Grupo de Sistemas Electrónicos Industriales
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- PublicationPROYECTO DE INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA DE 844,2 kWp SOBRE CUBIERTA PARA AUTOCONSUMO SIN EXCEDENTES UBICADA EN TARRAGONA(Universitat Politècnica de València, 2024-09-03) Luo Gao, Bang Jie; Patrao Herrero, Iván; Dpto. de Ingeniería Electrónica; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial; Grupo de Sistemas Electrónicos Industriales[ES] El presente documento trata de un proyecto donde se desarrolla el diseño de una instalación fotovoltaica de 844,2 kWp en la cubierta de una nave industrial ubicada en Tarragona. Para el diseño se realiza un estudio mediante datos de la demanda de energía eléctrica anual de la nave con el fin de ajustar la planta fotovoltaica a los consumos de la empresa. Para conocer la producción que se obtendrán del generador fotovoltaico se tiene en cuenta la ubicación, la geometría de la nave, la orientación e inclinación de los módulos. El generador fotovoltaico consta de 1549 módulos de 545 Wp y 7 inversores de 100 kWn cada uno, donde se emplea estructura coplanar. Se estima que la producción anual será de 821.596 kWh de energía fotovoltaica útil, lo que refleja en la cobertura de un 26,33 % de la energía demandada por la industria. Esto implica en un ahorro anual de 74.813,67 logrando amortizar la instalación fotovoltaica en aproximadamente 6 años. En este proyecto se abordan además del diseño, la fase de ejecución y la puesta en marcha de la instalación donde se explican las actuaciones necesarias para el funcionamiento de la misma teniendo en cuenta la planificación del cronograma.
- PublicationEntendiendo la hoja de características de un inversor fotovoltaico(2023-03-08T08:31:43Z) Patrao Herrero, Iván; Dpto. de Ingeniería Electrónica; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial; Grupo de Sistemas Electrónicos IndustrialesEn este vídeo se realiza un recorrido por los principales parámetros mostrados en la hoja de características de un inversor fotovoltaico comercial.
- PublicationDiseño de una instalación de energía solar fotovoltaica de conexión a red para cuina M® en Valencia(Universitat Politècnica de València, 2020-07-02) Romero Morales, Alfredo; González Medina, Raúl; Figueres Amorós, Emilio; Dpto. de Ingeniería Electrónica; Escuela Técnica Superior de Ingeniería del Diseño; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial; Grupo de Sistemas Electrónicos Industriales[ES] El presente proyecto expone el diseño de una instalación solar fotovoltaica para un pequeño local en Valencia, España. Contempla los estudios de optimización de inclinación y orientación, logrando cubrir el 77 % de la demanda de energía de consumo, a un rendimiento promedio de captación del 19 %, asimilando 16 % de pérdidas medidas. Se utiliza la integración matemática y el software Matlab para los cálculos de producción y eficiencia. Establece un ahorro promedio anual alrededor de 1 000 €, lo que garantiza un retorno de inversión a los 10 años. La instalación se compone de 19 paneles solares, alcanzando una potencia pico de 5,89 kW.
- PublicationDiseño de una instalación de20kW de placas solares híbridas para cubrir parte de la demanda energética de un hotel de 5 estrellas situado en la localidad de Santa Eulalia del Río, Ibiza(Universitat Politècnica de València, 2021-09-23) Galán Moncada, Raquel; González Medina, Raúl; Hernández Ferrer, Alberto; Dpto. de Ingeniería Electrónica; Escuela Técnica Superior de Ingeniería del Diseño; Grupo de Sistemas Electrónicos Industriales[ES] En el presente trabajo se estudia, diseña y dimensiona una instalación solar de 20 kW basada en placas solares híbridas. Está situada en la cubierta de un hotel de 5 estrellas en Santa Eulalia del Río, Ibiza. La instalación aportará parte de demanda térmica y eléctrica del edificio, con el propósito de reducir el consumo de diésel y de energía eléctrica de la red. En el presente documento se muestra todo el procedimiento que se ha llevado a cabo para el diseño de la solución propuesta. Se incluyen las especificaciones, cálculos, resultados, presupuesto y planos necesarios para la llevar a cabo la construcción de la instalación solar.
- PublicationProyecto de instalación fotovoltaica sobre suelo de inyección a red de 17,1MWp en Relleu, Alicante(Universitat Politècnica de València, 2024-07-17) Martínez Mira, Raúl; Patrao Herrero, Iván; Dpto. de Ingeniería Electrónica; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial; Grupo de Sistemas Electrónicos Industriales[ES] El presente Trabajo de Fin de Máster (TFM) consiste en el diseño, dimensionamiento y planteamiento de una instalación fotovoltaica de inyección a red sobre suelo, elaboración del presupuesto y análisis de la viabilidad económica de mismo, situado en un municipio de la provincia de Alicante (Relleu). El proyecto se desarrollará en una parcela en la que tendrá un mínimo impacto ambiental, y supondrá un gran avance en la producción de energía limpia y obtenida de manera sostenible para el municipio, que servirá como referencia para proyectos similares. Para la realización de dicho proyecto, se elaborará un estudio de diferentes alternativas de componentes y diferentes formas de transformar la energía: una primera que consiste en el empleo de inversores centralizados y una segunda forma en emplear inversores de string. Se analizarán las diferentes ventajas que nos ofrece una configuración u otra, y de forma razonada se seleccionará la mejor opción de las dos. Una vez seleccionada la forma en la que se transformará la energía producida por la instalación, se procederá al cálculo en detalle de la parte eléctrica, que abarcará desde los módulos hasta su conexión con el centro de seccionamiento del proyecto, desde el cual se conectará con la subestación eléctrica para la elevar la tensión e inyectarla a la red eléctrica por la que servirá de suministro a los municipios de alrededor. Por último, se elaborará un presupuesto del proyecto con el que se analizará la viabilidad económica de este.
- PublicationProyecto de instalación fotovoltaica de 1MWp en régimen de autoconsumo en Parc Sagunt, Sagunto (Valencia)(Universitat Politècnica de València, 2024-09-04) García García, Daniel; Patrao Herrero, Iván; Dpto. de Ingeniería Electrónica; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial; Grupo de Sistemas Electrónicos Industriales[ES] En el presente Trabajo de Fin de Grado se proyectará de una instalación fotovoltaica de 1MWp de potencia para la empresa Zumos Valencianos del Mediterráneo, S.A., dedicada a la producción y exportación de zumos de naranja. Esta instalación será adicional a otra ya existente de 2,7MWp. En el diseño de la instalación se estudiará la viabilidad de utilizar almacenamiento energético en baterías para el aprovechamiento de los excedentes no consumidos. Durante el desarrollo de proyecto se procederá al estudio, dimensionamiento y elección de todos los elementos que compondrán la instalación, tanto para la producción fotovoltaica como para la acumulación energética. Cada una de las decisiones tomadas para la elección de los elementos será respaldada con los cálculos y justificaciones correspondientes a cada uno de ellos. El emplazamiento donde se desarrollará esta instalación se sitúa en el parque empresarial Parc Sagunt, en localidad valenciana de Sagunto. Esta instalación contribuirá a la reducción de emisiones de gases contaminantes de efecto invernadero (NOx, SOx y CO2) mediante la producción de electricidad a través de energía solar producida en instalación propia. De esta forma se minimizará la dependencia de la empresa de la energía eléctrica producida en centrales eléctricas mediante fuentes de energía no renovables. Además, lo mencionado anteriormente conllevará a una mejora en cuanto a la imagen corporativa de la institución, apostando por basar su producción en fuentes de energía renovables. Por último, se realizará un estudio de viabilidad económica del proyecto con el fin de evaluar la inversión con los elementos y equipos elegidos para llevarlo a cabo y su posible implantación.
- PublicationDiseño y simulación de una estación de generación y almacenamiento de energía solar fotovoltaica portátil basada en convertidores electrónicos de potencia conmutados(Universitat Politècnica de València, 2023-07-26) Aoud Belbasser, Sofiane el; Patrao Herrero, Iván; Dpto. de Ingeniería Electrónica; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial; Grupo de Sistemas Electrónicos Industriales[ES] Una estación de energía portátil permite transformar, almacenar y suministrar de forma eficiente la energía proveniente de una instalación fotovoltaica plegable de manera autónoma y sostenible. El objeto de estudio del presente proyecto es el diseño y análisis de un convertidor de potencia para la construcción de una estación solar fotovoltaica portátil. En concreto, el presente proyecto abordará: - Selección de módulos fotovoltaicos plegables comerciales y batería. - Diseño de la etapa hardware del convertidor DC/DC que actuará como cargador de baterías. - Diseño de la etapa hardware del inversor de salida (230Vac/50Hz). - Modelado de la etapa de potencia de ambos convertidores (DC/DC y DC/AC). - Diseño y ajuste de los lazos de control de corriente media de ambos convertidores, incluyendo el algoritmo MPPT para el seguimiento del punto de máxima potencia en el generador fotovoltaico. - Validación del diseño mediante simulación.
- PublicationDiseño de planta solar agrovoltaica de 25 mw conectada a red sobre terreno vitivinícola(Universitat Politècnica de València, 2023-11-10) Hernández Milán, Pablo; Abellán García, Antonio; Dpto. de Ingeniería Electrónica; Escuela Politécnica Superior de Alcoy; Grupo de Sistemas Electrónicos Industriales[ES] La agrovoltaica, también conocida como agrofotovoltaica, consiste en aprovechar una misma superficie de terreno tanto para obtener energía solar como productos agrícolas. Adolf Goetzberger y Armin Zastrow fueron los primeros en proponer esta técnica en 1981, pero el concepto no comenzó a popularizarse hasta las primeras décadas de los 2000. Las condiciones climáticas extremas cada vez más comunes, ya sean temperaturas altas o bajas, además del descenso de las precipitaciones y el riesgo de desertificación pueden tener un impacto negativo en los cultivos. Las plantas tienen un rango de temperatura óptimo para su crecimiento y desarrollo, y cuando las temperaturas se desvían de ese rango, pueden experimentar estrés y reducir su productividad. Entre los cultivos más afectados tenemos, entre otros, a la vid. Estos cultivos son los más comunes en Villena (Alicante), donde por la localización durante el transcurso del año, la climatología generalmente tiende a ser extrema. Estas condiciones climáticas extremas pueden afectar negativamente a la vid de varias maneras. En el caso de las altas temperaturas, la vid puede experimentar deshidratación, ya que la planta pierde agua a través de la transpiración más rápido de lo que puede absorber del suelo. La deshidratación afecta al crecimiento y el desarrollo de la vid, lo que puede disminuir su producción y calidad de la uva. Además, las altas temperaturas pueden acelerar el proceso de maduración de la uva, reduciendo el tiempo que la uva tiene para desarrollar su sabor y aroma característicos. También pueden provocar la pérdida de acidez y otros componentes importantes que contribuyen al sabor y la calidad del vino. Por otro lado, las bajas temperaturas también pueden afectar negativamente la vid. Las heladas pueden dañar los brotes y las hojas de la vid, lo que puede afectar la producción y calidad de la uva. Las temperaturas bajas también pueden provocar la ralentización del crecimiento y el desarrollo de la vid, lo que puede disminuir su productividad. Instalar paneles fotovoltaicos en los campos de cultivo permitiría obtener una serie de beneficios. Por un lado, se aprovecha mejor el suelo necesario para la energía solar y por otro, se protege a las plantas más delicadas. Los paneles solares al convivir con los cultivos en la misma superficie pueden servir a modo de ¿parasoles¿ capaces de proteger los cultivos del granizo y aguaceros además del frío y del sol durante las sequías y olas de calor. La sombra reduce la evaporación y aumenta de la humedad del suelo, lo que reduce las necesidades hídricas de la tierra y gracias al efecto refrigerante de la evaporación de las plantas, el rendimiento de los paneles aumenta hasta en un 10%. La producción de energía solar también puede proporcionar un ingreso adicional a los agricultores y mejorar la rentabilidad de sus tierras. Esta instalación consta de paneles solares que convierten la energía solar en electricidad, los inversores convierten la corriente continua generada por los paneles solares en corriente alterna, mediante transformadores elevadores se eleva la tensión y se inyecta en la red eléctrica. En conclusión, una planta agrovoltaica combina la producción de energía solar y la agricultura en una sola instalación, lo que proporciona numerosos beneficios. Es una solución innovadora y sostenible que combina la producción de energía renovable con la agricultura para beneficio del medio ambiente, los agricultores y la sociedad en general.
- PublicationDiseño de una instalación fotovoltaica flotante de 1 MWp conectada a una red de 20kV en el embalse de Alarcón (Cuenca)(Universitat Politècnica de València, 2020-10-14) Bartolomé Martínez, Carlos; González Medina, Raúl; Hernández Ferrer, Alberto; Dpto. de Ingeniería Electrónica; Escuela Técnica Superior de Ingeniería del Diseño; Grupo de Sistemas Electrónicos Industriales[ES] En el siguiente proyecto se diseña una instalación fotovoltaica de conexión a la red, flotante y ubicada en el Embalse de Alarcón en Cuenca. La energía generada por los paneles solares se inyecta a una línea de 20kV cuyo apoyo se encuentra próximo a la ubicación de la planta. Se analizan los aspectos medioambientales, económicos y técnicos, relativos a este tipo de instalaciones, haciendo especial hincapié en las particularidades de una instalación flotante respecto a las instalaciones fotovoltaicas convencionales. El dimensionado y elección de equipos se realiza para poder obtener la mayor potencia posible, teniendo en cuenta las limitaciones encontradas: capacidad de potencia inyectada a red de 1MWp y el área para instalar los módulos fotovoltaicos será de alrededor de 4.500 m². Mediante un estudio solar previo de la zona (METEONORM, SOLARGIS, PVGIS SARAH y PVGIS) y la configuración adecuada, es posible conocer la energía anual producida por el parque solar fotovoltaico, sus horas de funcionamiento y pérdidas a lo largo del sistema a partir de PVsyst. Sabiendo los dispositivos más relevantes de la instalación (paneles, inversores y flotadores), se deben seleccionan también todos los elementos de protección y canalización adecuados para cumplir los criterios de caída de tensión, intensidad y de cortocircuito. Cada uno de los tramos que conectan la aparamenta seguirán la normativa vigente estipulada para conductores de baja y media tensión. La visualización del presente proyecto se lleva a cabo a partir del Layout en CAD, representando la disposición de paneles, posición de inversores, cableado de BT, cableado de MT, centro de protección y medida, casetas de control y repuestos, trafo elevador y el apoyo de la línea de evacuación. A lo largo de la descripción detallada de la planta fotovoltaica flotante de Alarcón se pretende desarrollar con claridad una comparativa respecto a una planta fotovoltaica tradicional, de modo que queden reflejadas las ventajas y desventajas que ofrecen cada una de estas opciones.
- PublicationDiseño de una instalación para el autoconsumo fotovoltaico e hídrico en una pequeña explotación agrícola en clima mediterráneo en la localidad de Denia(Universitat Politècnica de València, 2022-09-02) Tomàs Ribes, Sergi; Patrao Herrero, Iván; Dpto. de Ingeniería Electrónica; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial; Grupo de Sistemas Electrónicos Industriales[ES] En un mundo cada vez más globalizado se persiguen fundamentalmente dos grandes ideas, la eficiencia y la autonomía. Es por eso que este documento persigue plasmar esas dos grandes ideas y combinarlas con el entorno de la ingeniería para de ese modo proyectar un objeto que cuente con las mínimas ineficiencias y se encuentre en el mayor grado de independencia posible respecto de su entorno. Para plasmar dichas ideas, se ha decido realizar el proyecto en una propiedad típica de campo de la Comunitat Valenciana, o más concretamente del entorno de la costa mediterránea. En este proyecto, se han proyectado dos instalaciones y finalmente se han realizado dos pequeños estudios relacionados. En cuanto a las instalaciones, se ha proyectado en primera instancia una instalación solar térmica para actuar de fuente de energía para el circuito de ACS de la propiedad que cuenta con dos viviendas. De este se ha diseñado el elemento captador y todo el circuito hidráulico desde el punto de producción hasta el punto de consumo. La instalación fotovoltaica, se ha diseñado sobre la cubierta de una estructura tipo parquing para aprovechar mejor los espacios. En este caso, dicho espacio, tiene la función de cubierta solar y de zona de aparcamiento sombreada. De esta instalación se ha diseñado, el sistema de módulos, inversor, cableado y aparamenta eléctrica. En cuanto a los estudios, el primer análisis realizado ha sido sobre la posibilidad de instalar un sistema de recolección de agua de la lluvia o recuperación hídrica. Para ello, se han consultado bases de datos meteorológicas y se ha hecho una estimación ideal del agua recuperable en la zona construida de la propiedad. Se propone como tema de estudio un calculo más exacto del volumen recuperable de agua. Finalmente, se ha realizado un análisis de la tarifa 2.0 TD para definir los periodos más convenientes para el uso de la bomba de la explotación agrícola y para verter a la red eléctrica. Este proyecto de final de grado permite hacerse una idea de las magnitudes eléctricas y térmicas con las que debe contar una instalación de las características propuestas y que pueden ser útiles para el mundo laboral. Los estudios realizados buscan aumentar los conocimientos ya adquiridos por el mundo de la ingeniería y además propone un tema nuevo de estudio que puede ser útil para el correcto dimensionamiento de instalaciones de recuperación hídrica