Memorias de Cálculo Sistema Solar Fotovoltaico On Grid

MEMORIAS DE CÁLCULO Sistema solar fotovoltaico on grid

SISTEMA DE ACUEDUCTO MUNICIPAL DE TALAIGUA NUEVO BOLIVAR

Diseñador Julio González Amaris Ingeniero Electricista

Julio de 2021.

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Contenido 1.

Descripción y localización general del proyecto ........................................................... 3 Datos generales ............................................................................................................................... 3

2.

1.1.

Normatividad ..................................................................................................................... 5

1.2.

Objeto ................................................................................................................................. 5

Desarrollo del diseño detallado acorde al Artículo 10.1 del RETIE .......................... 6

a) Análisis y cuadros de cargas iniciales y futuras, incluyendo análisis de factor de potencia y armónicos .............................................................................................................. 6 b)

Análisis de riesgos de origen eléctrico y medidas para mitigarlos........................ 10

c)

Sistema de puesta a tierra ................................................................................................. 21

d)

Cálculo de protecciones ..................................................................................................... 22

e) Análisis de generación de energía y retorno a la inversión ........ ¡Error! Marcador no definido. f)

Establecer las distancias de seguridad requeridas .................................................... 24

Referencias técnicas ................................................................................................................... 28

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1. Descripción y localización general del proyecto

Datos generales Nombre del proyecto Ubicación del proyecto Tipo de proyecto Ciudad/Municipio Tipo de servicio Potencia a instalar Potencia por módulos Inversor solar Sistema de montaje

Sistema solar fotovoltaico on grid. Acueducto Municipal Talaigua Nuevo, Bolívar Diseño sistema solar fotovoltaico on grid. Talaigua Nuevo, Bolívar Industrial 10 kW 320Wp 10 kW Estructura fija a nivel de piso

Figura 1. Ubicación geográfica

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En el municipio de Talaigua Bolívar cuenta con un clima cálido con temperaturas promedio de 32 °C y temperatura máxima promedio de 34 °C.

Tabla 1: Temperatura promedio mensual en el municipio de Talaigua Bolívar. Tomada de weatherspark

El Acueducto cuenta con espacio en donde para hacer la instalación de la estructura de soporte de los módulos fotovoltaicos. La acometida principal de la instalación eléctrica del Acueducto municipal provendrá de un transformador de 75 KVA 13200/208 V, Trifásico tipo aceite instalado en poste en el cuarto de Subestación eléctrica de la propiedad. La acometida interna de la propiedad es trifásica (L-L-L) a 208V línea – línea y 110V Línea - tierra. A este nivel de tensión se realizará la interconexión del sistema solar fotovoltaico. El Acueducto cuenta con un tablero eléctrico principal en el cual se encuentran todas las protecciones de los tableros secundarios incluyendo la protección del sistema solar fotovoltaico.

P á g i n a 4 | 28

1.1.

Normatividad

Este diseño está orientado por el conjunto de normas y reglamentos que las entidades nacionales e internacionales han establecido para este tipo de obras. Específicamente se identifican las siguientes: • • • • • • •

•

Código Eléctrico Colombiano – NTC 2050 – 1997. Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas – RETIE 2013. NFPA 70: National Electrical Code – NEC 2014 IEEE Std 242-1986 IEEE Std C37.104™-2002 Norma IEEE80 – 2013 Normas para Construcción de Redes de Distribución – CENS S.A. E.S.P. Norma IEC 60364 – Diseño de Instalaciones Eléctricas.

1.2.

Objeto

El objeto de este informe es presentar las memorias de cálculos y diseño eléctrico para la instalación de un sistema solar fotovoltaico interconectado a la red (on grid), de 10kWP a un nivel de tensión de 208 V AC trifásico, en el cual se suplirán las cargas específicas de 2 motobombas 5 HP para el Acueducto Municipal de Talaigua Nuevo.

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1.3.

Alcance

Diseñar un sistema fotovoltaico en red (on grid), es decir, que se encuentra conectado al mismo tablero que tiene alimentación del operador de red, y donde ambos sistemas aportan energía eléctrica. Cuenta con una capacidad de potencia instalada de 10 kWp. El arreglo está compuesto por 31 paneles fotovoltaicos de 320 Wp. El diseño contará con un medidor bidireccional, con el fin de que el usuario final realice la gestión ante el operador de red la posibilidad de inyectar excedentes de energía eléctrica generada a su red.

2. Desarrollo del diseño detallado acorde al Artículo 10.1 del RETIE a) Análisis y cuadros de cargas iniciales y futuras, incluyendo análisis de factor de potencia y armónicos En esta sección se presenta el cuadro de carga para el sistema solar fotovoltaico on grid, en donde se alimentará un porcentaje del consumo de 2 motobombas:

TIPO DE CARGA

PORTENCIA POR UNIDAD CANTIDAD (kW)

MOTOBOMBA

4

POTENCIA TOTAL (kW)

4

2

TENSIÓN (kV)

CORRIENTE (A)

0,46

10

DEMANDA PROMEDIO DIARIA (kW*h/día)

POTENCIA TOTAL POR kW*H/m2 * EQUIPO (kW) 8

5,5

44

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Beneficio/Costo

Producción energética

Características físicas

b) Dimensionamiento del sistema Potencia Instalada Sistema Solar Panel solar (60 - 72 celdas) Dimensión panel Peso por panel Eficiencia panel solar Cantidad paneles solares Área ocupada total Peso total Ciudad Irradiancia promedio anual Factor corrección temperatura Índice de desempeño Producción diaria Total Producción anual Total Vida Útil Factor de emisión TonCO2/MWh Producción evitada de CO2 Eficiencia equipos Precio electricidad (N2) $/kWh Ahorro anual electricidad Ahorro total Mantenimiento Costo no lineal* Retorno a la inversión (años)

10 kW 320 W (1960x990) mm 25,5 kg 16,5 %

31 60 m2 791 kg Cartagena 5,55 kWh/m2/dia 0,85 0,79 37 kWh 13507 kWh 30 Años 0,374 152 Ton Co2 0,7 $ 600,00 $ 8.104.302 $ 243.129.053 2 veces al año $ 65.000.000 8,02

P á g i n a 8 | 28

Diagrama unifilar

a) Análisis de cortocircuito y falla a tierra

Los métodos más conocidos para el análisis de cortocircuito son: a) método de las componentes simétricas el cual es un método exacto, b) método porcentual o método por unidad, c) método de los MVA’s o método de las potencias, d) método de la matriz Zbarra el cual es otro método exacto, e) método por software. El objetivo primordial del análisis de corto circuito es calcular el valor máximo de la corriente para determinar la capacidad de los elementos de protección y maniobra de las instalaciones. En diseños para redes de baja tensión, no se considera fundamental realizar un análisis de cortocircuito y falla a tierra riguroso debido a la configuración de las redes de uso final, hecho que si es de fundamental estudio en las redes de media y alta tensión.

P á g i n a 9 | 28

El transformador que alimentará la instalación tiene una capacidad De 75 kVA. Para transformadores con esta capacidad nominal, la impedancia de cortocircuito es de 3%, por lo tanto, la corriente de cortocircuito a tensión nominal 208 V es: 𝑰𝒔𝒄 = 𝑰𝒔𝒄 =

𝑽 𝒁𝒔𝒄

𝟐𝟎𝟖 = 𝟓𝟗𝟒𝟐 𝑨 𝟎. 𝟎𝟑

Con base en el cálculo anterior, la capacidad de cortocircuito de las protecciones termomagnéticas no debe ser menor a 10 kA.

a) Análisis de riesgos de origen eléctrico y medidas para mitigarlos

FACTOR DE RIESGO POR ARCOS ELÉCTRICOS

Lesiones o quemadura

por

Arcos Eléctricos

(al) o (en)

Tableros eléctricos en baja tensión

RIESGO A EVALUAR: EVENTO O EFECTO

POTENCIAL

REAL

x

FUENTE

FRECUENCIA

E

D

C

No ha ocurrid o en el sector

Ha ocurrid o en el sector

Ha ocurrido en la Empresa

B Sucede varias veces al año en la Empres a

A Sucede varias veces al mes en la Empresa

Económicas

Ambientales

En la imagen de la empresa

Una o más muertes

Daño grave en infraestructura Interrupción regional.

Contaminació n irreparable.

Internacion al

5

MEDIO

ALTO

ALTO

ALTO

MUY ALTO

Incapacida d parcial permanent e

Daños mayores, salida de subestación

Contaminació n mayor

Nacional

4

MEDIO

MEDIO

MEDIO

MEDIO

ALTO

Daños severos. Contaminació Interrupción n localizada Temporal

Regional

3

BAJO

MEDIO

MEDIO

MEDIO

ALTO

Local

2

BAJO

BAJO

MEDIO

MEDIO

MEDIO

En personas

C O N S E C U E N C I A S

FACTOR DE RIESGO (CAUSA)

Incapacida d temporal (> 1 día) Lesión menor (sin incapacida d) D2

Daños importantes Interrupción breve D2

Efecto menor

P á g i n a 10 | 28

Molestia funcional (afecta rendimient o laboral)

Daños leves, No Interrupción

Sin efecto E1

Interna E1

1

MUY BAJO

BAJO

BAJO

BAJO

MEDIO

Medidas de protección: Se utilizarán equipos y accesorios certificados cumpliendo con la normatividad vigente. El acceso a los tableros será por personal adecuado y solo se abrirá en caso de mantenimientos. Los empalmes y técnicas usadas serán por personas debidamente capacitadas conservando la respectiva calidad.

Nivel de riesgo MEDIO

FACTOR DE RIESGO POR AUSENCIA DE ELECTRICIDAD

Perdida en la continuidad del servicio

Ausencia de electricidad

por

(al) o (en)

Instalaciones internas

RIESGO A EVALUAR: EVENTO O EFECTO

POTENCIAL

FACTOR DE RIESGO (CAUSA) REAL

X

FUENTE

FRECUENCIA

E

D

C

B Suced e varias veces al año en la Empre sa

A Sucede varias veces al mes en la Empresa

Económicas

Ambientales

En la imagen de la empresa

Daño grave en infraestructura. Interrupción regional.

Contaminación irreparable.

Internacio nal

5

MEDI O

ALTO

ALTO

ALTO

MUY ALTO

Daños mayores, salida de subestación

Contaminación mayor

Nacional

4

MEDI O

MEDI O

MEDIO

MEDIO

ALTO

Incapacid ad temporal (> 1 día)

Daños severos. Interrupción Temporal

Contaminación localizada

Regional

3

BAJO

MEDI O

MEDIO

MEDIO

ALTO

Lesión menor (sin incapacid ad) D2

Daños importantes Interrupción breve

Efecto menor

Local

2

BAJO

BAJO

MEDIO

MEDIO

MEDIO

En personas C

Ha No ha Ha ocurrido ocurrid ocurrid en la o en el o en el Empres sector sector a

O N S E

Una o más muertes

C U Incapacid ad parcial E permanen te N C I A S

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Molestia funcional (afecta rendimien to laboral)

Daños leves, No Interrupción D1

Sin efecto D1

Interna D1

MUY BAJO

1

BAJO

BAJO

BAJO

MEDIO

Nivel de riesgo BAJO

No se cuenta con unidades de respaldo de energía.

FACTOR DE RIESGO POR CONTACTO DIRECTO

Quemaduras

por

Contacto directo

(al) o (en)

Tableros y accesorios eléctricos

RIESGO A EVALUAR: EVENTO O EFECTO

FACTOR DE RIESGO

FUENTE

(CAUSA) POTENCIAL

REAL

X

FRECUENCIA

E En personas

Económicas

Ambientales

En la imagen de la empresa

D

C

B

A Sucede varias veces al mes en la Empresa

No ha ocurrido en el sector

Ha ocurrid o en el sector

Ha ocurrido en la Empresa

Sucede varias veces al año en la Empres a

C O Daño grave Contaminació N Una o más en muertes S infraestructura n irreparable. E . Interrupción C regional. U E Daños N Incapacida mayores, Contaminació d parcial C salida de n mayor I permanente subestación A S

Internacion al

5

MEDIO

ALTO

ALTO

ALTO

MUY ALTO

Nacional

4

MEDIO

MEDIO

MEDIO

MEDIO

ALTO

Incapacida d temporal (> 1 día) E3

Daños severos. Interrupción Temporal

Contaminació n localizada

Regional

3

BAJO

MEDIO

MEDIO

MEDIO

ALTO

Lesión menor (sin

Daños importantes

Efecto menor

Local

2

BAJO

BAJO

MEDIO

MEDIO

MEDIO

P á g i n a 12 | 28

incapacidad )

Molestia funcional (afecta rendimiento laboral)

Interrupción breve E2

Daños leves, No Interrupción

Nivel de riesgo

Sin efecto E1

Interna E1

1

MUY BAJO

BAJO

BAJO

BAJO

MEDIO

Instalación de sistema de puesta a tierra de baja resistencia para realizar conexión de todos los dispositivos a esta y hacer la instalación con personal idóneo.

BAJO

FACTOR DE RIESGO POR CONTACTO INDIRECTO

Quemaduras

por

Contacto Indirecto

(al) o (en)

Tableros y accesorios eléctricos

RIESGO A EVALUAR: EVENTO O EFECTO

POTENCIAL

En personas

REAL

X

Económicas

FACTOR DE RIESGO (CAUSA)

Ambientales

FRECUENCIA

En la imagen de la empresa

E

D

No ha ocurrid o en el sector

Ha ocurrid o en el sector

C O Daño grave Contaminació en N Una o más muertes n irreparable. infraestructura S . Interrupción E regional. C U E Daños Incapacida N mayores, Contaminació d parcial C salida de n mayor I permanente subestación A S Daños Incapacida severos. Contaminació d temporal Interrupción n localizada (> 1 día) Temporal Lesión menor (sin incapacidad

Daños importantes Interrupción

Efecto menor

FUENTE

C

B Sucede varias Ha veces al ocurrido en año en la Empresa la Empres a

A Sucede varias veces al mes en la Empresa

Internacion al

5

MEDIO

ALTO

ALTO

ALTO

MUY ALTO

Nacional

4

MEDIO

MEDIO

MEDIO

MEDIO

ALTO

Regional

3

BAJO

MEDIO

MEDIO

MEDIO

ALTO

Local

2

BAJO

BAJO

MEDIO

MEDIO

MEDIO

P á g i n a 13 | 28

) E2

breve. E2

Molestia funcional (afecta rendimiento laboral)

Daños leves, No Interrupción

Nivel de riesgo

Sin efecto E1

Interna E1

1

MUY BAJO

BAJO

BAJO

BAJO

MEDIO

Identificación de circuitos, se usa baja tensión, se tiene sistema de puesta a tierra sólida, se usan equipos debidamente certificados, establecer distancias de seguridad.

BAJO

FACTOR DE RIESGO POR CORTOCIRCUITO

Incendio - Quemaduras

por

Cortocircuito

(al) o (en)

Instalaciones internas

RIESGO A EVALUAR: EVENTO O EFECTO

FACTOR DE RIESGO

FUENTE

(CAUSA) POTENCIAL

En personas

REAL

X

Económicas

FRECUENCIA

E

D

C

No ha ocurrid o en el sector

Ha ocurrid o en el sector

Ha ocurrido en la Empresa

A Sucede varias veces al mes en la Empresa

Ambientales

En la imagen de la empresa

Contaminació n irreparable.

Internaciona l

5

MEDIO

ALTO

ALTO

ALTO

MUY ALTO

Contaminació n mayor

Nacional

4

MEDIO

MEDIO

MEDIO

MEDIO

ALTO

C O Daño grave N Una o más en muertes S infraestructura E . Interrupción C regional. U E Daños N Incapacidad mayores, C parcial salida de I permanente subestación A S

B Sucede varias veces al año en la Empres a

Incapacidad temporal (> 1 día)

Daños severos. Interrupción Temporal

Contaminació n localizada

Regional

3

BAJO

MEDIO

MEDIO

MEDIO

ALTO

Lesión menor (sin

Daños importantes

Efecto menor

Local

2

BAJO

BAJO

MEDIO

MEDIO

MEDIO

P á g i n a 14 | 28

incapacidad ) D2

Interrupción breve. D2

Molestia funcional (afecta rendimiento laboral)

Daños leves, No Interrupción

Nivel de riesgo

Sin efecto D1

Interna E1

MUY BAJO

1

BAJO

BAJO

BAJO

MEDIO

Se dimensionan las protecciones y calibres de cable acorde a la carga a instalar y según las corrientes de disparo y como protección para evitar calentamientos en el conductor.

BAJO

FACTOR DE RIESGO POR ELECTRICIDAD ESTATICA

Lesiones y daños en equipos

por

Electricidad estática

(al) o (en)

Tableros y equipos eléctricos

RIESGO A EVALUAR: EVENTO O EFECTO

FACTOR DE RIESGO

FUENTE

(CAUSA) POTENCIAL

En personas

REAL

X

FRECUENCIA

E No ha ocurr ido en el sect or

Una o más muertes

C

Ha ocurrid o en el sector

Ha ocurrido en la Empresa

B Sucede varias veces al año en la Empres a

A Sucede varias veces al mes en la Empresa

Económicas

Ambientales

En la imagen de la empresa

Daño grave en infraestructura. Interrupción regional.

Contaminación irreparable.

Internacion al

5

MED IO

ALTO

ALTO

ALTO

MUY ALTO

C O N S E C U E N C I A S

D

Incapacida d parcial permanent e

Daños mayores, salida de subestación

Contaminación mayor

Nacional

4

MED IO

MEDIO

MEDIO

MEDIO

ALTO

Incapacida d temporal (> 1 día)

Daños severos. Interrupción Temporal

Contaminación localizada

Regional

3

BAJ O

MEDIO

MEDIO

MEDIO

ALTO

P á g i n a 15 | 28

Lesión menor (sin incapacida d)

Daños importantes Interrupción breve.

Efecto menor

Local

2

BAJ O

BAJO

MEDIO

MEDIO

MEDIO

Molestia funcional (afecta rendimient o laboral) E1

Daños leves, No Interrupción E1

Sin efecto E1

Interna E1

1

MUY BAJ O

BAJO

BAJO

BAJO

MEDIO

Nivel de riesgo

Sistema de puesta a tierra física y sólida con baja resistencia equipotencializada y conexión de todos los dispositivos a esta.

MUY BAJO

FACTOR DE RIESGO POR EQUIPO DEFECTUOSO

Lesiones - Incendio

por

Equipo defectuoso

(al) o (en)

Instalaciones internas

RIESGO A EVALUAR: EVENTO O EFECTO

FACTOR DE RIESGO

FUENTE

(CAUSA) POTENCIAL

REAL

X

FRECUENCIA

E No ha ocurr ido en el sect or

C

Ha ocurrid o en el sector

Ha ocurrido en la Empresa

B Sucede varias veces al año en la Empres a

A Sucede varias veces al mes en la Empresa

En personas

Económicas

Ambientales

En la imagen de la empresa

Una o más muertes

Daño grave en infraestructur a. Interrupción regional.

Contaminació n irreparable.

Internacion al

5

MED IO

ALTO

ALTO

ALTO

MUY ALTO

Incapacidad parcial permanente

Daños mayores, salida de subestación

Contaminació n mayor

Nacional

4

MED IO

MEDIO

MEDIO

MEDIO

ALTO

Incapacidad temporal (> 1 día)

Daños severos. Interrupción Temporal

Contaminació n localizada

Regional

3

BAJ O

MEDIO

MEDIO

MEDIO

ALTO

C O N S E C U E N C I A S

D

P á g i n a 16 | 28

Lesión menor (sin incapacidad) E2

Daños importantes Interrupción breve. E2

Efecto menor

Local

2

BAJ O

BAJO

MEDIO

MEDIO

MEDIO

Molestia funcional (afecta rendimiento laboral)

Daños leves, No Interrupción

Sin efecto E1

Interna E1

1

MUY BAJ O

BAJO

BAJO

BAJO

MEDIO

Todos los elementos instalados son nuevos y certificados, adicional a la construcción que se realizara siguiendo la normatividad existente. Se utilizarán las técnicas según la normatividad vigente con personal debidamente capacitado.

Nivel de riesgo BAJO

FACTOR DE RIESGO POR RAYOS

Lesiones - equipos dañados

por

(al) o (en)

Rayos

RIESGO A EVALUAR:

Instalaciones internas

FACTOR DE RIESGO

EVENTO O EFECTO

FUENTE

(CAUSA) POTENCIAL

En personas

REAL

X

Económicas

FRECUENCIA

E

D

C

B

A

No ha ocurrid o en el sector

Ha ocurrid o en el sector

Ha ocurrido en la Empresa

Sucede varias veces al año en la Empresa

Sucede varias veces al mes en la Empresa

Ambientales

En la imagen de la empresa

Contaminación irreparable.

Internacion al

5

MEDIO

ALTO

ALTO

ALTO

MUY ALTO

C O N S E C U E N C I A S

Una o más muertes

Daño grave en infraestructura Interrupción regional.

Incapacida d parcial permanent e

Daños mayores, salida de subestación

Contaminación mayor

Nacional

4

MEDIO MEDIO

MEDIO

MEDIO

ALTO

Incapacida d temporal (> 1 día)

Daños severos. Interrupción Temporal

Contaminación localizada

Regional

3

BAJO

MEDIO

MEDIO

ALTO

MEDIO

P á g i n a 17 | 28

Lesión menor (sin incapacida d) D2

Daños importantes Interrupción breve. D2

Efecto menor

Local

2

BAJO

BAJO

MEDIO

MEDIO

MEDIO

Molestia funcional (afecta rendimiento laboral)

Daños leves, No Interrupción

Sin efecto D1

Interna D1

1

MUY BAJO

BAJO

BAJO

BAJO

MEDIO

Nivel de riesgo

Se cuenta con sistema de protección a tierra solido de baja resistencia. Cuenta con edificaciones de mayor altura en sus linderos y zonas cercanas.

BAJO

FACTOR DE RIESGO POR SOBRECARGA

Incendios quemaduras

por

(al) o (en)

Sobrecarga

Instalaciones internas

RIESGO A EVALUAR: EVENTO O EFECTO

FACTOR DE RIESGO

FUENTE

(CAUSA) POTENCIAL

En personas

REAL

X

Económicas

FRECUENCIA

Incapacidad temporal (> 1 día)

Daños severos. Interrupción

D

C

No ha ocurrid o en el sector

Ha ocurrid o en el sector

Ha ocurrido en la Empresa

B Sucede varias veces al año en la Empres a

A Sucede varias veces al mes en la Empresa

Ambientales

En la imagen de la empresa

Contaminació n irreparable.

Internaciona l

5

MEDIO

ALTO

ALTO

ALTO

MUY ALTO

Contaminació n mayor

Nacional

4

MEDIO

MEDIO

MEDIO

MEDIO

ALTO

Contaminació n localizada

Regional

3

BAJO

MEDIO

MEDIO

MEDIO

ALTO

C O N Daño grave S Una o más en E muertes infraestructur C a Interrupción U regional. E N C Daños I Incapacidad mayores, A parcial salida de S permanente subestación

E

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Temporal E3

Lesión menor (sin incapacidad )

Daños importantes Interrupción breve.

Efecto menor E2

Local E2

2

BAJO

BAJO

MEDIO

MEDIO

MEDIO

Molestia funcional (afecta rendimiento laboral) E1

Daños leves, No Interrupción

Sin efecto

Interna

1

MUY BAJO

BAJO

BAJO

BAJO

MEDIO

Nivel de riesgo BAJO

Se dimensionan los tableros, conductores y calibres dependiendo de la carga solicitada, dejando las respectivas reservas para futuras ampliaciones.

FACTOR DE RIESGO POR TENSION DE CONTACTO

Lesiones o quemaduras

por

Tensión de contacto

(al) o (en)

Instalaciones internas

RIESGO A EVALUAR: EVENTO O EFECTO

FACTOR DE RIESGO

FUENTE

(CAUSA) POTENCIAL

C O

En personas

Económicas

N S Daño grave E en C Una o más infraestructur muertes U a Interrupción E regional. N C Daños I Incapacidad mayores, A parcial salida de S permanente subestación Incapacidad temporal (>

REAL

X

Daños severos.

FRECUENCIA

E

D

C

No ha ocurrid o en el sector

Ha ocurrid o en el sector

Ha ocurrido en la Empresa

B Sucede varias veces al año en la Empres a

A Sucede varias veces al mes en la Empresa

Ambientales

En la imagen de la empresa

Contaminación irreparable.

Internaciona l

5

MEDIO

ALTO

ALTO

ALTO

MUY ALTO

Contaminación mayor

Nacional

4

MEDIO

MEDIO

MEDIO

MEDIO

ALTO

Contaminación localizada

Regional

3

BAJO

MEDIO

MEDIO

MEDIO

ALTO

P á g i n a 19 | 28

1 día)

Interrupción Temporal

Lesión menor (sin incapacidad ) E2

Daños importantes Interrupción breve. E2

Efecto menor

Local

2

BAJO

BAJO

MEDIO

MEDIO

MEDIO

Molestia funcional (afecta rendimiento laboral)

Daños leves, No Interrupción

Sin efecto E1

Interna E1

1

MUY BAJO

BAJO

BAJO

BAJO

MEDIO

Se tiene sistema de puesta a tierra física de baja resistencia. Se cuenta con equipotencialización Barraje para conexión de todos los circuitos y sus correspondientes dispositivos.

Nivel de riesgo BAJO

FACTOR DE RIESGO POR TENSION DE PASO

Lesiones

por

Tensión de paso

(al) o (en)

Instalaciones internas

RIESGO A EVALUAR: EVENTO O EFECTO

POTENCIAL

C O

En personas

N S Daño grave E en C Una o más infraestructur muertes U a Interrupción E regional. N C Daños I Incapacidad mayores, A parcial salida de S permanente subestación Incapacidad temporal (>

REAL

X

Económicas

Daños severos.

FACTOR DE RIESGO (CAUSA)

FUENTE

FRECUENCIA

E

D

C

No ha ocurrid o en el sector

Ha ocurrid o en el sector

Ha ocurrido en la Empresa

B Sucede varias veces al año en la Empres a

A Sucede varias veces al mes en la Empresa

Ambientales

En la imagen de la empresa

Contaminació n irreparable.

Internaciona l

5

MEDIO

ALTO

ALTO

ALTO

MUY ALTO

Contaminació n mayor

Nacional

4

MEDIO

MEDIO

MEDIO

MEDIO

ALTO

Contaminació n localizada

Regional

3

BAJO

MEDIO

MEDIO

MEDIO

ALTO

P á g i n a 20 | 28

1 día)

Interrupción Temporal

Lesión menor (sin incapacidad ) E2

Daños importantes Interrupción breve. E2

Efecto menor

Local

2

BAJO

BAJO

MEDIO

MEDIO

MEDIO

Molestia funcional (afecta rendimiento laboral)

Daños leves, No Interrupción

Sin efecto E1

Interna E1

1

MUY BAJO

BAJO

BAJO

BAJO

MEDIO

Nivel de riesgo BAJO

Se tiene sistema de puesta a tierra física de baja resistencia Se cuenta con equipotencialización de tierras. Se tiene barraje en tableros para la conexión de dichos circuitos y equipos a tierra.

b) Sistema de puesta a tierra Para el diseño del Sistema de Puesta a Tierra se utiliza la NTC 2050 y el RETIE 2013, apoyados de buenas prácticas de construcción, teniendo en cuenta que para este tipo de sistemas en Colombia no hay reglamento aún.

P á g i n a 21 | 28

Se diseña una malla, con el fin de dejar una varilla en cada esquina de los módulos solares.

c) Cálculo de protecciones -

Protección contra sobrecorrientes del lado DC Iproteccióndc=Imax sistema solar * 1,25 = 43.5*1.25 = 54 A

Por lo tanto, el interruptor termomagnético adecuado para el lado DC del sistema fotovoltaico es X32 A, equivalente a una protección de 63 A. -

Protección contra sobrecorrientes del lado AC Iinversor=Imax salida inversor * 1,25 = 25*1.25 = 31.4 A

Por lo tanto el interruptor termomagnético adecuado para el lado AC del sistema fotovoltaico es 3X32 A.

c) Cálculo de canalizaciones Según la tabla 9 de la NTC 2050 y para los calibres presentados, se tendrán las siguientes canalizaciones: -

Cable solar 2x6mm2 + 1xN°10T tubería PVC rígida de ¾”

P á g i n a 22 | 28

-

Cable THWN 3xN°8 + 1xN°8 + 1xN°10T en tubería metálica:

P á g i n a 23 | 28

d) Establecer las distancias de seguridad requeridas. Las instalaciones eléctricas del proyecto cumplen con las distancias de seguridad definidas en la NTC 2050 110-16, las cuales están definidas de esta manera:

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Conclusiones a) Un sistema solar fotovoltaico correctamente instalado comienza con la adquisición de componentes de alta calidad. Las piezas y los equipos fabricados con materiales de calidad inferior, o una mano de obra deficiente, pueden provocar problemas de conexión y un bajo rendimiento en el futuro. b) 2. La longevidad (larga duración) del sistema instalado siempre debe ser el primer imperativo. La durabilidad general del sistema debe ser algo en lo que los gerentes de proyecto siempre tienen que pensar, o puede generar una responsabilidad a largo plazo. c) 3. Es crucial que los desarrolladores de sistemas fotovoltaicos busquen y se asocien con un fabricante de módulos solares Nivel 1. Éstos se centran en la producción de paneles solares de alta calidad que pueden resistir condiciones adversas y la exposición a los elementos climáticos. Si bien un costo inicial más bajo puede parecer inicialmente atractivo, es probable que estas medidas pongan al final en peligro la calidad de los componentes solares. Cortar presupuesto

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puede generar serios problemas para la instalación en el futuro y costar más dinero a largo plazo. Debe existir una cadena de suministro dedicada para lograr el equilibrio de un sistema fotovoltaico. Las asociaciones a largo plazo con socios en toda la cadena de suministro ayudan a garantizar un estricto control de calidad para todas las piezas cruciales. 5. No sólo todos estos componentes de un sistema fotovoltaico deben ser de alta calidad, sino que también deben ser fáciles de ensamblar. Los diseños complicados y los tiempos de entrega escalonados crean pesadillas y aumentan los costos generales. 6. Cuando se trata de eso, los desarrolladores se benefician de un proveedor único (atención en una sola ventanilla) que fabrica módulos solares de alta calidad, tiene una cadena de suministro que es insuperable y trae técnicos para ayudar a armar una solución fotovoltaica solar fácil de construir. 7. Si bien es importante que los técnicos de campo in situ instalen de manera adecuada y segura todos los componentes de un sistema fotovoltaico solar, también deben realizar esta tarea rápidamente. Cuanto más se tarde en completar la instalación, más horas de trabajo-hombre y costos potenciales de alquiler de equipos se acumularán en el proyecto. 8. La asociación con un proveedor solar único puede aumentar la confiabilidad del proyecto al combinar componentes de calidad, compatibilidad garantizada del sitio y entrega a tiempo. 9. Los técnicos necesitan espacio de amortiguación para permitir ajustes de campo. Dado que los desarrollos solares son propensos al clima y otros retrasos, cuanto menos tiempo se necesite para construir el sistema, menor será la posibilidad de que surjan posibles retrasos problemáticos. Al entregar el sistema completo de manera oportuna, se reduce el tiempo de instalación. Esto también puede proporcionar más de una ventaja para compensar cualquier inexactitud en las etapas anteriores, como la colocación de cimientos.

Diseñador:

Julio González Amaris Ingeniero electricista MP AT205-73725 Cel: 3108204157

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Referencias técnicas •

IEEE P519.1, “Guide for Applying Harmonic Limits on Power Systems,” IEEE, vol. 12, 2012.

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ICONTEC, “PROTECCIÓN CONTRA DESCARGAS ELÉCTRICAS ATMOSFÉRICAS (RAYOS). PARTE 1: PRINCIPIOS GENERALES,” NTC 4552-1, vol. Primera Ac, no. 571, p. 45, 2008.

•

IEEE, IEEE 242 Recommended Practice for Protection and Coordination of Industrial and Commercial Power Systems, vol. 3, no. 2. 2001.

•

Código Eléctrico Colombiano – NTC 2050 – 1997.

•

Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas – RETIE 2013.

•

NFPA 70: National Electrical Code – NEC 2014.

•

IEEE Std C37.104™-2002.

•

Norma IEEE80 – 2013.

•

Norma IEC 60364 – Diseño de Instalaciones Eléctricas

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