CENTRAL ELECTRICA SOLAR.

Central eléctrica solar (1) con una pluralidad de módulos fotovoltaicos (2) para la generación de energía a suministrar a una red de alimentación de energía polifásica,

estando una pluralidad de cadenas fotovoltaicas (3a, 3b, 3c), asignadas a diferentes fases (L1, L2, L3), conectadas al primario de un transformador principal (4) y existiendo, como mínimo, un inversor ondulador (5) para la conversión de la tensión continua generada por los módulos fotovoltaicos (2) en una tensión alterna de conformidad con la red, así como el transformador principal (4) está dotado de un conductor neutro (N) y una conexión a tierra, caracterizada porque entre el conductor neutro (N) y tierra (PE) está insertada una fuente de tensión continua adicional (6), de modo tal que el potencial de las cadenas fotovoltaicas (3a, 3b, 3c) es desplazado y está regulada una tensión de polarización diferente de cero voltios

Central eléctrica solar.

La invención se refiere a una central eléctrica solar con una pluralidad de módulos fotovoltaicos para la generación de una energía a suministrar a una red de alimentación de energía polifásica, estando una pluralidad de cadenas fotovoltaicas, asignadas a diferentes fases, conectadas al primario de un transformador principal y existiendo, como mínimo, un inversor ondulador para la conversión de la tensión continua generada por los módulos fotovoltaicos en una tensión alterna de conformidad con la red, así como el transformador principal está dotado de un conductor neutro y una conexión a tierra o solamente una conexión a tierra.

Las grandes instalaciones solares, denominadas centrales eléctricas solares, se componen de una pluralidad de módulos solares o módulos fotovoltaicos e inversores onduladores. Los módulos fotovoltaicas que actúan como generadores son conectados en serie o en paralelo en así denominadas cadenas. Los inversores onduladores son conectados de modo tal que suministran a través de un transformador principal común a la red de alimentación de energía.

En principio, pueden usarse inversores onduladores monofásicos o polifásicos. Principalmente, se usan inversores onduladores trifásicos.

Es conocido disponer inversores onduladores de manera tal que se alimenta cada fase de un transformador principal polifásico. Consecuentemente, para cada fase existe, como mínimo, un inversor ondulador. Los inversores onduladores son conectados por medio de interruptores, en particular contactores, a las fases o conductores L1, L2, L3 y, consecuentemente, al primario del transformador. En el primario, los arrollamientos del transformador están conectados en estrella. El punto medio está conectado al conductor neutro "N". El conductor neutro "N" se conecta a tierra (PE). Los arrollamientos del secundario están conectados, preferentemente, en triángulo.

Si se usa un inversor ondulador polifásico, concretamente un inversor ondulador trifásico, las salidas del inversor ondulador son conectadas a los conductores L1, L2, L3 por medio de contactores.

Algunos módulos fotovoltaicos, concretamente módulos de película delgada, deben operarse de modo tal que no puedan presentarse en sus células una determinada orientación de las intensidades de campo. De otro modo, debe contarse con un daño prematuro de estos módulos, que puede conducir a una reducción de la vida útil.

Una solución conocida consiste en poner a tierra una conexión del generador fotovoltaico. De este modo, las células de los módulos pueden aceptar exclusivamente tensiones de una polaridad a tierra.

Sin embargo, la puesta a tierra de los módulos condiciona el uso de inversores onduladores de desconexión galvánica o bien inversores onduladores sin transformador de determinadas topologías. Para poder alimentar la red, ambos tipos de inversores onduladores deben generar internamente una polaridad faltante de la tensión de entrada. Ello produce una disminución de la eficiencia de conversión de estos inversores onduladores.

Contrariamente, otra solución se conoce por el documento DE 20 2006 008 936 U1. Esta consiste en aplicar determinado potencial a una conexión de módulo. O sea, existe un dispositivo mediante el que la conexión negativa de un módulo es subido a un potencial positivo. De este modo, se intenta aumentar la vida útil de los módulos. La ventaja de este dispositivo es que pueden usarse inversores onduladores de diferente topología.

En una instalación solar grande con muchos generadores fotovoltaicos e inversores onduladores deberían montarse, sin embargo, un gran número de estos dispositivos, lo que, sin embargo, es caro.

Es el objetivo de la invención perfeccionar una central eléctrica solar del tipo mencionado, de modo que sea posible un aumento de la vida útil de los módulos fotovoltaicos, particularmente en el caso de módulos de película delgada, siendo posible un grado de eficiencia de conversión con costes de conexionado reducidos.

De conformidad con una variante, este objetivo es conseguido porque entre el conductor neutro y tierra está insertada una fuente de tensión continua adicional de modo tal, que el potencial de las cadenas fotovoltaicas es desplazado y está regulada una tensión de polarización diferente de cero voltios.

De conformidad con otra variante, entre una de las fases y tierra está dispuesta una fuente de tensión continua adicional de modo tal, que el potencial de las cadenas fotovoltaicas es desplazado y una tensión de polarización es regulada diferente de cero voltios.

Las soluciones de conformidad con la invención tienen la ventaja de que no es posible una orientación de la intensidad de campo perjudicial y, de este modo, se impide un daño de los módulos.

La particular ventaja de la invención consiste en poder usar generadores fotovoltaicos que deben operarse puestos a tierra. La disposición de circuito de conformidad con la invención puede usarse, además, con todas las topologías de inversores onduladores en grandes instalaciones que requieren un transformador principal propio. Consecuentemente, no se necesita usar inversores onduladores especiales.

De conformidad con la invención resulta una instalación solar con, como mínimo, un transformador principal, estando insertado entre el conductor neutro (N) y tierra (PE) una fuente de tensión continua adicional, de modo que el potencial de una conexión de la cadena fotovoltaica es ajustada a un potencial diferente de cero voltios o mayor que cero voltios. Sin embargo, dicho potencial también puede ser una tensión negativa. Consecuentemente, el valor de la tensión debe ser diferente de cero voltios. En nivel y polaridad, la tensión de polarización se ajusta al potencial deseado de la cadena fotovoltaica.

Mediante la invención se soluciona, además, el problema de la puesta a tierra, concretamente sin que sea necesario usar un inversor ondulador de desconexión galvánica o un inversor ondulador sin transformador de una determinada topología de circuito.

Usando una disposición de inversor ondulador trifásico sin la implementación de un conductor neutro, puede insertarse la fuente de tensión continua entre una de las tres fases L1, L2, L3 y PE.

Usando una disposición de inversor ondulador trifásico con la implementación de un conductor neutro, la fuente de tensión continua es conectada entre el conductor neutro y PE. El punto medio del transformador está conectado con un conductor neutro. También aquí, el transformador principal es un transformador polifásico.

La invención es definida mediante una central eléctrica solar con las características técnicas de las reivindicaciones 1 y 2 independientes.

Otras configuraciones ventajosas de la invención deben derivadas de las reivindicaciones secundarias.

En un perfeccionamiento ventajoso del accionamiento de conformidad con la invención está dispuesta la conexión de un dispositivo de monitoreo de corriente de la fuente de tensión continua adicional, para la detección de defectos a tierra. Ello permite el monitoreo adicional de defectos a tierra o aislamientos defectuosos con costes reducidos en términos de conexionado, concretamente porque el mismo circuito de intensidad que conduce al PE puede ser usado tanto para un aumento de potencial como para medir la corriente.

Mediante una apropiada tensión de polarización del punto medio de red puede conseguirse una tensión de polarización unipolar de todas las células fotovoltaicas del generador, también cuando suministran a través de un inversor ondulador sin transformador. El uso de inversores onduladores sin transformador altamente eficientes en instalaciones fotovoltaicas de gran capacidad es, de este modo, también posible en caso de usar módulos fotovoltaicos sensibles, como módulos de película delgada o módulos de células amorfas. Por consiguiente, es muy ventajoso cuando los módulos fotovoltaicos están realizados como módulos de película delgada y cada inversor ondulador está realizado como inversor ondulador sin transformador.

En otra realización preferente de la invención, para cada fase se usa un inversor ondulador. Con una gran capacidad de la central eléctrica es ventajoso el uso de varios inversores onduladores. Frecuentemente, los inversores onduladores monofásicos no presentan una desconexión galvánica. Los inversores onduladores están dispuestos de modo que es alimentada cada fase del transformador polifásico....

1. Central eléctrica solar (1) con una pluralidad de módulos fotovoltaicos (2) para la generación de energía a suministrar a una red de alimentación de energía polifásica, estando una pluralidad de cadenas fotovoltaicas (3a, 3b, 3c), asignadas a diferentes fases (L1, L2, L3), conectadas al primario de un transformador principal (4) y existiendo, como mínimo, un inversor ondulador (5) para la conversión de la tensión continua generada por los módulos fotovoltaicos (2) en una tensión alterna de conformidad con la red, así como el transformador principal (4) está dotado de un conductor neutro (N) y una conexión a tierra, caracterizada porque entre el conductor neutro (N) y tierra (PE) está insertada una fuente de tensión continua adicional (6), de modo tal que el potencial de las cadenas fotovoltaicas (3a, 3b, 3c) es desplazado y está regulada una tensión de polarización diferente de cero voltios.

2. Central eléctrica solar con una pluralidad de módulos fotovoltaicos (2) para la generación de energía a suministrar a una red de alimentación de energía polifásica, estando una pluralidad de cadenas fotovoltaicas (3a, 3b, 3c), asignadas a diferentes fases (L1, L2, L3), conectadas al primario de un transformador principal (4) y existiendo, como mínimo, un inversor ondulador (5) para la conversión de la tensión continua generada por los módulos fotovoltaicos (2) en una tensión alterna de conformidad con la red, así como el transformador principal (4) está dotado de una conexión a tierra (PE), caracterizada porque entre una de las fases (L1, L2, L3) y tierra (PE) está insertada una fuente de tensión continua adicional (6), de modo tal que el potencial de las cadenas fotovoltaicas (3a, 3b, 3c) es desplazado y está regulada una tensión de polarización diferente de cero voltios.

3. Central eléctrica solar, según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque está conectado un dispositivo de monitoreo de corriente de la fuente de tensión continua adicional (6), para la detección de defectos a tierra.

4. Central eléctrica solar, según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque los módulos fotovoltaicos (2) están realizados como módulos de película delgada.

5. Central eléctrica solar, según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque cada inversor ondulador (5) está realizado como inversor ondulador sin transformador.

6. Central eléctrica solar, según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque para cada fase se usa un inversor ondulador (5).

7. Central eléctrica solar, según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque cada inversor ondulador (5) está conectado con el transformador (4) mediante interruptores.

8. Central eléctrica solar, según la reivindicación 7, caracterizada porque como interruptor se usa, como mínimo, un contactor (7).

9. Central eléctrica solar, según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque un primario del transformador (4) está conectado en estrella, estando un punto medio del transformador (4) conectado con un conductor neutro (N).

10. Central eléctrica solar, según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque un primario del transformador (4) está conectado en triángulo, estando el transformador (4) realizado sin conductor neutro (N).

11. Central eléctrica solar, según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque los arrollamientos de un secundario del transformador (4) están conectados en triángulo.