SISTEMA DE REGULACION Y CONTROL DE LA POTENCIA ELECTRICA GENERADA EN INSTALACIONES SOLARES FOTOVOLTAICAS MEDIANTE DISPOSITIVOS DE OCULTACION DE LAS PLACAS SOLARES A LA RADIACION SOLAR.

Sistema de regulación y control de la potencia eléctrica generada en instalaciones solares fotovoltaicas mediante dispositivos de ocultación de las placas solares a la radiación solar.

El sistema se basa en ocultar y descubrir placas solares fotovoltaicas (1) mediante una persiana (2) accionada por un motor (3) para regular la potencia generada por una planta solar fotovoltaica. Un ordenador o autómata de control de la planta (7) envía la orden de apertura o cierre (5) al motor de cada persiana. El ordenador o autómata de control de la planta (6) recibe las consignas de potencia (4) del operador de la red a la que se conecta la planta solar fotovoltaica.

Con este sistema se podrá ajustar la potencia generada por una planta solar fotovoltaica al valor de consigna de potencia máxima que pueda establecer en cada momento el operador de la red a la que se conecta.

Sector de la Técnica.

la invención se encuadra dentro del sector de la técnica de las energía renovables, más en concreto, en lo relacionado con el control y regulación de la potencia eléctrica de las energías renovables.

El principal problema de las energías renovables en general, y de la solar fotovoltaica en particular, consiste en su dificultad para regular y controlar la potencia eléctrica que inyectan en el sistema eléctrico. Esta falta de capacidad de regulación impide el pleno desarrollo de las energías renovables cuya pote!ncia máxima instalada en el sistema eléctrico está limitada por dicha falta de capacidad de rE!gulación para adaptarse a las necesidades de consumo y para contribuir a mantener la seguridad y fiabilidad de la red.

Estado de la técnica.

Para solucionar estos problemas se ¡están estudiando en la actualidad diversos métodos o sistemas de regulación como puede ser el almacenamiento de la energía.

En el documento de patente ES 2316~~68A1 se propone un sistema encaminado a conseguir el control y la regulación de la energía eléctrica generada en las instalaciones solares fotovoltaicas. Dicho sistema consiste en el emplE!o de ultracondensadores para proporcionar al sistema capacidad de regulación de la potencia entregada a la red mediante el almacenamiento del exceso de energía que será entregado a la red posteriormente. La diferencia con la invención objeto de este documento es el método empleado para conseguir la regulación y control de la potencia. En el documento objeto de esta solicitud de patente, en lugar de utilizar ultracondensadores para el almacenamiento de la energía, se propone regular la potencia entregada a la red eléctrica mediante la ocultación o tapado automático de placas solares por medio persianas o cortinas de manera que se oculten o descubran las placas de la

radicación solar en un número suficiente para que se regule la potencia eléctrica adaptándose a las necesidades y requerimientos del sistema E!léctrico.

5 Por otro lado, en el campo de la energía solar térmica, han sido planteados sistemas y mecanismos para proteger las placas solares de los sobrecalentamientos excesivos así como de las acciones externas que pueden causar daños sobre las mismas.

10 15 20 En el documento de patente ES 2296488A1 se expone un dispositivo de cortinilla o persiana motorizada para ocultar y proteger pla, cas solares de sobrecalentamientos por exceso de radiación o por la acción de agentes externos, como por ejemplo el granizo. En la invención objeto de este documento se propone utiliz, ar dispositivos de ocultación similares a los expuestos en dicha patente, pero con la finalidad de permitir tapar o descubrir las placas solares para regular la potencia eléctrica entregada a la red por la instalación solar fotovoltaica. Además, existe otra diferencia, qwe consiste en que el método de accionamiento de la persiana o cortina, en lugar de ser controlado por diversos tipos de sensores de temperatura, presión o granizo, será accionado a través del sistema de control de la planta. El sistema de control establecerá, en función de las necesidades de la red eléctrica, el valor de potencia máxima a inyectar en la red, o bien necibirá dicho valor del operador de la red a la que se conecta. Tras el cálculo o recepción del valor de potencia máxima, el sistema de control enviará las órdenes de accionamiento a los motores para tapar o descubrir tantas placas solares como sea necesario para conseguir que~ la planta opere a la máxima potencia posible sin exceder el valor de consigna establecido.

Problema técnico planteado.

2S Debido al aumento de la potencia solar fotovoltaica instalada en los últimos años, los sistemas eléctricos requieren mayor capacidad de control y regulación de la energía generada para garantizar la correcta cobertura de la demanda eléctrica en condiciones de seguridad y fiabilidad del sistema eléctrico.

30 Para ello, las compañías eléctricas encargadas de la operación de las redes de distribución y transporte, así como los reguladores y legisladores de cada país, están estudiando requerimientos técnicos más exigentes para la nueva potencia solar fotovoltaica que se instale en los próximos años. El objetivo previsible que tendrán estos nuevos

requerimientos técnicos, será obligar a las; instalaciones solares fotovoltaicas a aportar capacidad de regulación y control sobre la potencia eléctrica que inyectan en la red. Estos nuevos requerimientos exigirán a la energía solar poder ajustar su potencia a las necesidades del operador de la red a la que se conectan piara garantizar la seguridad o fiabilidad de la red

eléctrica.

Por analogía con lo que ha sucedido con la energía eólica durante los últimos años, es esperable y previsible que a las futuras instalaciones de energía solar fotovoltaica se le requieran unos niveles de exigencia técnica similares a los que ha sido sometida la energía eólica.

Descripción detallada de la invención.

La invención que se propone en este documento, consiste en la utilización de un sistema o dispositivo tipo persiana, cortina o similar (2) para ocultar o tapar las placas solares fotovoltaicas (1) de la radicación solar, cuyo accionamiento será automático, con el objetivo de poder regular la potencia eléctrica entregada a la red tapando o descubriendo placas solares en función de los requerimientos del operador de la red. Cuando el operador de la red (6) establezca consignas a la potencia máxima a inyectar en su red, enviará esta consigna de potencia máxima a través de los sistemas de comunicaciones (4) al centro de control de la planta fotovoltaica (7) , donde se procesará 1f convertirá dicha consigna para ser enviada la orden correspondiente (5) al motor o motOrE~S (3) necesarios para accionar las persianas, de manera que se taparán o descubrirán el ntJlmero necesario de placas que permita que la potencia inyectada a la red sea inferior al valor máximo de consigna establecido. Cuando el valor de la consigna disminuya la potencia mál<ima, se taparán las placas necesarias para que la planta fotovoltaica opere a la máxima pote·ncia posible sin exceder el valor de consigna.

Cuando el valor de la consigna aumente I¡a potencia máxima, se descubrirán las placas necesarias para que la planta fotovoltaica opere a la máxima potencia posible sin exceder el valor de consigna. En el caso de que las limitaciones sean retiradas, se descubrirán todas las placas para que la instalación inyecte la máxima potencia disponible a la red.

En la figura 1 se muestra una planta solar fotovoltaica en la que cada placa solar (1) 30 dispone de su propia persiana motorizada (2) . En la figura 2 se muestra ampliado el sistema de accionamiento individual de cada persiana mediante motor eléctrico (3) que permita tapar o descubrir grupos de placas con independenda del resto. El accionamiento de cada persiana se realizará de manera automática en respuesta a las órdenes recibidas desde el ordenador o autómata de control (7) de la planta solar. Este ordenador o autómata (7) recibirá continuamente, a través del sistema de comunicaciones (4) , el valor de potencia máxima que 5 el operador de la red (6) permite inyectar en la red. Una vez recibido este valor, el ordenador o autómata (7) , calculará el número de persiianas que debe accionar para conseguir que la potencia inyectada en la red sea la mayor posible sin exceder el valor de potencia máxima recibido. Tras accionar las persianas, el sistema de control comprobará continuamente que la potencia total de la instalación es inferior al valor máximo ordenado por el operador de la red.

Si se cumple dicha consigna, el sistema se mantiene y si no se cumple, se acciona una nueva persiana y se vuelve a comprobar hasta conseguir el valor ordenado. El sistema funcionará mediante un sistema de control en lazo cerraldo, de manera que siempre se inyecta a la red la mayor potencia permitida por la radiación solar sin exceder el valor de la consigna actual de potencia máxima recibida del operador de la Ired.

los motores eléctricos (3) que accionan cada una de las persianas se alimentarán con corriente continua a la tensión nominal de generación de cada una de las placas fotovoltaicas (1) , de manera que sea cada una de las placas fotovoltaicas (1) las que proporcionen la potencia de accionamiento de cada uno de los motores. De esta manera se reduce la necesidad de cableado de la instalación, mejorando su eficacia y reduciendo los costes de instalación del sistema.

En la actualidad, se exige a los propietarios de instalaciones solares fotovoltaicas disponer de dispositivos de telecontrol y/o teledisparo que permitan al operador de la red a la...

1. Sistema de regulación y control de la potencia eléctrica generada en instalaciones solares fotovoltaicas mediante dispositivos de ocultación de las placas solares a la radiación solar

caracterizado por tapar y descubrir placas solares fotovoltaicas de manera automática, accionando los dispositivos de ocultación con motores eléctricos, para reducir o aumentar la potencia entregada a la red por la instalación solar fotovoltaica 2. Sistema según la reivindicación 1 caracterizado porque además comprende unidades remotas de control (RTUs) conectadas a cada motor que reciben las órdenes de apertura o cierre 10 desde el sistema de control de la instalación solar fotovoltaica.

3. Sistema según la reivindicación 1 caracterizado porque además comprende dispositivos de detección de final de carrera que cortan la alimentación eléctrica al motor y lo detienen una vez finalizado el recorrido de apertura o cierre del dispositivo de ocultación.

4. Procedimiento de accionamiento die los dispositivos de ocultación caracterizado porque el sistema es gobernado desde el sistema de control enviando órdenes de apertura o cierre a la RTU de cada motor, en base a consignas que establecen la potencia máxima que se permite que la instalación solar fotovoltaica entregue a la red eléctrica.

5. Procedimiento de accionamiento según la reivindicación 4 caracterizado porque el sistema de control recibe las consigas de potencia máxima permitida del operador de la red 20 eléctrica a la que se conecta, a través de los sistemas de comunicaciones disponibles en la planta fotovoltaica.