DISPOSITIVO DE DETERMINACIÓN DE LA TENSIÓN Y CORRIENTES ENTREGADAS POR UN PANEL FOTOVOLTAICO, INSTALACIÓN PROVISTA DE UN TAL DISPOSITIVO Y PROCEDIMIENTO DE ADAPTACIÓN DE LA IMPEDANCIA A PARTIR DE UN TAL DISPOSITIVO.
Dispositivo de determinación de la tensión y corrientes entregadas por un panel fotovoltaico,
instalación provista de un tal dispositivo y procedimiento de adaptación de la impedancia a partir de un tal dispositivo.
Se propone un dispositivo de determinación de la tensión y la corriente entregadas por un primer panel fotovoltaico con medios de medida de corriente y tensión, unos primer y segundo terminales de conexión a la entrada del primer panel, que además comprende un tercer terminal de conexión al borne de salida de un segundo panel, un cuarto terminal de conexión en paralelo con el segundo terminal de conexión a un tercer panel fotovoltaico y medios inalámbricos de envío de la corriente y la tensión instantáneas medidas, estando los medios de medida convenientemente conectados, de modo que es posible conocer de forma remota el punto de funcionamiento de un panel fotovoltaico dispuesto en serie con otros dos paneles fotovoltaicos.
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200900449.
Solicitante: MONTAJES Y PROYECTOS ELECTROTECNICOS, S.L.
Nacionalidad solicitante: España.
Inventor/es: HERGUIDO CARTES,SEBASTIAN.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- G01R31/40 FISICA. › G01 METROLOGIA; ENSAYOS. › G01R MEDIDA DE VARIABLES ELECTRICAS; MEDIDA DE VARIABLES MAGNETICAS (indicación de la sintonización de circuitos resonantes H03J 3/12). › G01R 31/00 Dispositivos para ensayo de propiedades eléctricas; Dispositivos para la localización de fallos eléctricos; Disposiciones para el ensayo eléctrico caracterizadas por lo que se está ensayando, no previstos en otro lugar (ensayo o medida de dispositivos semiconductores o de estado sólido, durante la fabricación H01L 21/66; ensayo de los sistemas de transmisión por líneas H04B 3/46). › Ensayo de fuentes de alimentación (ensayos de dispositivos fotovoltaicos H02S 50/10).
- H01L31/042 ELECTRICIDAD. › H01 ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS. › H01L DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES; DISPOSITIVOS ELECTRICOS DE ESTADO SOLIDO NO PREVISTOS EN OTRO LUGAR (utilización de dispositivos semiconductores para medida G01; resistencias en general H01C; imanes, inductancias, transformadores H01F; condensadores en general H01G; dispositivos electrolíticos H01G 9/00; pilas, acumuladores H01M; guías de ondas, resonadores o líneas del tipo guía de ondas H01P; conectadores de líneas, colectores de corriente H01R; dispositivos de emisión estimulada H01S; resonadores electromecánicos H03H; altavoces, micrófonos, cabezas de lectura para gramófonos o transductores acústicos electromecánicos análogos H04R; fuentes de luz eléctricas en general H05B; circuitos impresos, circuitos híbridos, envolturas o detalles de construcción de aparatos eléctricos, fabricación de conjuntos de componentes eléctricos H05K; empleo de dispositivos semiconductores en circuitos que tienen una aplicación particular, ver la subclase relativa a la aplicación). › H01L 31/00 Dispositivos semiconductores sensibles a la radiación infrarroja, a la luz, a la radiación electromagnética de ondas más cortas, o a la radiación corpuscular, y adaptados bien para la conversión de la energía de tales radiaciones en energía eléctrica, o bien para el control de la energía eléctrica por dicha radiación; Procesos o aparatos especialmente adaptados a la fabricación o el tratamiento de estos dispositivos o de sus partes constitutivas; Sus detalles (H01L 51/42 tiene prioridad; dispositivos consistentes en una pluralidad de componentes de estado sólido formados en o sobre un sustrato común, diferentes a las combinaciones de componentes sensibles a la radiación con una o varias fuentes de luz eléctrica H01L 27/00). › Módulos fotovoltaicos o conjuntos de células individuales fotovoltaicas (las estructuras de soporte de los módulos fotovoltaicos H02S 20/00).
Fragmento de la descripción:
Dispositivo de determinación de la tensión y corrientes entregadas por un panel fotovoltaico, instalación provista de un tal dispositivo y procedimiento de adaptación de la impedancia a partir de un tal dispositivo.
La presente invención se refiere a un dispositivo de determinación de la tensión y corrientes entregadas por un panel fotovoltaico, que permite realizar una adaptación en tiempo real de la impedancia para maximizar la potencia entregada por la instalación a la que pertenece el panel, y todo ello en condiciones de seguridad. Asimismo, se refiere a una instalación provista de un tal dispositivo y a un procedimiento de adaptación de la impedancia a partir de un tal dispositivo.
Antecedentes de la invención
Es conocido que las condiciones de funcionamiento de uno o más paneles de una instalación fotovoltaica pueden perjudicar considerablemente a la potencia entregada, es decir a la eficiencia global de la instalación.
Concretamente, las condiciones de funcionamiento están fuertemente influenciadas por las diversas circunstancias ambientales tales como la irradiancia solar, temperatura y velocidad solar, y por la variación de las características eléctricas de los diferentes componentes eléctricos a lo largo del tiempo.
Esta situación, muy habitual, perjudica seriamente al retorno de la inversión en instalaciones fotovoltaicas, en las cuales operar continuamente en un punto de funcionamiento de máxima potencia es crucial.
Para dar remedio a ello, es conocido medir la tensión y la corriente individuales de cada panel mediante multímetros
o instrumentación adecuada comerciales.
Sin embargo, actualmente no existen sistemas de medida idóneos en campo que puedan dar un resultado objetivo del rendimiento de los paneles fotovoltaicos incluidos en un sistema de generación de energía eléctrica.
Previo a la instalación, se efectúan cálculos que aproximan el resultado final, partiendo de las mediciones convencionales de campo que se hayan efectuado antes. En estos cálculos se contabilizan como pérdidas algunos circuitos que se podían contabilizar como menos rentables y no como pérdidas. Para analizar la rentabilidad y, en su caso, la viabilidad de una mejora energética en instalaciones solares, es necesario partir de datos adquiridos en tiempo real.
En un sistema fotovoltaico con acumulación de energía eléctrica o sistemas pequeños, un dispositivo de medida convencional puede ser suficiente.
Pero la medición individual de los parámetros eléctricos de funcionamiento de cada panel se hace muy difícil e incluso imposible cuando los paneles forman parte de un conjunto serie/paralelo que los sitúa a un potencial elevado, que motiva una menor precisión de medida por fondo de escala muy superior al rango de medidas buscado.
Los fabricantes de paneles garantizan una potencia pico en unas ciertas circunstancias y proporcionan datos sobre las posibles desviaciones de la misma. Asimismo, definen una degradación a largo plazo de los paneles como porcentaje al final de un período de entre 10 y 20 años.
Obviamente, el proceso de degradación no tiene porqué ser uniforme a lo largo del citado período. Por lo tanto, a lo largo del tiempo, se producen dispersiones de potencias variables y frecuentemente superiores a las estimadas.
Este estado de la técnica se ha basado en los sistemas fotovoltaicos actualmente instalados conectados a la Red Eléctrica en la Comunidad Europea.
En la mayoría de instalaciones conocidas se utilizan tensiones de trabajo de 300 a 900 V en corriente continua, con el fin de minimizar los costes de cableado y de los inversores de corriente continua a alterna.
Consecuentemente, se conectan paneles en serie, para llegar a las tensiones de trabajo indicadas, y estas series se conectan en paralelo para llegar a las potencias escogidas para los inversores.
La mayoría de paneles planos tienen una tensión nominal individual entre 20 y 40 Vcc. En tecnologías de Thin Film este rango de tensiones se eleva hasta superar los 100 Vcc. Los sistemas de concentración tienen arquitecturas diversas y sus tensiones se sitúan entre 80 y 100 Vcc.
Una vez determinadas las necesidades específicas de adaptación de impedancias de una planta, no existen actualmente circuitos para realizar esta corrección de forma dinámica y con un coste que los haga rentables para una planta de generación fotovoltaica conectada a la Red Eléctrica.
Por lo tanto, es evidente la necesidad de disponer de un dispositivo que dé solución a los mencionados inconvenientes del estado de la técnica, es decir, que permita medir con precisión y en tiempo real, y en condiciones de seguridad, los parámetros eléctricos de funcionamiento de los paneles individuales, y emplear estos para adaptar dinámicamente la impedancia de cada panel individual para maximizar la potencia entregada por la instalación.
Descripción de la invención
Para ello, la presente invención propone un dispositivo de determinación de la tensión en bornes de un primer panel fotovoltaico y de la corriente entregada por este, provisto de:
- medios de medida de dicha corriente,
- medios de medida de dicha tensión,
- un primer terminal de conexión adaptado para ser conectado al borne de entrada del primer panel fotovoltaico,
- un segundo terminal de conexión adaptado para ser conectado al borne de salida del primer panel fotovoltaico,
que se caracteriza por el hecho de que comprende
- un tercer terminal de conexión adaptado para ser conectado al borne de salida de un segundo panel fotovoltaico,
- un cuarto terminal de conexión en paralelo con el segundo terminal de conexión y adaptado para ser conectado un tercer panel fotovoltaico,
- estando los medios de medida de dicha corriente conectados a dichos terminales primero y tercero y los medios de medida de dicha tensión entre los terminales primero y segundo,
- medios inalámbricos de envió de la corriente y la tensión instantáneas medidas mediante dichos medios de medida de la corriente y de la tensión,
de modo que es posible conocer de forma remota el punto de funcionamiento de un panel fotovoltaico dispuesto en serie con otros dos paneles fotovoltaicos.
Con el dispositivo descrito se resuelven los problemas del estado de la técnica puesto que:
- El sistema de conexiones y la capacidad de envió remoto de datos permiten conocer, sin necesidad de medir tensiones en condiciones de tensión elevada, la corriente y la tensión de un panel individual.
- Las conexiones están especialmente concebidas para ser conectado fácilmente y en un tiempo mínimo a una instalación ya existente, por lo que es aplicable a una instalación existente.
- Al medir tensiones reducidas, el fondo de escala se reduce y se aumenta la precisión.
Preferentemente, el tercer terminal y el cuarto terminal son macho/hembra conjugados o bien hembra/macho conjugados respectivamente y más preferentemente el primer terminal y el tercer terminal son macho/hembra conjugados
o bien hembra/macho conjugados respectivamente y aún más preferentemente, de modo que es posible conectar dispositivos a paneles en serie empleando un mínimo número de conexiones.
Asimismo, la invención se refiere a una instalación de producción de energía solar fotovoltaica provista de una pluralidad de paneles fotovoltaicos conectados en serie, que comprende un dispositivo como el descrito más arriba, con sus variantes, conectado entre dos paneles consecutivos. Debido a la simplicidad del dispositivo de la invención y a su facilidad de conexión, es posible conectar una pluralidad de estos a un conjunto de paneles fotovoltaicos que conforman una instalación.
Preferentemente, esta instalación comprende un dispositivo como el descrito más arriba, con sus variantes, conectado entre la entrada del conjunto y el primer panel y entre el último panel y la salida del conjunto, de modo que es posible conocer los parámetros eléctricos de funcionamiento de los paneles extremos de una rama.
Finalmente,...
Reivindicaciones:
1. Dispositivo (1) de determinación de la tensión (V) en bornes (2a, 2b) de un primer panel fotovoltaico (2) y de la corriente (I) entregada por este, provisto de -medios de medida (4) de dicha corriente (I) , -medios de medida (5) de dicha tensión, -un primer terminal de conexión (1a) adaptado para ser conectado al borne de entrada (2a) del primer panel fotovoltaico (2) , -un segundo terminal de conexión (1b) adaptado para ser conectado al borne de salida (2b) del primer panel fotovoltaico (2) , caracterizado por el hecho de que comprende -un tercer terminal (1c) de conexión adaptado para ser conectado al borne de salida de un segundo panel fotovoltaico (6) , -un cuarto terminal (1d) de conexión en paralelo con el segundo terminal de conexión (1b) y adaptado para ser conectado un tercer panel fotovoltaico (7) , -estando los medios de medida (4) de dicha corriente (I) conectados a dichos terminales primero y tercero y los medios de medida (5) de dicha tensión entre los terminales primero y segundo, -medios inalámbricos de envío (8) de la corriente y la tensión instantáneas medidas mediante dichos medios de medida (4, 5) de la corriente y de la tensión,
de modo que es posible conocer de forma remota el punto de funcionamiento de un panel fotovoltaico (2) dispuesto en serie con otros dos paneles fotovoltaicos (6, 7) .
2. Dispositivo (1) según la reivindicación anterior en el que el tercer terminal (1c) y el cuarto terminal (1d) son macho/hembra conjugados o bien hembra/macho conjugados respectivamente.
3. Dispositivo (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el primer terminal (1a) y el tercer terminal son macho/hembra conjugados o bien hembra/macho conjugados respectivamente.
4. Instalación de producción de energía solar fotovoltaica provista de una pluralidad de paneles fotovoltaicos conectados en serie, que comprende un dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 conectado entre dos paneles consecutivos.
5. Instalación según la reivindicación anterior, que comprende un dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones1a3 conectado entre la entrada del conjunto y el primer panel y entre el último panel y la salida del conjunto.
6. Procedimiento de adaptación de la impedancia de una instalación de paneles fotovoltaicos conectados en serie, caracterizado por las etapas consistentes en:
- Obtener de forma remota el punto de funcionamiento de cada panel empleando un dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones1a3,
- Adaptar la impedancia de cada panel para obtener la máxima potencia entregada por la instalación.
Patentes similares o relacionadas:
Soporte de módulo solar, del 17 de Junio de 2020, de K2 Systems GmbH: Soporte de módulo solar para sostener sujetando un módulo solar , presentando un soporte base que se puede sujetar en el lugar de montaje, un elemento intermedio […]
Procedimiento para fabricar una película delgada a base de CI(G)S fotovoltaica mediante el uso de un fundente con un punto de fusión bajo, del 6 de Mayo de 2020, de KOREA INSTITUTE OF ENERGY RESEARCH: Un procedimiento de fabricación de una película delgada a base de CI(G)S para una celda solar mediante el uso de un fundente que tiene un punto de fusión […]
Procedimiento de fabricación de un elemento fotovoltaico, del 22 de Abril de 2020, de COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE ET AUX ENERGIES ALTERNATIVES: Procedimiento de fabricación de un elemento fotovoltaico, que comprende: a) una etapa de conexión eléctrica en serie de una pluralidad de células fotovoltaicas […]
Baldosa y sistema asociado para el control de alumbrado y/o aforo del tráfico, del 2 de Abril de 2020, de ACTIVIDADES DE CONSULTORIA TECNICA, INVESTICACION Y SERVICIOS AVANZADOS, S.L: Baldosa para el control de alumbrado y/o aforo del tráfico, que comprende una carcasa para su instalación en el pavimento , medios fotovoltaicos […]
Módulo de batería solar, del 25 de Marzo de 2020, de SHIN-ETSU CHEMICAL CO., LTD.: Un módulo de células solares que comprende primeras células solares que comprenden un primer sustrato de tipo conductividad que es un […]
Cargador solar para dispositivos electrónicos portátiles, del 13 de Marzo de 2020, de ARRESE MATA, Fiona: 1. Cargador solar para dispositivos electrónicos portátiles, tal como un teléfono móvil, tableta o similar, caracterizado por el hecho de […]
Control de altitud de globo usando ajuste de densidad y/o ajuste de volumen, del 12 de Febrero de 2020, de Loon LLC: Un globo , que comprende: una envoltura ; una carga útil colocada debajo de la envoltura , en donde la envoltura comprende […]
Dispositivo de soporte de panel, del 22 de Enero de 2020, de Ciel et Terre International: Instalación fotovoltaica flotante que comprende paneles fotovoltaicos y un sistema de soporte de paneles fotovoltaicos resultante del […]