análisis energético - Repositorio Digital ESPE
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1. 10000 vi Pipe y Ho PIVA 5000 i AUX fond dar SI Meads ie A 4 Mim 0 y 4 8 12 16 20 0 HORAS Lunes 25 Agosto Martes 26 Agosto Mi rcoles 27 Agosto Jueves 28 Agosto Viernes 29 Agosto S bado 30 Agosto Do POTENCIA PROMEDIO CONSUMIDA DE LA RED SIN GENERADOR FOTOVOLTAICO 5 Wa pe IAN A 4 8 12 16 20 0 HORAS CURVA PROMEDIO DE LUNES A VIERNES CURVA PROMEDIO S BADO Y DOMINGO SAA sa UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ECUADOR INNOVACI N PARA LA EXCELENCIA POTENCIA CONSUMIDA DE LA RED CON GENERADOR FOTOVOLTAICO 15000 10000 lt M N 17 i H Mii A ul i y A Lal A 5000 4 8 12 16 20 0 HORAS Lunes 15 Sept Martes 16 Sept Mhi rcoles 17 Sept Jueves 11 Sept Viernes 12 Sept S bado 13 Sept D ms POTENCIA PROMEDIO CONSUMIDA DE LA RED SIN GENERADOR FOTOVOLTAICO po 4 8 12 16 20 0 HORAS CURVA PROMEDIO DE LUNES A VIERNES CURVA PROMEDIO S BADO Y DOMINGO Ey La ni UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ECUADOR INNOVACI N PARA LA EXCELENCIA POTENCIA CONSUMIDA DE LA RED LUNES A VIERNES MA vy VIA 4 8 12 16 20 0 HORAS POTENCIA PROMEDIO DE LUNES A VIERNES SIN GENERADOR FOTOVOLTAICO POTENCIA PROMEDIO DE LUNES A VIERNES CON GENERADOR FOTOVOLTAICO DIFERENCIA LUNES A VIERNES 0 HORAS POTENCI2. 00 00 Contactores 35 HP AC1 25 HP 2 193 16 386 32 AC3 Secretar a 800 00 Contactor 40 HP AC1 30 HP 1 125 00 125 00 AC3 Seguridad y Medio 1700 00 Reles y demas accesorios para 1 500 00 500 00 tablero de transferencia Ambiente UPS 1 5KVA 300 00 300 00 Mano de Obra 2 1500 00 3000 00 Recursos Humanos 1450 00 Gatos Varios 200 00 200 00 Total 25 519 7 Total 14050 00 9 Afv 1249 74 USD vh 58 54 A 3512 40USD UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS INNOVACI N PARA LA EXCELENCIA AN LISIS ECON MICO INVERSION GASTOS MANTENIMIENTO GASTOS OPERACI N AHORRO S FOTOVOLTAICO AHORRO NO PARO DE ACTIVIDADES F FONDOS SALDO 25519 79 300 218 1249 74 3512 4 25519 79 4244 14 21275 65 300 218 1249 74 3512 4 4244 14 17031 51 300 218 1249 74 3512 4 4244 14 12787 37 300 218 1249 74 3512 4 4244 14 8543 23 300 218 1249 74 3512 4 4244 14 4299 00 300 218 1249 74 3512 4 4244 14 54 95 300 218 1249 74 3512 4 4244 14 4189 19 ESPE UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS INNOVACI N PARA LA EXCELENCIA CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES gt Con el estudio de radiaci n solar en el sitio se concluye que la irradiancia promedio para la ciudad Francisco de Orellana es de 4 4 KW m2 d a que son valores aceptables para la instalaci n de estos proyectos gt C
3. A CONSUMIDA DE LA RED S BADO Y DOMINGO 8000 6000 lt 4000 1 n My 2000 0 4 8 12 16 20 0 HORAS POTENCIA PROMEDIO S BADO Y DOMINGO SIN GENERADOR FOTOVOLTAICO POTENCIA PROMEDIO S BADO Y DOMINGO CON GENERADOR FOTOVOLTAICO DIFERENCIA S BADO Y DOMINDO 0 HORAS Archivo Edici n Ver Herramientas Ventanas COMI g di Desde 2110812014 Hasta 2910812014 pe Meda Eventos Mostrar canales 1F2_2F2 ar 5 8 GATesis 1809 fluke REGISTRO FLUKE SIN GENERADOR FOTOVOLTAICO qm ona Resumen Tabla Tensi n y Corriente Estad sticas Frecuencia Desequilibrio i Potencia Pantallas Energ a Potencia Activa Potencia Reactiva Potencia Aparente Factor de Potencia DPF Cos Phi Potencia Aparente Med LI LI IAA Total LI Tota ESPE UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ECUADOR INNOVACI N PARA LA EXCELENCIA AN LISIS ECON MICO Departamento Sueldo mensual Elemento Unidade Precio Total s Paneles solares 30 22400 6720 00 ancla Nadi k Inversores 3 802 00 2406 00 i Soportes para los paneles 30 40 00 1200 00 Superintendencia 2800 00 cable el ctrico material menor Generador termico 1 9966 49 9966 49 Supervisor 2000 00 Contactores 75 HP AC1 40 HP 2 357 99 715 98 AC3 Contabilidad 18
4. ESPE UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS INNOVACI N PARA LA EXCELENCIA DISE O E IMPLEMENTACI N DE UNA MICRORED HIBRIDA A BASE DE ENERG A FOTOVOLTAICA Y ENERG A T RMICA DIESEL EN LA EMPRESA TRACE OILFIELD SERVICES CIA LTDA PARA REDUCIR LA CONTAMINACION AMBIENTAL o agi 7 I Y 10 QUI DEPARTAMENTO DE EL CTRICA Y ELECTRONICA INGENIER A ELECTROMECANICA TRACE OILFIELD EJECUTORES DEL PROYECTO LVAREZ GALO amp ISRAEL DIRECTOR ING WASHINTONG FREIRE CODIRECTOR ING WILSON S NCHEZ SEPTIEMBRE 2014 AGENDA 90 90 90 90 90 90 T tulo del Proyecto L nea de Investigaci n Diagn stico del Problema Objetivo General Objetivos espec ficos Descripci n del proyecto Estudio de Radiaci n Solar Implementaci n del sistema fotovoltaico Implementaci n del generador t rmico de respaldo Interconexi n de la microred Pruebas de funcionamiento An lisis Energ tico An lisis Econ mico Conclusiones y Recomendaciones Its j E 5S E ti 22 19822 DIE es A DE LAS FUERZAS ARMADAS INNOVACI N PARA LA EXCELENCIA T TULO DEL PROYECTO DISE O E IMPLEMENTACI N DE UNA MICRORED HIBRIDA A BASE DE ENERG A FOTOVOLTAICA Y ENERG A T RMICA DIESEL EN LA EMPRESA TRACE OILFIELD SERVICES CIA LTDA PARA REDUCIR LA CO
5. NTAMINACION AMBIENTAL L NEA DE INVESTIGACI N Sistemas El ctricos Electr nica de Potencia Redes Industriales Energ as Renovables o PROBLEMA EN CUESTION La empresa Trace Oilfield Services Cia Ltda Conectada al SNI mediante CNEL SUCUMB OS con una carga promedio de 20Kw requiere un servicio continuo de energ a el ctrica para mantener un servicio de calidad raz n por la cual se vio en la necesidad de optar por un sistema que provea dicha energ a las 24 horas ya que la empresa reporta un promedio alto de cortes de energ a que provocan la paralizaci n total de las actividades Al generar energ a solar fotovoltaica propia la empresa contribuir indirectamente con la conservaci n del medio ambiente al dejar de consumir energ a que probablemente se produjo en un generador t rmico siendo entonces pionera en tratar de remediar el da o ambientar dentro de una industria tan contaminante como la petrolera OBJETIVO GENERAL Dise ar e implementar una microred a base de energ a fotovoltaica y energ a t rmica diesel para reducir la contaminaci n ambiental en la empresa Trace Oilfield Services Cia Ltda OBJETIVOS ESPEC FICOS gt Dise ar un sistema de energ a solar fotovoltaico para la generaci n de SKWPp gt Realizar un estudio de radiaci n solar in situ gt Dise ar y construir un tablero de transferencia autom tica gt Automatizar el arranque de un generador di sel de respal
6. OVACI N PARA LA EXCELENCIA IMPLEMENTACION DEL GENERADOR Modelo Motor Alternador M dulo de control Fases Sistema El ctrico Frecuencia Capacidad del tanque de combustible Consumo de combustible a plena carga Conexi n Modasa MP 14 Perkins 403D 15G Stamford PI 044F Electronico Trifasico 12V 50 Hz a 1500 rpm 60 Hz a 1800 rom 11 Galones 4 4 lt hr Estrella Voltaje de Salida 220V fase fase 110V fase neutro ESPE UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS DE LAS FUERZAS ARMADAS INNOVACI N PARA LA EXCELENCIA INTERC ONEXION DE LA RED RED PUBLICA GENERADOR kw 157 Y DC 332 Y D Luzi ii a i aa 147 i i m 1 i ci CI iu eli N HOYA bo E 11 12711 lt gt E Z CARGA CARGA CARGA CARGA BODEGAS TALLER OFICINAS HABITACIONES lt 13 14 KW ILI EW ET LEE EW ee UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ECUADOR INNOVACI N PARA LA EXCELENCIA PRUEBAS 1 TICA CIA AUTOM RO DE TRANSFEREN TABLE TA yx DE co dosp ANN tora luo a Z b ai UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ECUADOR INNOVACI N PARA LA EXCELENCIA AN LISIS ENERG TICO POTENCIA CONSUMIDA DE LA RED SIN GENERADOR FOTOVOLTAICO 15000
7. al referencia en el C digo Ecuatoriano de la Construcci n ESTUDIO DE RADI Hora ABRIL MAYO JUNIO JULIO W m2 W m2 W m2 W m2 6h00 0 100 0 335 0 164 0 027 7h00 24 948 29 550 22 328 18 997 8h00 102 607 115 909 90 800 100 334 9h00 218 177 245 937 191 171 179 088 10h00 356 186 388 089 285 160 290 793 11h00 462 788 482 897 350 271 358 549 12h00 594 197 597 273 445 259 376 229 13h00 617 932 616 870 500 677 489 378 14h00 569 475 570 894 473 018 466 946 15h00 523 219 497 393 370 815 431 901 16h00 374 108 369 099 271 142 255 322 17h00 224 635 207 184 172 173 168 980 18h00 65 916 57 397 65 693 57 173 Promedio Mensual 4134 287 4178 828 3238 670 3193 716 UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ECUADOR INNOVACI N PARA LA EXCELENCIA ESPE ESTUDIO DE RADIACI N SOLAR Radiaci n Radiaci n Radiaci n Radiaci n Abril Mayo Junio Julio kw m2d kw m2d kw m2d kw m2d Promedio Mensual Obtenido 4 13 4 18 3 24 3 19 Promedio Mensual Atlas 4 65 4 5 4 2 4 35 Error Datos obtenidos vs Estudio del 11 09 7 14 22 89 26 58 Atlas Solar Promedio Mensual Nasa 3 86 3 8 3 59 9 77 Error Datos obtenidos vs Estudio de la 7 11 9 97 9 79 15 29 Nasa Promedio Mensual U Massachusetts 4 14 4 14 3 39 3 93 Error Datos obtenido vs Estudio de la 0 14 0 94 4 46 9 61 U Massachusetts Como se observa en la tabla los datos obtenidos en el estudio realizado en la ubicacion del proyecto son muy similares a los datos proporcionados por los i
8. do para garantizar la continuidad del servicio de energ a el ctrica gt Interconectar la generaci n de energ a solar fotovoltaica a la red del sistema de distribuci n DESCRIPCION DEL PROYECTO Sistema h brido a base de un generador solar fotovoltaico conectado a la red y con un generador t rmico di sel de respaldo aut mata que garantiza continuidad de servicio y reduce el consumo energ tico de la empresa de distribuci n local pa taa ra 8 6 x T gt muy gt 2 LOTE SSS lt lt lt wiry k UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS INNOVACI N PARA LA EXCELENCIA ESTUDIO DE RADIACI N SOLAR Dew ex den de a ere hiven gaar O 4000 Matia 00 Soin Wind El proyecto se encuentra ubicado en Ecuador provincia de Orellana cant n Puerto Francisco de Orellana El Coca Km 5 V a Lago Agrio en coordenadas geogr ficas Latitud 0 42009454 y Longitud 76 99845314 lugar donde se cuenta con un recurso solar elevado seg n el estudio realizado por el CONELEC Atlas Solar del Ecuador el INAMHI Instituto Nacional de Meteorolog a e Hidrolog a del Ecuador datos tomados por la NASA y estudios realizados por la Universidad de Massachusetts mismos que a su vez se utilizan como ESPE UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS INNOVACI N PARA LA EXCELENCIA princip
9. nstitutos dedicados a tomar estas medidas los datos que mas se aproximan son del estudio realizado por la Universidad de Massachusetts ya que se tiene un error lt 10 en todos los meses de comparaci n por lo que se proyecta el resto de meses del a o en base a estos valores UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS INNOVACI N PARA LA EXCELENCIA IMPLEMENTACION DEL SISTEMA FOTOVOLTAN Tipo de M dulo Vidrio Tedlar TPT Potencia pico 280 W Serie YHM 280 36 Wp Coeficiente de 0 06 0 01 k Tolerancia de 5 temperatura de la potencia corriente Corriente de 8 33 A Coeficiente de 78410 mV k cortocircuito temperatura de Isc voltaje Tension a 44 8 V Coeficiente de 0 5 0 05 k circuito temperatura de abierto Voc SORE CONTINUA Dimensiones 1950x990x45 mm Corriente 7 95 A Superficie del 1 93m2 nominal Imp Modulo Tension 35 2 V Tipo de C lula Si Policristalino nominal Numero de Celulas 9 4 Vmp Espesor de la Capa 4 mm Temperatura 20 C 60 Protectora de da Peso 23 Kg ESPE UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS DE LAS FUERZAS ARMADAS INNOVACI N PARA LA EXCELENCIA ta UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ECUADOR INNOVACI N PARA LA EXCELENCIA IMPLEMENTACION DEL SISTEMA FOTOVOLTAICO INVERSORES Protecci n externa o de interconexi n Funcionamiento como fuente de corriente mediante IGBT s Seguimiento del punto de m xima potencia Bajo consumo en reposo Incorporaci n de funciones de moni
10. nto y no solo al departamento administrativo de la empresa gt Se recomienda revisar peri dicamente el nivel de combustible del generador t rmico para mantener un nivel aceptable siempre que entre funcionamiento gt El gobierno nacional deber a llegar a negociaciones con productores directos de tecnolog as renovables para de esta manera fomentar en el pa s el uso de las mismas y contribuir de esta manera con el medio ambiente gt Es recomendable que las empresas distribuidoras creen una normativa en nuestro pa s para el dise o construcci n y funcionamiento de sistemas de energ a renovable ya que esto aplacar a en parte la falta de informaci n bibliogr fica que se tiene respecto a las Micro redes gt lt ESPE UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS INNOVACI N PARA LA EXCELENCIA GRACIAS POR SU ATENCI N
11. on la implementaci n del sistema solar fotovoltaico se tendr una generaci n promedio anual de aproximadamente 1200 KWh entregados a la red que representar n un ahorro aproximado de 1300 por a o gt La implantaci n del sistema fotovoltaico renovable de energ a repercute en la disminuci n de las emisiones de CO2 en 7154 Y tanto la reducci n de la contaminaci n atmosf rica del efecto invernadero y del cambio clim tico que de l se deriva gt La implementaci n del generador t rmico di sel permite que la microred preste mayores beneficios debido a que se garantiza disponibilidad de energ a el ctrica las 24 horas del d a gt Se realiz una inspecci n t cnica por parte de CNEL Sucumb os EP con la finalidad de emitir una autorizaci n de conexi n a la red con resultados muy satisfactorios y mostr ndose gran inter s por parte de la empresa publica catalogando al proyecto de referente en la regi n y con proyecci n a ser publicado en la revista institucional para promover el uso de energ as renovables m E S E UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS INNOVACI N PARA LA EXCELENCIA RECOMENDACIONES gt Se recomienda realizar mantenimiento preventivo tanto al generador di sel como al sistema solar fotovoltaico tal y como se indica en el manual del usuario gt Se recomienda a futuro realizar la adquisici n de un grupo electr geno de mayor capacidad que abastezca a todo el campame
12. torizaci n y protecci n Control del aislamiento del campo de paneles con localizaci n selectiva de fallos Desconexi n de seguridad Interfaces est ndar de comunicaciones Vida til superior a los veinte a os 125 500 Vdc 360 Vdc 125 450 Vdc 18A 208 240 Vdc 15A 60Hz 3Kw 20 60 C Categoria III Categoria II IP65 Clase 11741 IEEE1547 1 UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS INNOVACI N PARA LA EXCELENCIA IMPLEMENTACION DEL SISTEMA FOTOVOLTAICO UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ECUADOR INNOVACI N PARA LA EXCELENCIA CABLEADO DE INTERCONEXI N DE BUCLES DE PANELES FOTOVOLTAICOS MI PANELES FOTOVOLTAICOS PERFILES ESTRUCTURALES DEL EDIFICIO CUBIERTA DE ALUZINC DURATECHO INVERSORES DC AC IMPLEMENTACION DEL SIST 4 EzExplorer File Ezlogger Inverter Pane Manager Help gt fa 7 Focus on inverters applied to solar wind EA 22 Improve the globe environment E b ul 4 lt 9 and other renewable technologies energy Na A Manager Ethernet Total Power Generation 182 0 sewn 130005SU 13900001 i porzione Total C02 Emission Reductionst 1035 4 USB Annual Power Generation 28 7 kWh Annual C02 Emission Reductions 08 0 kg Today Power Generation 28 1 kWh Toady 02 Emission Reductions 08 0 kg Message Time ESPE UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ECUADOR INN
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