensionamiento del sistema fotovoltaico, la elección de los componentes principales a ser utilizados, al igual que el cálculo y detalle de los conductores, canalizaciones y protecciones de los circuitos de corriente directa y alterna. Al ser un sistema interconectado con Red de Distribución de Energía Eléctrica, se incluye la validación correspondiente del punto de interconexión. Se aclara que la instalación contemplada en el presente proyecto se encuentra clasificada con base la Ley de la Industria Eléctrica como una central de generación limpia distribuida y por lo tanto, la persona física o moral, dueña de dicha instalación tendrá la figura de Generador Exento ante el Mercado Eléctrico Mayorista y las autoridades correspondientes. 1.2 Ubicación de la Instalación. La planta solar fotovoltaica será instalada a nivel de suelo ubicado en: Dirección: Camino a la Noria SN La Paz Población: CP: Estado: 47550 Coordenadas: 21.832254, -101.764477 Jalisco 1.3 Descripción del sistema El centro de carga con el RPU 110150601011 cuenta con una carga instalada de 28 kW y un consumo anual Av. Aguascalientes No. 903, Col. Vistas del Sol, Aguascalientes, Ags., CP, 20266 T+52 (44) 91 07 91 14 www.solarelectrica.com T medido/estimado de 13,710 kWh. Por lo tanto, considerando una producción anual por kWp instalado de 16,863 kWh, a una radiación estimada de 5 kWh/m2/d y una eficiencia del 70% . La instalación solar fotovoltaica será interconectada al sistema eléctrico existente en el Tablero de distribución principal con un voltaje de 480V/277V ubicado en el cuarto eléctrico. El sistema solar fotovoltaico tendrá una capacidad de 13.2 kWp, utilizando 40 módulos fotovoltaicos policristalinos de 330W cada uno. Se utilizará 1 inversor de 15 kW, para transformar la energía en C.D. proveniente de los módulos fotovoltaicos y convertirla en C.A. con un voltaje de 480V/277V. II. DEFINICIONES Circuito Fotovoltaico de Corriente Directa: Los conductores, canalizaciones y protecciones entre los MFV y los inversores del Sistema Fotovoltaico que opera en corriente continua. Circuito Fotovoltaico de Corriente Alterna: Los conductores, canalizaciones y protecciones los inversores del Sistema Fotovoltaico y el punto de acoplamiento. Inversor: Unidad de generación de energía que convierte la corriente directa generada por los MFV a corriente alterna y al mismo tiempo transforma el voltaje. Módulo Fotovoltaico (MFV): Conjunto de unidades de dispositivos fotovoltaicos básicos que generan electricidad cuando son expuestos a la luz solar y que son diseñados para generar energía de corriente continua cuando es expuesta a la luz solar. Los cuales, están unidos mecánicamente, alambrados y diseñados para formar una unidad para instalarse a la intemperie. Punto de Acoplamiento Común: Es el punto en el cual se conecta el sistema fotovoltaico al sistema eléctrico del centro de carga. Punto de Interconexión: Es el punto en el cual se conecta el sistema eléctrico del centro de carga con la Red de Distribución de Energía Eléctrica. Red de Distribución de Energía Eléctrica: Es el sistema de distribución nacional operado por la Comisión Federal de Electricidad. Sistema Solar Fotovoltaico: El total de componentes y subsistemas que en conjunto convierte la radiación solar en energía eléctrica adecuada para la conexión al sistema eléctrico del centro de carga y que funciona en paralelo con la Red de Distribución de Energía Eléctrica. III. GENERALIDADES El diseño de la instalación eléctrica, así como la presente memoria de la instalación eléctrica para el Proyecto Fotovoltaico La Paz se mantendrá dentro de los lineamientos de la Norma Oficial Mexicana NOM-001-SEDE-2012. INTALACIONES ELECTRICAS UTILIZACION, y el PEC correspondiente, con el fin de cumplir los requerimientos mínimos para la seguridad de las instalaciones eléctricas, a continuación, se enlistan los de mayor relevancia: Av. Aguascalientes No. 903, Col. Vistas del Sol, Aguascalientes, Ags., CP, 20266 T+52 (44) 91 07 91 14 www.solarelectrica.com T IV. Artículo 310-15(b)(16) Ampacidades permisibles en conductores aislados para tensiones hasta 2000 Volts y 60°C a 90°C. No más de tres conductores portadores de corriente en una canalización, cable o directamente enterrados, basados a una temperatura ambiente de 30°C. Artículo 310-15(b)(17) Ampacidades permisibles en conductores aislados para tensiones hasta 2000 Volts al aire libre. Artículo 310-15(b)(17) Ampacidades permisibles en conductores aislados para tensiones hasta 2000 Volts al aire libre. Artículo 310-15(b)(3)(a) Factores de ajuste para más de tres conductores portadores de corriente en una canalización o cable. Artículo 310-15(b)(3)(c) Ajustes de temperatura para canalizaciones circulares expuestas a la luz solar en o por encima de azoteas. El desbalanceo general entre fases debe ser el menos posible, 3% para alimentadores, 5% para circuitos derivador y 1% para circuitos fotovoltaicos. Artículo 310-15(b)(3)(a). Factores de ajuste para más de tres conductores portadores de corriente en una canalización o cable. Artículo Tabla 310-15(b)(2)(a) Factores de Corrección basados en una temperatura ambiente 30 °C. Artículo 210-19. Conductores. Ampacidad y tamaños mínimos. Artículo 210.20 y Art. 215.3. Protección contra sobrecorriente, de circuitos derivados y Alimentadores. Artículo 250.66. Conductor del electrodo de puesta a tierra para sistemas de corriente alterna. Artículo 250.122. Tamaño mínimo de los conductores de puesta a tierra para canalizaciones y equipos. Artículo 250-166. Tamaño del conductor del electrodo de puesta a tierra de corriente continua. Artículo 110.26. Espacio de trabajo alrededor de equipo eléctrico (de 600 volts o menos). Artículo 690. Sistemas Solares Fotovoltaicos Tabla 9. Resistencia y reactancia en corriente alterna para los cables para 600 volts, 3 fases a 60 Hz y 75 °C. Tres conductores individuales en un tubo conduit. Tabla 8. Propiedades de los conductores. Tabla 5. Dimensiones de los conductores aislados y cables para artefactos. Tabla 4. Dimensiones y porcentaje disponible para los conductores del área del tubo conduit (basado en la Tabla 1, de este Capítulo). NORMAS Y REGLAMENTOS Las normas y estándares de diseño que marcan los lineamientos mínimos que debe cumplir el proyecto eléctrico son: 4.1 Nacionales Norma Oficial Mexicana NOM-001-SEDE-2012, Instalaciones Eléctricas (Utilización). Norma Oficial Mexicana NOM-025-STPS-2008, Condiciones de iluminación en los centros de trabajo. Av. Aguascalientes No. 903, Col. Vistas del Sol, Aguascalientes, Ags., CP, 20266 T+52 (44) 91 07 91 14 www.solarelectrica.com T Norma Oficial Mexicana NOM-007-ENER-2014, Eficiencia energética en sistemas de alumbrado en edificios no residenciales. Norma Mexicana NMX-J-098-ANCE-1999, Tensiones eléctricas normalizadas. Norma de Referencia de la Comisión Federal de Electricidad NRF-011-CFE-2004, Sistema de Tierra para Plantas y Subestaciones Eléctricas. Normas de Distribución subterránea C.F.E. Normas de Medición C.F.E. Norma Mexicana NMX-J-549-ANCE-2005, Sistema de protección contra tormentas eléctricas especificacionesmateriales y métodos de medición. Ley de Industria Eléctrica Manual de Interconexión de Centrales de Generación con Capacidad menor a 0.5 MW. Especificación para la Interconexión a la Red Eléctrica de media Tensión de Sistemas Fotovoltaicos con capacidad hasta 500 kW. Disposiciones administrativas de carácter general, los modelos de contrato, la metodología de cálculo de contraprestación y las especificaciones técnicas generales, aplicables a las centrales eléctricas de generación distribuida y generación limpia distribuida. 4.2 Internacionales V. Código Eléctrico Nacional - NEC. Estándar del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos IEEE-STD 80-2000, Guía de Seguridad para la Puesta a tierra de Subestaciones en corriente alterna. NFC 17-102 – Protección contra descargas atmosféricas. NOMENCLATURAS Y FORMULAS 5.1 Nomenclaturas W Carga (Watts) Voc Voltaje de circuito abierto Wp Potencia max Panel Fotovoltaico (Watt pico) Vmp Voltaje de máxima potencia Ah Capacidad Baterías (Ampere x hora) Vmax Voltaje de aislamiento Vcd Voltaje de corriente directa Imp Corriente de máxima potencia Vca Voltaje de corriente alterna Isc Corriente de corto circuito Wh Energía (Watt x hora) Pmax Potencia en punto máximo In Corriente Nominal (Amperes) HSP Horas solar pico Ic Corriente Corregida (Amperes) PFV Potencia fotovoltaica Corriente Demandada (Amperes) f.s. Factor por exposición solar Idem Av. Aguascalientes No. 903, Col. Vistas del Sol, Aguascalientes, Ags., CP, 20266 T+52 (44) 91 07 91 14 www.solarelectrica.com T Iint Corriente del Interruptor Vf Voltaje Fase-Neutro VL Voltaje Fase-Fase kV Voltaje en kilo Volts F.D Factor de Demanda F.P Factor de Potencia f.a Factor de agrupamiento f.t Factor de temperatura f.c Factor de Carga (1= no continua; 1.25= continua) S Sección del conductor en mm2 𝜂 Eficiencia del motor L Distancia (m) e% Caída de tensión kVA Carga en kilo Volt-Amperes kW Carga en kilowatts X Reactancia del conductor (Ohm/km) R Resistencia del conductor (Ohm/km) Z Impedancia del conductor (Ohm/km) 5.2 Fórmulas Para el dimensionamiento de equipos. 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 𝑟𝑒𝑞 + 𝑝𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠 𝐻𝑟𝑎 𝑆𝑜𝑙𝑎𝑟 Cálculo de la Potencia Fotovoltaica. Ecuación 1 Potencia corriente directa. Ecuación 2 𝑃 𝑥 𝑡 (𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎) 𝑉 (𝑇𝑒𝑛𝑠𝑖ó𝑛 𝐵𝑎𝑛𝑐𝑜 𝑑𝑒 𝐵𝑎𝑡) Cálculo de ampere-hora de batería. Ecuación 3 𝑃 𝑥 𝑡 (𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎) 𝑉 + 𝑝é𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠 Cálculo de ampere-hora requerida. Ecuación 4 𝑃𝐹𝑉 = 𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 = 𝑉𝑥𝐼 𝐴ℎ = 𝐴ℎ = Av. Aguascalientes No. 903, Col. Vistas del Sol, Aguascalientes, Ags., CP, 20266 T+52 (44) 91 07 91 14 www.solarelectrica.com T 𝐴ℎ 𝑟𝑒𝑞𝑢𝑒𝑟𝑖𝑑𝑜𝑠 𝐴ℎ 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑟í𝑎 Cálculo de Porcentaje de descarga de batería. Ecuación 5 𝐼𝑚𝑎𝑥 = 𝐼𝑠𝑐 𝑥 1.25 Cálculo de corriente máxima Ecuación 6 𝐼𝐷 = 𝐼𝑚𝑎𝑥 𝑥 1.25 Cálculo de Ampacidad del conductor Ecuación 7 Cálculo de corriente corregida Ecuación 8 Calculo voltaje perdido en conductor Ecuación 9 Calculo caída de tensión Ecuación 10 Cálculo de distancia máxima para caída de tensión Ecuación 11 Cálculo de corriente nominal del dispositivo de protección contra sobrecorriente (DPS) Ecuación 12 % 𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑠𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 = 𝐼𝑐𝑐 = 𝐼𝑠𝑐 𝑥 𝐹. 𝐴. 𝑥 𝐹. 𝑇. 𝑥𝐹. 𝑆. 𝑒𝑇 = 2 𝑥 𝑑𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑥 𝐼𝑀𝑃 𝑥𝑅𝑜ℎ𝑚𝑠 ⁄𝐾𝑚 1000𝑚 𝑒% = 𝑑𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 = 𝑒𝑇 𝑉𝑚𝑝 3 𝑥 𝑉𝑚𝑝𝑥5 𝐼𝑀𝑃 𝑥𝑅𝑜ℎ𝑚𝑠 ⁄𝐾𝑚 𝐼𝐷𝑃𝑆 = 𝐼𝑠𝑐 𝑥 1.25 𝑥 1.25 Cálculo de la Corriente Nominal para circuitos alimentadores y derivados de alumbrado y contactos. 𝑉𝐴 𝐼𝑛 = (𝑉𝑓 ) Sistema de 1 fase 2 hilos con VA Ecuación 13 𝐼𝑛 = 𝐼𝑛 = 𝐼𝑛 = 𝑉𝐴 (𝑉𝐿 ) 𝑉𝐴 (𝑉𝐿 ∗ √3) 𝑊 (𝑉𝑓 ∗ 𝐹. 𝑃. ) 𝑊 𝐼𝑛 = (𝑉𝐿 ∗ 𝐹. 𝑃. ) 𝑊 𝐼𝑛 = (𝑉𝐿 ∗ √3 ∗ 𝐹. 𝑃. ) Sistema 2 fases 3 hilos con VA Ecuación 14 Sistema 3 fases 4 hilos con VA Ecuación 15 Sistema de 1 fase 2 hilos con W Ecuación 16 Sistema 2 fases 3 hilos con W Ecuación 17 Sistema 3 fases 4 hilos con W Ecuación 18 Av. Aguascalientes No. 903, Col. Vistas del Sol, Aguascalientes, Ags., CP, 20266 T+52 (44) 91 07 91 14 www.solarelectrica.com T Las siguientes formulas se utilizan para el cálculo de la Corriente Corregida: 𝐼𝐶 = 𝐼𝑛 ∗ 𝑓. 𝑐. (𝑓. 𝑎 ∗ 𝑓. 𝑡) Circuitos derivados alumbrado o receptáculos Ecuación 19 𝐼𝐶 = 𝐼𝑑𝑒𝑚 (𝑓. 𝑎 ∗ 𝑓. 𝑡) Circuitos Alimentadores a tableros Ecuación 20 Circuitos derivados de motores Ecuación 21 𝐼𝐶 = 1.25 ∗ 𝐼𝑛 𝐼𝐶 = (1.25 ∗ 𝐼𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟 𝑚𝑎𝑠 𝑔𝑟𝑎𝑛𝑑𝑒) + ∑ 𝐼𝑛 𝑑𝑒𝑚𝑎𝑠 𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟𝑒𝑠 Alimentadores grupo de motores, incluyendo otras cargas Ecuación 22 Los factores de corrección por temperatura (f.t) son de acuerdo a lo indicado en el artículo 310-15 de la tabla 31015(b)(2)(a) para temperatura ambiente de 38°C de la NOM-001-SEDE-2012. Los factores de corrección por agrupamiento (f.a) son de acuerdo a lo indicado en el artículo 310-15 tabla 310-15(b)(3)(a) Factores de ajuste para más de tres conductores portadores de corriente en una canalización, de la NOM-001-SEDE2012. La ampacidad para el dimensionamiento de circuitos derivados con cargas continuas no debe ser menor del 125 por ciento de su corriente en operación normal, como lo establece el artículo 210, sección 210 19(a)(1) de la NOM-001SEDE-2012. Las siguientes fórmulas se utilizan para el cálculo del dispositivo de protección: Circuito derivado de contactos o alumbrado 𝐼𝑖𝑛𝑡 = 1.25 ∗ 𝐼𝑛 Circuito alimentador de tablero de contactos o 𝐼𝑖𝑛𝑡 = 1.25 ∗ 𝐼𝑛 alumbrado Motor no más del 250% de la corriente nominal 𝐼𝑖𝑛𝑡 = 2.5 ∗ 𝐼𝑛 𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟 Ecuación 23 Ecuación 24 Ecuación 25 Las siguientes fórmulas se utilizan para el cálculo de la caída de tensión en circuitos derivados y alimentadores: √3 ∗ 𝐼𝑛 ∗ 𝐿 ∗ 𝑧 ∗ 100 } 1000 ∗ 𝑉𝐿 Circuitos Trifásicos Ecuación 26 2 ∗ 𝐼𝑛 ∗ 𝐿 ∗ 𝑧 ∗ 100 𝑒% = { } 1000 ∗ 𝑉𝑓 Circuitos monofásicos Ecuación 27 2 ∗ 𝐼𝑛 ∗ 𝐿 ∗ 𝑧 ∗ 100 𝑒% = { } 1000 ∗ 𝑉𝐿 Circuitos bifásicos Ecuación 28 𝑒% = { Av. Aguascalientes No. 903, Col. Vistas del Sol, Aguascalientes, Ags., CP, 20266 T+52 (44) 91 07 91 14 www.solarelectrica.com T VI. DETALLES DE PROYECTO VII. CALCULOS Av. Aguascalientes No. 903, Col. Vistas del Sol, Aguascalientes, Ags., CP, 20266 T+52 (44) 91 07 91 14 www.solarelectrica.com T Solar Eléctrica Memoria Técnica Instalación Fotovoltaica del Proyecto SFV Bombeo Solar La Paz 13.2 kWp 2 – CARACTERÍSTICAS Y PARÁMETROS DE DISEÑO BÁSICOS A continuación, se indica las características y parámetros de diseño básicos para la selección y uso del material eléctrico a instalarse en el proyecto: 2.1-Canalizaciones Los circuitos del sistema fotovoltaico que se instalen en intemperie deberán con contar con las canalizaciones diseñadas y adecuadas para las condiciones a las que serán expuestas por lo que se utilizará Tubería Conduit Tipo SemiPesado (IMC) y/o charolas portacables cuando los conductores y parámetros eléctricos lo permitan. Los circuitos del sistema fotovoltaico que se instalen en interiores deberán con contar con las canalizaciones diseñadas y adecuadas para las condiciones a las que serán expuestas por lo que se utilizará Tubería Conduit Tipo Ligero (EMT) y/o charolas portacables cuando los conductores y parámetros eléctricos lo permitan. Los circuitos del sistema fotovoltaico que se instalen en áreas clasificadas deben contar con las canalizaciones diseñadas y adecuadas para las condiciones a las que serán expuestas por lo que se utilizará Tubería Conduit Tipo Pesado (RMC). Los circuitos del sistema fotovoltaico que se instalen enterrados deben contar con las canalizaciones diseñadas y adecuadas para las condiciones a las que serán expuestas por lo que se utilizará Tubería Conduit Tipo Pesado (RMC) y/o Tubo Conduit rígido de policloruro de vinilo Tipo PVC dependiendo de las características del centro de carga donde se realice la instalación. La instalación de dichas canalizaciones deberá contemplar lo mencionado en el artículo 344, 342, 358 y 392 de la NOM-001-SEDE-2012, donde se detalle de manera enunciativa pero no limitativa lo siguiente: Tubería Conduit Tipo Pesado (RMC), SemiPesado (IMC) y Ligero (EMT) Todos los soportes, pernos, abrazaderas, tornillos, etc. deben ser de material resistente a la corrosión o deben estar protegidos por un material resistente a la corrosión No se debe utilizar tubo conduit metálico pesado (RMC), semipesado (IMC) y ligero (EMT) con designación métrica menor a 16 (tamaño comercial de ½). No se debe utilizar tubo conduit metálico pesado (RMC) con designación métrica superior a 155 (tamaño comercial de 6). No se debe usar tubo conduit semipesado (IMC) y ligero (EMT) con designación métrica superior al 103 (tamaño comercial de 4). El tubo conduit metálico pesado (RMC) y semipesado (IMC) se debe sujetar y asegurar a una distancia no mayor de 90 centímetros de cada caja de salida, caja de empalmes, caja de dispositivos, gabinete u otra terminación de conduit. Se permitirá aumentar la distancia de sujeción a 1.50 metros si los miembros estructurales no permiten una sujeción fácil dentro de los 90 centímetros. Cuando los tubos conduit metálicos del tipo pesado o tubos conduit metálicos semipesado terminen en una envolvente o en caja de conexiones con un conector, pasacables y 11 Solar Eléctrica Memoria Técnica Instalación Fotovoltaica del Proyecto SFV Bombeo Solar La Paz 13.2 kWp contratuerca, se deben instalar dos contratuercas, una por dentro de la envolvente y otra por fuera. Los extremos del tubo conduit deben estar escariados o con acabado para eliminar los filos cortantes El tubo Conduit ligero (EMT) se debe sujetar y asegurar en su lugar por lo menos cada 3.00 metros. Además, cada tramo de tubo EMT entre los puntos de terminación se debe sujetar y asegurar a una distancia no mayor de 90 centímetros de cada caja de salida, caja de empalme, caja de dispositivo, gabinete u otra terminación de conduit. El tubo conduit metálico pesado (RMC) y tubo conduit semipesado (IMC) se debe soportar de acuerdo con la siguiente tabla: Tabla 344-30(b)(2).- Soportes para tubo conduit metálico pesado Tamaño del conduit Designación métrica Tamaño comercial ½-¾ 1 1¼ - 1½ 2 - 2½ 3 y mayor 16-21 27 35-41 53-63 78 y mayor Distancia máxima entre los soportes del tubo conduit metálico pesado Metros 3 3.7 4.3 4.9 6.1 El número de conductores en una tubería metálica conduit tipo pesado, semipesado y ligero no debe exceder el porcentaje de ocupación permitido especificado en las siguientes tablas del capítulo 10 de la NOM-001-SEDE-2012: Tabla 1.- Porcentaje de la sección transversal en tubo conduit y en tubería para los conductores Número de conductores Todos los tipos de conductores 1 53 2 31 Más de 2 40 Artículo 342 – Tubo conduit metálico semipesado (IMC) Dos Más de 2 conductores fr conductores fr = 31% = 40% Diámetro interno 100% del área total 60% del área total Un conductor fr = 53% mm mm2 mm2 mm2 mm2 mm2 Designación métrica Tamaño comercial 12 ⅜ –– –– –– –– –– –– 16 ½ 16.80 222 133 117 69 89 21 ¾ 21.90 377 226 200 117 151 12 Solar Eléctrica Memoria Técnica Instalación Fotovoltaica del Proyecto SFV Bombeo Solar La Paz 13.2 kWp 27 1 28.10 620 372 329 192 248 35 1¼ 36.80 1064 638 564 330 425 41 1½ 42.70 1432 859 759 444 573 53 2 54.60 2341 1405 1241 726 937 63 2½ 64.90 3308 1985 1753 1026 1323 78 3 80.70 5115 3069 2711 1586 2046 91 3½ 93.20 6822 4093 3616 2115 2729 103 4 105.40 8725 5235 4624 2705 3490 Artículo 344 –Tubo conduit metálico pesado (RMC) Designación métrica Tamaño comercial 12 16 21 27 35 41 53 63 78 91 103 129 155 ⅜ ½ ¾ 1 1¼ 1½ 2 2½ 3 3½ 4 5 6 Dos Más de 2 conductores fr conductores fr = 31% = 40% Diámetro interno 100% del área total 60% del área total Un conductor fr = 53% mm mm2 mm2 mm2 mm2 mm2 –– 16.10 21.20 27.00 35.40 41.20 52.90 63.20 78.50 90.70 102.90 128.90 154.80 –– 204 353 573 984 1333 2198 3137 4840 6461 8316 13050 18821 –– 122 212 344 591 800 1319 1882 2904 3877 4990 7830 11292 –– 108 187 303 522 707 1165 1663 2565 3424 4408 6916 9975 –– 63 109 177 305 413 681 972 1500 2003 2578 4045 5834 –– 81 141 229 394 533 879 1255 1936 2584 3326 5220 7528 Charolas Portacables No se deben utilizar sistemas de charolas portacables en los fosos de los ascensores o donde puedan estar sujetos a daños físicos y se utilizarán solo cuando las condiciones de supervisión y mantenimiento aseguren que el sistema de charolas portacables será atendido únicamente por personas calificadas. En las charolas portacables que contienen conductores con una tensión de más de 600 volts, debe haber señales permanentes y legibles de advertencia en las que se indique el siguiente texto: “PELIGRO – ALTA TENSION – MANTENGASE ALEJADO”, colocadas en un lugar fácilmente visible en las charolas portacables. El espaciamiento de las señales de advertencia no debe exceder 3.00 metros. 13 Solar Eléctrica Memoria Técnica Instalación Fotovoltaica del Proyecto SFV Bombeo Solar La Paz 13.2 kWp Cuando si instalen en charolas un cable de un conductor, este debe ser de tamaño 21.2 mm2 (4 AWG) o mayor y de un tipo aprobado y marcado en su superficie para uso en charolas portacables. Cuando el conductor sea usado como conductores de puesta a tierra del equipo deben ser aislados, recubiertos o desnudos, y deben ser de tamaño 21.2 mm2 (4 AWG) o de mayor tamaño El número de cables de un solo conductor permitidos en una sola charola portacables no debe exceder lo establecido en la siguiente tabla: Tabla 392-22(b)(1).- Area de ocupación permisible para cables de un solo conductor en charolas portacables de tipo escalera, fondo ventilado o malla ventilada para cables de 2000 volts o menos Area de ocupación máxima permisible para cables multiconductores Charolas portacables tipo escalera o fondo ventilado Ancho interior de la charola portacables Columna 1 Aplicable sólo por 392-22(b)(1)(b) Columna 2a Aplicable sólo por 392-22(b)(1)(c) Centímetros 5 10 15 20 22.5 30 40 45 50 60 75 90 mm2 1 400 2 800 4 200 5 600 6 100 8 400 11 200 12 600 14 000 16 800 21 000 25 200 mm2 1 400 - (28 Sd) 2 800 - (28 Sd) 4 200 - (28 Sd) 5 600 - (28 Sd) 6 100 - (28 Sd) 8 400 - (28 Sd) 11 200 - (28 Sd) 12 600 - (28 Sd) 14 000 - (28 Sd) 16 800 - (28 Sd) 21 000 - (28 Sd) 25 200 - (28 Sd) a Se deben calcular las áreas de ocupación máxima permisible de las columnas 2 . Por ejemplo, la ocupación máxima permisible, en milímetros cuadrados, para una charola portacables de 15 centímetros de ancho en la columna 2, debe ser 4200 menos (28 multiplicado por Sd). El término Sd de las columnas 2 es la suma de los diámetros, en milímetros, de todos los cables individuales de 507 mm2 y más mayores instalados en la misma charola con cables más pequeños. Consideraciones Adicionales Cuando se deban utilizar canalizaciones metálicas flexibles, estos no podrán ser mayores a 1.8 m. Para el cálculo de factor de ocupación, se deberán considerar la siguiente tabla del Capítulo 10 de la NOM-001-SEDE-2012 al momento de considerar las dimensiones de los conductores THW. Tabla 5.- Dimensiones de los conductores aislados y cables para artefactos 14 Solar Eléctrica Memoria Técnica Instalación Fotovoltaica del Proyecto SFV Bombeo Solar La Paz 13.2 kWp Tamaño 2 Conductores THW,THHW,THW2 Diámetro aproximado Area aproximada mm AWG o kcmil mm mm2 3.31 12 3.861 11.68 5.26 10 4.470 55.68 6.63 8 5.994 28.19 8.37 6 7.722 46.84 21.2 4 8.941 62.77 26.7 3 9.652 73.16 33.6 2 10.46 86.00 42.4 1 12.50 122.60 53.5 1/0 13.51 143.40 67.4 2/0 14.68 169.30 85.0 3/0 16.00 201.10 107 4/0 17.48 239.90 127 250 19.43 296.50 152 300 20.83 340.70 177 350 22.12 384.40 203 400 23.32 427.00 253 500 25.48 509.70 304 600 28.27 627.7 355 700 30.07 710.3 380 750 30.94 751.7 405 800 31.75 791.7 456 900 33.38 874.9 507 1000 34.85 953.8 633 1250 39.09 1200 760 1500 42.21 1400 887 1750 45.1 1598 1013 2000 47.80 1795 2.2-Conductores, Protecciones y Puesta a Tierra Consideraciones Generales Todos los conductores y sus protecciones por instalarse deben cumplir los artículos aplicables de la NOM-001-SEDE-2012, donde se detallan los siguientes requerimientos de manera enunciativa pero no limitativa: El calibre mínimo de los conductores a instalarse deberá ser el calibre 12 AWG. Los conductores que se instalen expuestos a luz solar deben estar aprobados, o aprobados y marcados como resistentes a la luz solar. Los demás conductores deberán ser tipo THW siempre que sea permitido y en su defecto deberán ser adecuados para las condiciones en las que se 15 Solar Eléctrica Memoria Técnica Instalación Fotovoltaica del Proyecto SFV Bombeo Solar La Paz 13.2 kWp instalen. Cuando las capacidades nominales o el ajuste de los dispositivos de protección contra sobrecorriente no correspondan con las capacidades nominales y con los valores de ajuste permitidos para esos conductores, se permite tomar los valores inmediatamente superiores. La temperatura de operación de los conductores, asociada con capacidad de conducción de corriente, no debe exceder la temperatura de operación de cualquier elemento del sistema que tenga una menor temperatura de operación, tales como conectores, otros conductores o dispositivos, por lo que los conductores con aislamiento para 600 V en circuitos de 100 A o menos se usarán para temperaturas de operación máxima de 60 °C, y en los circuitos mayores de 100 A se usarán para temperaturas de operación máxima de 75 °C, dando cumplimiento así a la sección 110-14 (c) de la NOM-001-SEDE-2012. Todo el cableado a instalarse deberá cumplir con el siguiente código de colores: Tabla 1. Código de colores de los conductores Conductor Fases Positivo Negativo Negativo Puesto a Tierra Neutro Tierra Física Los conductores de calibre 1/0 AWG o mayores podrán conectarse en paralelo, siempre y cuando, cumplan con los siguientes requisitos: 1. 2. 3. 4. 5. 6. Color del Aislamiento Cualquier color, excepto blanco, gris, verde o verde con franjas amarillas Rojo Negro Blanco Blanco o gris Verde, verde con franjas amarillas o desnudo Tengan la misma longitud Sean del mismo material conductor Sean del mismo calibre Tengan el mismo tipo de aislamiento Sean terminados en la misma forma La canalización tenga las mismas características físicas La ampacidad a considerar que soportan los conductores de diversos calibres se realizará con base a la siguiente tabla, resaltando que se tendrán que considerar o factores de ajuste mencionados en la presente memoria: Tabla 310-15(b)(16).- Ampacidades permisibles en conductores aislados para tensiones hasta 2000 volts y 60 °C a 90 °C. No más de tres conductores portadores de corriente en una canalización, cable o directamente enterrados, basados en una temperatura ambiente de 30 °C* 16 Solar Eléctrica Memoria Técnica Instalación Fotovoltaica del Proyecto SFV Bombeo Solar La Paz 13.2 kWp Tamaño Temperatura nominal del conductor [Véase la tabla 310-104(a)] o 60 °C designación 75 °C 90 °C 60 °C 75 °C 90 °C TIPOS TIPOS SA, SIS, RHH, RHW-2, USE-2, XHH, XHHW, XHHW-2, UF RHW, XHHW, USE ZW-2 TIPOS TBS, SA, SIS, FEP, FEPB, MI, RHH, TIPOS mm2 RHW, THHW, THHW-LS, THW, AWG o kcmil TIPOS TW, UF RHW-2, THHN, THHW, THHWLS, THW-2, THWN-2, THW-LS, USE-2, XHH, THWN, XHHW, XHHW, XHHWUSE, ZW 2, ZW-2 COBRE TIPOS ALUMINIO O ALUMINIO RECUBIERTO DE COBRE 0.824 18** — — 14 — — — 1.31 16** — — 18 — — — 2.08 14** 15 20 25 — — — 3.31 12** 20 25 30 — — — 5.26 ** 10 30 35 40 — — — 8.37 8 40 50 55 — — — 13.3 6 55 65 75 40 50 55 21.2 4 70 85 95 55 65 75 26.7 3 85 100 115 65 75 85 33.6 2 95 115 130 75 90 100 42.4 1 110 130 145 85 100 115 53.49 1/0 125 150 170 100 120 135 67.43 2/0 145 175 195 115 135 150 85.01 3/0 165 200 225 130 155 175 4/0 107.2 195 230 260 150 180 205 127 250 215 255 290 170 205 230 152 300 240 285 320 195 230 260 177 350 260 310 350 210 250 280 203 400 280 335 380 225 270 305 253 500 320 380 430 260 310 350 304 600 350 420 475 285 340 385 355 700 385 460 520 315 375 425 380 750 400 475 535 320 385 435 405 800 410 490 555 330 395 445 456 900 435 520 585 355 425 480 507 1000 455 545 615 375 445 500 633 1250 495 590 665 405 485 545 760 1500 525 625 705 435 520 585 887 1750 545 650 735 455 545 615 1013 2000 555 665 750 470 560 630 Con base en el artículo 210-19 de la NOM-001-SEDE-2012, la caída de tensión máxima aceptable desde el panel más lejano al inversor que se conecta como desde el inversor al punto de interconexión será de 5%. Para realizar los cálculos de caída de tensión, se utilizarán los datos 17 Solar Eléctrica Memoria Técnica Instalación Fotovoltaica del Proyecto SFV Bombeo Solar La Paz 13.2 kWp de las siguientes tablas obtenidas del Capítulo 10 de la NOM-001-SEDE-2012: Tabla 8.- Propiedades de los conductores Resistencia en corriente continua a 75 °C Conductores Tamaño (AWG o kcmil) Area mm2 Trenzado kcmil Total Cantidad Diámetro Diámetro de hilos mm mm 18 0.823 1620 1 18 0.823 1620 7 16 1.31 2580 1 16 1.31 2580 7 14 2.08 4110 1 14 2.08 4110 7 12 3.31 6530 1 12 3.31 6530 7 10 5.261 10380 1 10 5.261 10380 7 8 8.367 16510 1 8 8.367 16510 7 –– Cobre Aluminio Area No Cubierto Recubierto Aluminio mm2 Ω/km Ω/km Ω/km 1.02 0.823 25.5 26.5 — 1.16 1.06 26.1 27.7 — 1.29 1.31 16 16.7 — 1.46 1.68 16.4 17.3 — 1.63 2.08 10.1 10.4 — 1.85 2.68 10.3 10.7 — 2.05 3.31 6.34 6.57 — 2.32 4.25 6.5 6.73 — 2.588 5.26 3.984 4.148 — 2.95 6.76 4.07 4.226 — 3.264 8.37 2.506 2.579 — 1.23 3.71 10.76 2.551 2.653 — 0.39 –– 0.49 –– 0.62 –– 0.78 –– 0.98 –– 6 13.3 26240 7 1.56 4.67 17.09 1.608 1.671 2.652 4 21.15 41740 7 1.96 5.89 27.19 1.01 1.053 1.666 3 26.67 52620 7 2.2 6.6 34.28 0.802 0.833 1.32 2 33.62 66360 7 2.47 7.42 43.23 0.634 0.661 1.045 1 42.41 83690 19 1.69 8.43 55.8 0.505 0.524 0.829 1/0 53.49 105600 19 1.89 9.45 70.41 0.399 0.415 0.66 2/0 67.43 133100 19 2.13 10.62 88.74 0.317 0.329 0.523 85.01 167800 19 2.39 11.94 111.9 0.2512 0.261 0.413 211600 19 2.68 13.41 141.1 0.1996 0.205 0.328 3/0 4/0 107.2 250 127 –– 37 2.09 14.61 168 0.1687 0.1753 0.2778 300 152 –– 37 2.29 16 201 0.1409 0.1463 0.2318 350 177 –– 37 2.47 17.3 235 0.1205 0.1252 0.1984 400 203 –– 37 2.64 18.49 268 0.1053 0.1084 0.1737 500 253 –– 37 2.95 20.65 336 0.0845 0.0869 0.1391 600 304 –– 61 2.52 22.68 404 0.0704 0.0732 0.1159 700 355 –– 61 2.72 24.49 471 0.0603 0.0622 0.0994 750 380 –– 61 2.82 25.35 505 0.0563 0.0579 0.0927 800 405 –– 61 2.91 26.16 538 0.0528 0.0544 0.0868 900 456 –– 61 3.09 27.79 606 0.047 0.0481 0.077 1000 507 –– 61 3.25 29.26 673 0.0423 0.0434 0.0695 1250 633 –– 91 2.98 32.74 842 0.0338 0.0347 0.0554 1500 760 –– 91 3.26 35.86 1011 0.02814 0.02814 0.0464 1750 887 –– 127 2.98 38.76 1180 0.0241 0.0241 0.0397 2000 1013 –– 127 3.19 41.45 1349 0.02109 0.02109 0.0348 Tabla 9.- Resistencia y reactancia en corriente alterna para los cables para 600 volts, 3 fases a 60 Hz y 75 °C. Tres conductores individuales en un tubo conduit. 18 Solar Eléctrica Memoria Técnica Instalación Fotovoltaica del Proyecto SFV Bombeo Solar La Paz 13.2 kWp Ohms al neutro por kilómetro Area mm2 XL Resistencia en Resistencia en corriente (Reactancia)pa corriente alterna para alterna para ra todos Tama conductores de cobre conductores de ño los sin recubrimiento aluminio (AWG conductores o Condui kcmil) Condui Condui t de Cond Cond Cond Cond Conduit t de t de PVC o uit de uit de uit de uit de de Alumin Alumin Acero PVC Acero Alumin acero PVC io io io 10.2 6.6 3.9 2.56 1.61 1.02 0.82 0.66 0.52 0.39 0.33 –– –– –– –– 2.66 1.67 1.31 1.05 0.82 0.66 0.52 –– –– –– –– 2.66 1.67 1.35 1.05 0.85 0.69 0.52 –– –– –– –– 2.66 1.67 1.31 1.05 0.82 0.66 0.52 0.269 0.259 0.43 0.43 0.43 0.203 0.220 0.207 0.33 0.36 0.33 2.08 3.31 5.26 8.36 13.30 21.15 26.67 33.62 42.41 53.49 67.43 14 12 10 8 6 4 3 2 1 1/0 2/0 0.190 0.177 0.164 0.171 0.167 0.157 0.154 0.148 0.151 0.144 0.141 0.240 0.223 0.207 0.213 0.210 0.197 0.194 0.187 0.187 0.180 0.177 10.2 6.6 3.9 2.56 1.61 1.02 0.82 0.62 0.49 0.39 0.33 85.01 3/0 0.138 0.171 0.253 4/0 0.135 0.167 107.2 10.2 6.6 3.9 2.56 1.61 1.02 0.82 0.66 0.52 0.43 0.33 127 250 0.135 0.171 0.171 0.187 0.177 0.279 0.295 0.282 152 300 0.135 0.167 0.144 0.161 0.148 0.233 0.249 0.236 177 350 0.131 0.164 0.125 0.141 0.128 0.200 0.217 0.207 203 400 0.131 0.161 0.108 0.125 0.115 0.177 0.194 0.180 253 500 0.128 0.157 0.089 0.105 0.095 0.141 0.157 0.148 304 600 0.128 0.157 0.075 0.092 0.082 0.118 0.135 0.125 380 750 0.125 0.157 0.062 0.079 0.069 0.095 0.112 0.102 507 1000 0.121 0.151 0.049 0.062 0.059 0.075 0.089 0.082 Z eficaz a FP = 0.85 para conductores de cobre sin recubrimiento Z eficaz a FP = 0.85 para conductores de aluminio Con Condui Condui Cond Cond Cond duit t de t de uit de uit de uit de de Alumin Alumin Acero PVC Acero PVC io io 8.9 5.6 3.6 2.26 1.44 0.95 0.75 0.62 0.52 0.43 0.36 0.28 9 0.24 3 0.21 7 0.19 4 0.17 4 0.16 1 0.14 1 0.13 1 0.11 8 0.10 5 8.9 5.6 3.6 2.26 1.48 0.95 0.79 0.62 0.52 0.43 0.36 8.9 5.6 3.6 2.30 1.48 0.98 0.79 0.66 0.52 0.43 0.36 –– –– –– –– 2.33 1.51 1.21 0.98 0.79 0.62 0.52 –– –– –– –– 2.36 1.51 1.21 0.98 0.79 0.66 0.52 –– –– –– –– 2.36 1.51 1.21 0.98 0.82 0.66 0.52 0.302 0.308 0.43 0.43 0.46 0.256 0.262 0.36 0.36 0.36 0.230 0.240 0.308 0.322 0.33 0.207 0.213 0.269 0.282 0.289 0.190 0.197 0.240 0.253 0.262 0.174 0.184 0.217 0.233 0.240 0.157 0.164 0.187 0.200 0.210 0.144 0.154 0.167 0.180 0.190 0.131 0.141 0.148 0.161 0.171 0.118 0.131 0.128 0.138 0.151 Factores de Ajuste Al momento de calcular el calibre de conductores, protecciones y canalizaciones, se tomarán en cuenta los siguientes factores de ajuste aplicables por la naturaleza del proyecto: Dado que el sistema fotovoltaico se considera una “carga continua” como se menciona en el artículo 705-60 de la NOM-001-SEDE-2012, la capacidad nominal del dispositivo de sobre corriente y la ampacidad del conductor no debe ser menor al 125 por ciento a la corriente generada en condiciones nominales. La ficha técnica de los inversores declara que el Factor de Potencia del sistema fotovoltaico tiene a 1 cuando está en su máxima potencia. Sin embargo, con el fin de contemplar posibles afectaciones en el centro de carga que puedan generar impacto en la calidad de la energía del circuito de corriente alterna del sistema fotovoltaico a través del punto de acoplamiento, se considera un Factor de Potencia de 0.90. 19 Solar Eléctrica Memoria Técnica Instalación Fotovoltaica del Proyecto SFV Bombeo Solar La Paz 13.2 kWp Cuando se utilicen canalizaciones conduit metálicas en las azoteas expuestas a la luz solar directa, los valores que se indican en la Tabla 310-15(b)(3)(c) del artículo 310 se deben agregar a la temperatura exterior para determinar la temperatura ambiente correspondiente para la aplicación de los factores de corrección de las Tablas 310-15(b)(2)(a) ó 310-15(b)(2)(b). Tabla 310-15(b)(3)(c).- Ajustes a la temperatura ambiente para canalizaciones circulares expuestas a la luz solar en o por encima de azoteas Distancia por encima del techo hasta la base del tubo conduit milímetros Sumador de temperatura ºC De 0 hasta 13 33 Más de 13 hasta 90 22 Más de 90 hasta 300 17 Más de 300 hasta 900 14 Se aplicarán los factores de ajuste de la Tabla 310-15(b)(2)(a) del artículo 310 cuando la temperatura media registrada por la CONAGUA en la ubicación del proyecto sea diferente a 30°C. Tabla 310-15(b)(2)(a). - Factores de Corrección basados en una temperatura ambiente de 30 °C. Para temperaturas ambiente distintas de 30 °C, multiplique las anteriores ampacidades permisibles por el factor correspondiente de los que se indican a continuación: Rango de temperatura del conductor Temperatura ambiente (°C) 60 °C 75 °C 90 °C 10 o menos 1.29 1.20 1.15 11-15 1.22 1.15 1.12 16-20 1.15 1.11 1.08 21-25 1.08 1.05 1.04 26-30 1.00 1.00 1.00 31-35 0.91 0.94 0.96 36-40 0.82 0.88 0.91 41-45 0.71 0.82 0.87 46-50 0.58 0.75 0.82 51-55 0.41 0.67 0.76 56-60 - 0.58 0.71 61-65 - 0.47 0.65 66-70 - 0.33 0.58 91-75 - - 0.50 76-80 - - 0.41 81-85 - - 0.29 Cuando el número de conductores portadores de corriente en una canalización o cable es 20 Solar Eléctrica Memoria Técnica Instalación Fotovoltaica del Proyecto SFV Bombeo Solar La Paz 13.2 kWp mayor de tres, la ampacidad permisible de cada conductor se debe reducir como se ilustra en la Tabla 310-15(b)(3)(a). Tabla 310-15(b)(3)(a).- Factores de ajuste para más de tres conductores portadores de corriente en una canalización o cable Número de conductores¹ Porcentaje de los valores en las tablas 310-15(b)(16) a 31015(b)(19), ajustadas para temperatura ambiente, si es necesario. 4-6 80 7-9 70 10-20 50 21-30 45 31-40 40 41 y más 35 Cuando los conductores a puesta tierra del arreglo fotovoltaico no se encuentren protegidos contra daño físico, estos no podrán ser de un tamaño inferior a 13.3 mm2 (6 AWG). Si se encuentran protegidos, entonces se deberán dimensionar de la misma manera que la puesta a tierra para del circuito fotovoltaico de corriente alterna; utilizando como referencia la Tabla 250-122. Se resalta que el conductor de puesta a tierra del circuito fotovoltaico de corriente alterna no puede ser de menor calibre que el circuito fotovoltaico de corriente directa. Tabla 250-122.- Tamaño mínimo de los conductores de puesta a tierra para canalizaciones y equipos Capacidad o ajuste del dispositivo automático de protección contra sobrecorriente en el circuito antes de los equipos, canalizaciones, etc., sin exceder de: (amperes) 15 20 60 100 200 300 400 500 600 800 1000 1200 1600 Tamaño Cable de aluminio o aluminio con cobre Cobre mm2 2.08 3.31 5.26 8.37 13.30 21.20 33.60 33.60 42.40 53.50 67.40 85.00 107 AWG o kcmil mm2 14 12 10 8 6 4 2 2 1 1/0 2/0 3/0 4/0 — — — — 21.20 33.60 42.40 53.50 67.40 85.00 107 127 177 AWG o kcmil — — — — 4 2 1 1/0 2/0 3/0 4/0 250 350 21 Solar Eléctrica Memoria Técnica Instalación Fotovoltaica del Proyecto SFV Bombeo Solar La Paz 13.2 kWp 2000 2500 3000 4000 5000 6000 127 177 203 253 355 405 250 350 400 500 700 800 203 304 304 380 608 608 400 600 600 750 1200 1200 3 – Detalle de Proyecto y Memoria de Cálculo 3.3 – Módulos Fotovoltaicos Para el proyecto en cuestión de eligieron MFV de tecnología Monocristalino marca SunPower modelo SPR-E20-327-COM de 327 Wp de potencia. Por lo tanto, el Sistema Fotovoltaico requiere de 44 MFV. Las características del MFV en STC (“Standard Test Conditions”) y en NOCT (“Nominal Operating Cell Temperature”) o también llamado NMOT “Nominal Module Operating Temperature”) se presentan a continuación: Las certificaciones de calidad y seguridad de los módulos al igual que información adicional se puede encontrar en la ficha técnica adjunta al final del presente documento. 3.4 – Inversores Los inversores son los equipos responsables de convertir la energía producida por los módulos fotovoltaicos en corriente directa a corriente alterna, permitiendo así su conexión al centro de carga y a la red eléctrica nacional. Al estar conectados al centro de carga y a la red nacional, los equipos cuentan con sistema de protección de arco eléctrico de corriente continua solicitado en el artículo 690-11 de la NOM-001-SEDE-2012, reforzado con el certificado UL 1741 que es requisito indispensable para su interconexión a la red nacional. Debido a que el arreglo fotovoltaico casi nunca llega a su máxima potencia debido a que las condiciones ambientales requeridas para que esto suceda casi nunca suceden, se puede sobredimensionar el 22 Solar Eléctrica Memoria Técnica Instalación Fotovoltaica del Proyecto SFV Bombeo Solar La Paz 13.2 kWp inversor hasta un 50%. Esto depende las características de la instalación, donde se consideran los parámetros de tensión y corriente en el lado de corriente directa del inversor, orientación e inclinación de los MFV, suciedad, temperatura ambiente promedio y sombras que puedan existir sobre los MFV. Se aclara que la ficha técnica y/o manual del inversor lo permiten mientras no se sobrepasen los parámetros de tensión y corriente del inversor. Dicho sobredimensionamiento es una práctica común en diseño de sistemas fotovoltaicos donde en México se sobredimensionan generalmente un 25% cuando los paneles se encuentran orientados al Sur con una inclinación de 10-20°. Para el proyecto en cuestión se propone el siguiente inversor con arreglo: Sistema: o o o o o o # MFV: 44 kWp: 14.38 # inversores: 2 Fronius Primo de 6.0 kW Marca y Modelos de Inversores: Fronius Primo 6.0-1 Potencia Acumulada de Inversores: 12.0 kW Relación de Potencia DC/AC: 1.19 Las características de dichos equipos al igual que sus parámetros de operación se presentan a continuación: Las certificaciones de calidad y seguridad de los inversores al igual que información adicional se puede encontrar en las fichas técnicas adjuntas al final del presente documento. 23 Solar Eléctrica Memoria Técnica Instalación Fotovoltaica del Proyecto SFV Bombeo Solar La Paz 13.2 kWp 3.5 – Diseño Eléctrico Cálculo de Voltaje de Circuito Abierto en Corriente Directa Los módulos fotovoltaicos se agrupan en serie y en paralelo para su posterior conexión al inversor, donde se respetan los valores de tensión y corriente máximos permisibles por los conductores, módulos y por los inversores. Para el cálculo de los valores máximos también se consideran los factores de ajustes derivados de las variaciones de temperatura que pueden existir en el ambiente de la ubicación de la instalación. Para el caso del factor de ajuste de tensión se utiliza el coeficiente de temperatura indicada en la ficha técnica del módulo conforme a lo indicado en artículo 690-7 de la NOM-001-SEDE-2012 y para el caso de corriente se utilizará el factor indicado en el artículo 690-8 de la NOM-001-SEDE-2012. Fórmula de Voltaje de Circuito Abierto Ajustado del Módulo: 𝑽𝒂𝒋 = 𝟏 + (𝑻𝑪𝑽𝒐𝒄 ∗ (𝑻𝒎𝒐𝒅 − 𝟐𝟓°𝑪)/𝑽𝒐𝒄) 𝑽𝒎𝒂𝒙 = 𝑽𝒐𝒄 ∗ # 𝒎𝒐𝒅𝒖𝒍𝒐𝒔 ∗ 𝑽𝒂𝒋 Donde: Vmax es el voltaje de circuito abierto ajustado. Vaj es el coeficiente de corrección del voltaje de circuito abierto. Voc es el voltaje de circuito abierto del módulo en condiciones STC Tmod es la temperatura del módulo mínima esperada 25°C es la temperatura del módulo bajo la cual se define el Voc TCVoc es el factor de ajuste de tensión del módulo respecto cambios de temperatura. Obtenido de la ficha técnica del MFV. Cálculo de Caída de Tensión 24 Solar Eléctrica Memoria Técnica Instalación Fotovoltaica del Proyecto SFV Bombeo Solar La Paz 13.2 kWp Para el cálculo de caída de tensión en corriente continua se utiliza las siguientes fórmulas: Caída de Tensión: 𝑽𝒅𝒓𝒐𝒑 (%)= 𝑽𝒅 𝑽𝒏𝒐𝒎 Donde Vd se obtiene de la siguiente fórmula: Para Corriente Directa: 𝑽𝒅 = 𝑰𝑳𝟐𝑹𝒄 𝟏𝟎𝟎𝟎 𝑽𝒅 = 𝑰𝑳𝟐𝒁𝒄 𝟏𝟎𝟎𝟎 Para Corriente Alterna (1 fase): Para Corriente Alterna (3 fases): 𝑽𝒅 = 𝑰𝑳√𝟑𝒁𝒄 𝟏𝟎𝟎𝟎 Notas: Vnom es Vmax de operación del circuito o serie. Vd es la caída de voltaje en volts I es la corriente máxima de operación L es la distancia en metros del conductor Rc o Zc es la resistencia o impedancia, las cuales se obtienen de las tablas indicadas en la memoria de cálculo Cálculo de Amperaje Máximo y Dimensionamiento de Conductores Como se menciona en la presente memoria, el cálculo del máximo amperaje que existirá en un circuito se debe realizar de la siguiente manera: 𝑰𝒎𝒂𝒙 = 𝑰 ∗ 𝑭𝑪𝑪 ∗ 𝑭𝑷 𝑰𝑪𝒐𝒏 = 𝑰𝒎𝒂𝒙 ∗ 𝑭𝑨𝑮 ∗ (𝑭𝑻 + 𝑭𝑻𝑪) Notas: Imax es el amperaje máximo considerando los factores de ajuste. 25 Solar Eléctrica Memoria Técnica Instalación Fotovoltaica del Proyecto SFV Bombeo Solar La Paz 13.2 kWp ICon es el amperaje máximo que debe poder soportar el conductor I es la corriente máxima en condiciones nominales. En el caso de los circuitos de corriente alterna del sistema fotovoltaico “I” será el mínimo entre la corriente máxima generada por el sistema fotovoltaico en condiciones “NOCT” o la corriente máxima de salida de los inversores FT es el factor de corrección por temperatura cuando los conductores se encuentren en canalizaciones instaladas a la intemperie. Dicho factor se obtiene con tablas con base a la temperatura promedio del sitio. La temperatura promedio se obtiene de los datos disponibles por el Servicio Meteorológico Nacional. FCC es el factor de corrección por “cargas continuas” que es 1.25. FAG es el factor de agrupación cuando se instalen más de 3 conductores portadores de corriente en una misma canalización. FP es ajuste por factor de potencia. En corriente alterna, al considerarse un factor de potencia de 0.90, FA resulta ser 1.11. FTC es el ajuste por canalizaciones circulares instaladas en el techo de un inmueble expuesto a rayos del Sol, donde su valor se obtiene de la tabla con base a las características de la instalación. 3.6 – Cálculos 1. # máximo de MFV admisible en una serie con base al Voltaje de Circuito Abierto 𝑽𝒂𝒋 = 𝟏 + (−𝟎. 𝟑𝟓 ∗ (−𝟎. 𝟖𝟑 − 𝟐𝟓°𝑪) ) 𝟔𝟒. 𝟗 𝑽𝒂𝒋 = 1.139 #𝑴𝑭𝑽 𝒎𝒂𝒙 = 𝟏𝟎𝟎𝟎 𝑽 𝟏. 𝟏𝟑𝟗 ∗ 𝟔𝟒. 𝟗 #𝑴𝑭𝑽 𝒎𝒂𝒙 = 13.52 ~ 14 Donde: Voc es: 64.9 V Tmod es: -0.83 °C que es el promedio de las temperaturas mínimas extremas mensuales registradas por la CONAGUA en la estación # 1090 y que es obtenido de 26 Solar Eléctrica Memoria Técnica Instalación Fotovoltaica del Proyecto SFV Bombeo Solar La Paz 13.2 kWp https://smn.conagua.gob.mx/es/climatologia/informacion-climatologica/informacionestadistica-climatologica TCVoc es: -0.35%/°C 2. Corriente de corto circuito máxima en corriente directa y dimensionamiento de conductor 𝑰𝒎𝒂𝒙 = 𝟔. 𝟒𝟔 𝑨 ∗ 𝟏. 𝟐𝟓 ∗ 𝟏 𝑰𝒎𝒂𝒙 = 𝟖. 𝟎𝟕 𝑨 𝑰𝑪𝒐𝒏 = 𝟖. 𝟎𝟕 𝑨 ∗ 𝟏. 𝟓𝟖 ∗ (𝟏) 𝑰𝒄𝒐𝒏 = 𝟏𝟐. 𝟕𝟓 𝑨 Nota: I es 6.46 A que es la corriente de corto circuito del panel en condiciones STC multiplicada por el número de MFV máximo admisible en una serie. La temperatura media mensual con la cual se obtuvo el factor de corrección por temperatura es 23.89 °C que es el promedio de la temperatura media por la CONAGUA en la estación # 1090 y que es obtenido de https://smn.conagua.gob.mx/es/climatologia/informacionclimatologica/informacion-estadistica-climatologica El número máximo de conductores portadores de corriente en corriente directa en una canalización es de 3. La separación mínima entre el techo y la canalización circular expuesta a los rayos del Sol es de 4 cm. 3.- Corriente de operación máxima en corriente alterna Sección a 220 Volts 𝑰𝒎𝒂𝒙 = 𝟓𝟒. 𝟓𝟒 𝑨 ∗ 𝟏. 𝟐𝟓 ∗ 𝟏. 𝟏𝟏 𝑰𝒎𝒂𝒙 = 𝟕𝟓. 𝟔𝟕 𝑨 𝑰𝑪𝒐𝒏 = 𝟕𝟓. 𝟔𝟕 𝑨 ∗ 𝟏 ∗ (𝟏) 𝑰𝒄𝒐𝒏 = 𝟕𝟓. 𝟔𝟕 𝑨 27 Solar Eléctrica Memoria Técnica Instalación Fotovoltaica del Proyecto SFV Bombeo Solar La Paz 13.2 kWp Nota: I es 54.54 A que es la corriente máxima de salida de 2 inversores a @220V en un sistema monofásico a dos hilos. La temperatura media mensual con la cual se obtuvo el factor de corrección por temperatura es 23.89 °C que es el promedio de la temperatura media por la CONAGUA en la estación # 1090 y que es obtenido de https://smn.conagua.gob.mx/es/climatologia/informacionclimatologica/informacion-estadistica-climatologica El número máximo de conductores portadores de corriente en una canalización es de 2. La trayectoria que sigue la canalización portadora de los conductores de este circuito no se encuentra sobre una techumbre expuesta a los rayos del Sol. 4.- Cálculo de caída de tensión Corriente directa 𝑰𝒎𝒂𝒙 = 𝟔. 𝟒𝟔 𝑨 ∗ 𝟏. 𝟐𝟓 ∗ 𝟏 𝑰𝒎𝒂𝒙 = 𝟖. 𝟎𝟕 𝑨 𝑽𝒅 = 𝟖. 𝟎𝟕 𝑨 ∗ 𝟑𝟎 𝒎 ∗ 𝟐 ∗ 𝟒. 𝟐𝟐 𝟏𝟎𝟎𝟎 𝑽𝒅 = 𝟐. 𝟎𝟒 𝑽 𝟐.𝟎𝟒 𝑽 𝑽𝒅𝒓𝒐𝒑 (%)= 𝟔𝟎𝟏.𝟕 𝑽*100 Nota: 𝑽𝒅𝒓𝒐𝒑 (%)= 𝟎. 𝟑𝟑 % I es 6.46 A que es la corriente obtenida por el MFV en condiciones NMOT que da una potencia 28 Solar Eléctrica Memoria Técnica Instalación Fotovoltaica del Proyecto SFV Bombeo Solar La Paz 13.2 kWp de 327 Wp. Vnom es el voltaje máximo obtenido en las series de MFV instalados. Corriente Alterna Sección a 220 Volts 𝑽𝒅 = 𝟔𝟎. 𝟔𝟎 𝑨 ∗ 𝟐𝟎 𝒎 ∗ 𝟐 ∗ 𝟎. 𝟔𝟔𝟏 𝟏𝟎𝟎𝟎 𝑽𝒅 = 𝟏. 𝟔𝟎 𝑽 𝑽𝒅𝒓𝒐𝒑 (%)= 𝟏.𝟔𝟎 𝑽 *100 𝟐𝟐𝟎 𝑽 𝑽𝒅𝒓𝒐𝒑 (%)= 𝟎. 𝟕𝟐 % I es 60.60 A que es la corriente nominal a obtener de acuerdo a la potencia total de la instalación fotovoltaica @220V en un sistema monofásico a dos hilos. 29