Dispositivo de control y gestión de instalaciones solares.Este dispositivo supervisa y gestiona la corriente continua que se produce en una instalación solar fotovoltaica,

en función de datos geográficos y medioambientales de la zona, como latitud, radiación, temperatura ambiente, inclinación de los paneles, posición del seguidor solar, tensión y corriente del motor seguidor, tensión y corriente generada por los paneles solares, tensión y corriente del inversor, etc.Se caracteriza por recibir esta información mediante sensores que la transmiten a una serie de módulos interconectados a la CPU para su procesamiento y gestión según un programa informático específico.Resuelve el problema de: cuanto, cuando y que calidad de la energía eléctrica se produce. Lo conocido se limita solamente a monitorizar la información de los inversores y gestionar el consumo en base a unas franjas preestablecidas de consumo

Dispositivo de control y gestión de instalaciones solares.

Objeto de la invención

Este invento tiene como objeto analizar y gestionar la calidad y cantidad de energía eléctrica producida por una instalación fotovoltaica de paneles solares, e informar telemáticamente en tiempo real de todas las variables de dicha instalación.

Antecedentes de la invención

Actualmente se sabe que en base a los conversores de corriente se obtiene información de la cantidad de producción y cierta información respecto de pérdidas, reducciones etc. de producción de energía de instalaciones solares, pero continúan sin la suficiente información sobre "Cuanto", "Cuando", y en "Que calidad" se está produciendo la electricidad que facturan por las citadas instalaciones solares conectadas a la red. Y lo que es peor, continuarán sin poder advertir y controlar la producción de potencia eléctrica instantánea en su instalación bajo unos criterios propios de producción energética, previamente establecidos sobre unas condiciones reales de producción. Es decir seguirán sin poder racionalizar-gestionar su producción de electricidad y por lo tanto continuarán sin eficiencia en sus plantas con pérdida de energía y dinero, perjudicando sus resultados contables, además de desperdiciar de forma directa y grave la generación de energías limpias.

Por este motivo aquellos que carezcan de un sistema inteligente, fácilmente programable por parte del técnico de mantenimiento, bajo criterios prefijados de producción eléctrico, que le permita advertir y controlar permanentemente y de forma eficaz, tanto la producción eléctrica esperada, como los consumos eléctricos, fugas de energía, bajo rendimiento de paneles etc. no podrán evitar la ineficacia de la planta y desperdiciar la energía solar.

Esta situación no solamente ocurre en España, sino también en todos los países modernos del mundo, tal y como demuestra el actual estado de la técnica a nivel internacional. Ya que hasta la fecha no se ha comercializado ningún dispositivo que le permita realizar al usuario, de forma interactiva y a un precio asequible, una gestión racional de la producción eléctrica basada en criterios técnicos, que se establezcan para la zona donde se ha llevado a cabo la instalación.

En este sentido, el autor de este invento ha desarrollado un "Gestor de producción de Energía Eléctrica" (GPE), por ordenador, que permite una extraordinaria mejora de las condiciones de producción eléctrico y a un precio asequible para cualquier instalación de energía solar, de tipo privado o público.

Descripción de la invención

Se trata de un dispositivo de control y gestión interactivo de instalaciones solares, que supervisa y gestiona la corriente continua que se produce en una instalación solar fotovoltaica, en función de los datos geográficos y medioambientales de la zona, como latitud, radiación, temperatura ambiente, inclinación de los paneles, posición del seguidor solar (si existe) y su fidelidad a los movimientos programados, etc.

Por otra parte el dispositivo recibe información de la energía eléctrica producida por los paneles solares antes y después del inversor, que permiten comparar estos datos con los teóricos de máxima producción de la instalación y emitir informes que permitirán tomar decisiones en tiempo real, con el objeto de obtener el máximo rendimiento de la misma.

Sus componentes principales son los siguientes:

- Una unidad central de proceso (CPU).

- Pantalla alfanumérica.

- Reloj de tiempo real.

- Fuente de alimentación.

- Teclado.

- Pilotos de indicación y advertencia visual.

- Altavoz.

- Relés de maniobra.

- Teclado.

- MODEM para comunicaciones telefónicas.

- Unidad de transmisión de datos, vía red "LON" o por radiofrecuencia.

Una vez instalado y programado el dispositivo, éste permitirá al usuario con solo pulsar un botón, revisar el cumplimiento de sus criterios técnicos y previsiones de producción de energía eléctrica para que el ordenador sintonice, controle, advierta y ejecute sus consignas.

Mediante este dispositivo de control, se logran evitar pérdidas económicas por baja eficiencia de la instalación de energía solar.

Esta tecnología resulta asequible a cualquier usuario, sea cual sea su tipo y volumen de producción de energía, gracias a una total interoperatividad a través de un sencillo lenguaje visual y sonoro.

El sistema informa permanentemente al usuario mediante una pequeña pantalla sobre la producción instantánea en Euros/hora y sobre el tipo de producción: Mínimo, medio, alto o bajo, que se está produciendo en la instalación. Esto evitará pérdidas indeseadas, y permitirá llevar un mantenimiento preventivo y predictivo, advirtiendo incluso antes de sufrir un posible bajón de la producción.

Trabajará además como contador de energía de eléctrica, informando sobre la producción acumulada y también como gestor para la conexión y desconexión de la instalación en caso de emergencia permitiendo incluso el control remoto vía teléfono y telemedida de la energía.

Registrará también los fallos en la calidad del suministro eléctrico como defensa del empresario o usuario frente a las compañías eléctricas.

La instalación del dispositivo no requiere realizar obras, ni preinstalaciones de cableado.

Es además muy sencillo de utilizar ya que no se requieren conocimientos técnicos ni mantenimiento de ningún tipo.

Explicación de acrónimos y anglicismos utilizados

PLC: Programmable logic computer: Computador lógico programable.

RF: Radio frecuencia.

LON: Local operating network: Red de operaciones local. Norma UNE-EN 14908.

BLUETOOTH: Es la especificación que define un estándar global de comunicaciones inalámbricas para redes de área personal que permite la transmisión de voz y datos entre diferentes equipos mediante un enlace por radiofrecuencia en entornos de comunicaciones móviles y estáticos; está recogida por el grupo de trabajo 802.15.1 del IEEE.

MODEM: Aparato modulador y demodulador de señales. Conecta un ordenador con una línea telefónica.

FIRMWARE: Rutinas de software almacenadas en memoria de sólo lectura (ROM).

HARDWARE: Son todas las partes físicas y tangibles de una computadora: sus componentes eléctricos, electrónicos, electromecánicos y mecánicos; sus cables, gabinetes o cajas, periféricos de todo tipo y cualquier otro elemento físico involucrado.

SOFTWARE: Equipamiento lógico o soporte lógico de un computador digital, y comprende el conjunto de los componentes lógicos necesarios para hacer posible la realización de una tarea específica.

ROM: Read only memory: Memoria de solo lectura.

CPU: Central process unit: Unidad central de proceso.

PDA: Palm digital assistant: Asistente digital de mano. Es un pequeño ordenador personal que cabe en la mano con teléfono móvil incorporado.

SCADA: Sistema de control y adquisición de datos.

RS: Recomended Standard: Norma recomendada.

E: Entrada.

S: Salida.

Descripción de dibujos

Para complementar la descripción de este invento y con el objeto de facilitar la comprensión de sus características, se acompaña una serie de figuras en las que con carácter ilustrativo y no limitativo, se han representado los siguientes dibujos cuyos componentes principales son los siguientes:

1. Dispositivo de control y gestión de instalaciones solares, cuyas características técnicas que definen los elementos reivindicados y que combinadas entre ellas forman parte del estado de la técnica son las siguientes:

- CPU (Unidad central de proceso) (2): Es el aparato principal de un ordenador. Consta de una unidad lógica que efectúa operaciones matemáticas y de una unidad de control que activa o desactiva los diversos componentes del microprocesador en función de las instrucciones del programa.

- Indicador Luminoso: Lámpara de señalización de eventos preestablecidos.

- Pulsadores de mando: Elementos que permiten operar una máquina, aparato y/ o circuito.

- Avisador acústico: Alarma sonora de algún incidente.

- Pantalla gráfica o alfanumérica: Pantalla en la que se pueden observar en tiempo real todos los datos enviados por los sensores.

- PLC (computador lógico programable). Ordenador de procesos que en base a un programa y a las señales que recibe, envía órdenes a los diferentes aparatos: contactores, actuadores de dispositivos etc.

- Medidores y sensores de campo: Son aparatos que mediante sus correspondientes transductores, captan determinadas magnitudes físicas de la instalación y las envían al dispositivo (1). Estos aparatos son los siguientes:

- Medidor de radiación solar.

- Sensor de posición del campo solar.

- Sensor de temperatura del campo solar.

- Sensor de corriente del motor seguidor.

- Sensor de tensión del motor seguidor.

- Sensor de corriente continúa generada por el campo solar.

- Sensor de tensión continúa generada por el campo solar.

- Sensor de corriente alterna del inversor.

- Sensor de tensión alterna del inversor.

- Sensor de polvo acumulado.

caracterizado porque,

A) El dispositivo (1) está compuesto por una serie de ocho módulos interconectados a la CPU (2) para el procesamiento y gestión de los datos que recibe y envía, según un programa informático específico, con la finalidad de supervisar y gestionar la corriente continua que se produce en la instalación solar fotovoltaica, en función de los datos geográficos y medioambientales de la zona, como latitud, radiación, temperatura ambiente, inclinación de los paneles, posición del seguidor solar y su fidelidad a los movimientos programados.

B) Los componentes del dispositivo (1) están conectados de la manera siguiente:

El dispositivo (1) está instalado en una sala de control colindante con la instalación de los paneles solares.

La placa base equipada con CPU (2), tarjeta gráfica y puertos (2) está colocada en un rack (bastidor), conjuntamente con el resto de los módulos numerados desde el (2.1) al (2.8).

El computador lógico programable PLC (7) está conectado a la CPU (2).

Todos los medidores y sensores de campo están conectados al módulo de control y adquisición de datos SCADA (2.1), a su vez conectado a las entradas del PLC (7).

El indicador luminoso (3), los pulsadores de mando (4) y la alarma acústica (5), y los contactores de los motores de orientación de los paneles solares, están conectados en las salidas del PLC (7).