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Instalación solar fotovoltaica de 1.15 Mw conectada a la red eléctrica

De
191 pages

La finalidad principal de este documento es la realización de un proyecto que permita llevar a cabo la instalación y puesta en funcionamiento de un sistema solar fotovoltaico de 1,15MW conectado a la Red Eléctrica, a través de la Red de Distribución de MT. Para ello, se realizará la distribución y conexión de los componentes necesarios en un terreno parcelario formando una huerta solar, teniendo en cuenta diversos factores: -Se dispone de una parcela urbana rústica en la localidad vallisoletana de Rueda para llevar a cabo un estudio energético y técnico, con el fin de realizar una instalación fotovoltaica. Esta parcela tiene una superficie de 187594 m2. El acceso a dicha parcela se puede hacer a través del Camino de San José, o bien por un sendero de servidumbre que sale del Camino de Monte Pedroso, corresponde a PLANO 1 en PLANOS -El ofrecimiento de este terreno por parte del propietario ha sido debido a su interés de obtener beneficio económico de la venta de energía eléctrica a la red eléctrica, siendo consciente de la cercanía de un Punto de conexión a red en MT perteneciente a la compañía distribuidora comarcal, Iberdrola Distribuciones Eléctricas. -Se realizarán una serie de estudios referidos a la instalación, que se detallan a continuación: • Un estudio energético de la zona, con este estudio se pretende conocer el recurso energético del que dispone la zona tomando como referencia los datos climáticos y orográficos de dicha zona. • Se hará un estudio de económico, se estimará un presupuesto de la instalación total, y además, se comprobarán los índices de rentabilidad, VAN y TIR, para una vida útil de la instalación de 25 y 30 años (suponiendo que el rendimiento de la instalación para una vida útil de 30 años permanece constante y es el óptima). • También, se llevará a cabo un estudio de gestión de residuos procedentes de la construcción de la instalación. • Además, un estudio de intrusión, en el cual, se detallará un dispositivo de detección de personas no deseadas en la instalación, para ello, se propondrá un sistema de videovigilancia y alarma. • Será necesario hacer un estudio de impacto ambiental, puesto que, este tipo de estudios son exigidos en la actualidad por los diferentes organismos estatales, en la parte final de este estudio se hará una evaluación del impacto que supone esta instalación. • Por último, se realizará un estudio básico de seguridad y salud, cuyo fin principal es evitar cualquier tipo de incidencia durante el período de construcción y funcionamiento de la instalación, así como, los requisitos de los que se debe disponer para evitar estas incidencias, o en su caso, tratarlas de la manera más efectiva posible. -Con esta instalación se pretende además reducir la emisión de gases de efecto invernadero a la atmósfera, gases que son emitidos por centrales de energías convencionales principalmente térmicas para producir una misma cantidad de energía. Y además, difundir el uso de energías renovables en general, y en este caso, la fotovoltaica en particular, concienciando a la ciudadanía de la necesidad de este tipo de energías.
Ingeniería Técnica en Electricidad
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UNIVERSIDAD CARLOS III DE MADRID
ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR


Ingeniería Técnica Industrial: Electricidad
PROYECTO FIN DE CARRERA

Instalación solar fotovoltaica de
1,15 M W conectada a l ared
eléctrica


Alumno: Raúl Blázquez Jiménez
Tutor: Ricardo Albarracín Sánchez
Leganés, Octubre 20 10PFC: Instalación solar fotovoltaica de 1,15 MW conecta daa la red eléctri ca 2010

ÍNDICE

ÍNDICE ................................................................................................................... ..1......
ÍNDICE DE TABLAS………………………………………………………………………………………………… …..3
ÍNDICE DE FIGURAS ........................................................................................................................ ........ 5
1. INTRODUCCIÓN ................................................................................................. ......... 7
1.1. Introducción .......................................................... ............... 7
1.2. Objetivos ............................................................. ................ 7
2. MEMORIA TÉCNICA DEL PROYECTO......................................................................................... ... 9
2.1. Emplazamiento de la instalación .......................................... .......... .9..
2.2. Resumen generalista de la instalación ..................................... ....... .10......
2.3. Normativa aplicable al proyecto ......................................... ......... .11...
2.4. Dimensionado y diseño de la instalacióno lftoatiocav ............................ .. .1.2...........
2.4.1. Elección del módulo .................................................................................. .................... 12
2.4.2. Elección del inversor............................................... ........... 21
2.4.3. Elección de la estructura sopo.r.te. .................................... ........ .2.3..
2.4.4. Centro de transformación ........................................... ......... .2.7
2.4.5. Protecciones………………………………………………………………………………………………………………33
2.5. Cálculo de conductores .............................................................................. ................... ..41
2.5.1. Dimensionado de los conductores………………………………………………………………..4 1
2.5.2. Conductores de protección……………………………………………………………………….….54
3. ESTUDIO ENERGÉTICO ...................................................................................... .... 57
4. ESTUDIO ECONÓMICO Y DE RENTABILIDAD DE LA INSTALACIÓN .......................... .... 61
4.1. Presupuesto de la instalación ............................................ .......... .61.
4.2. Análisis económico ..................................................... ........... 64
5. CONCLUSIÓN .................................................................................................... ....... 73
6. BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................... ...... 75
7. PLANOS .................................................................................................................................. ..7.7. .........
ANEXOS ............................................................................................................... ..8.5. .......
I. CONDICIONES TÉCNICAS PARA LA CONEXIÓN A LA RED DTE RDIBISUCIÓN .............. 87
II.PLIEGO DE CONDICIONES .................................................................................. ... 95
III.GESTIÓN DE RESIDUOS DE CONSTRUCCIÓN Y OBRA CIVIL.. ................................ .... 113
IV.ESTUDIO DE INTRUSIÓN EN LA INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA ................................ .. 117
V.ESTUDIO DE IMPACTO MEDIOAMBIENTAL ............................................................ .1.2..5. ...
VI.ESTUDIO BÁSICO DE SEGURIDAD Y SALUD ..................................................... .1.3..1 ...
VII. HOJAS DE CARACTERÍSTICAS DE LOS COMPONENTES ....................................... ..... 139

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PFC: Instalación solar fotovoltaica de 1,15 MW conecta daa la red eléctri ca 2010









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PFC: Instalación solar fotovoltaica de 1,15 MW conecta daa la red eléctri ca 2010

ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 2.1. Componentes principales de la inn…s…ta…l…a…c…i…ó…….….……………………………………………………………………....14
Tabla 2.2. Componentes principales de la in…ns…ta…l…a…c…i…ó…………………………………………………………………………………16
Tabla 2.3. Inclinación de los módulos seg…ú…n… l…a…ti…t…ud…………………………………………………………………………………….19
Tabla 2.4. Inclinación de los módulos seg úyn lpaetriitouddo de la instalación………………………………………………..…1…9 ………
Tabla 2.5. Ventajas de la elección de usno r…so…lo… …i…nv…e…r…………………………………………………………………………………21
Tabla 2.6. Características eléctricas dtoevl omlótadiulco of…o………………………………………………………………………………………22
Tabla 2.7. Características eléctricas d(ea csoacdia craimóan en serie)………………………………………………………………2 ………..2
Tabla 2.8. Características eléctricas d e( acsoacdiaa gcruipóon paralelo)………………………………………………………………2 ……….2
Tabla 2.9. Resumen de la instalación………………………………………………………………………………………………………………..23
Tabla 2.10. Relación viento-fuerza para e sstorupcortuer.a sFuente IDAE……………………………………………………………………24
Tabla 2.11. Relación altitud-sobrecarga dueen ntei eIDvAeE.… …F………………………………………………………………………………..26
Tabla 2.12 Tipos de envolventes subterráneas 4p ayr a36 2kV……………………………………………………………………………………..28
Tabla 2.13. Separación entre las PAT de pyro tsecrvicciióno en CT’s hasta 1000 kVA y 36 kV……………………….30
Tabla 2.14. Electrodos normalizados para CT ’6s3 0hkaVsAt ay 24 kV………………………………………………………………….……....31
Tabla 2.15. Distancia de separación enter ep lraoste cPAcT idón y servicio en CT’s hasta 63k0V …k…VA… …y… 2…4… 32
Tabla 2.16. Intensidad máxima admisible, en s,a mppaerrai ocables con conductores de cobrei eón ientsetrarladca
(servicio permanente)…………………………………………………………………………………………………………………………………………..42
Tabla 2.17. Factor de corrección F, para tdeempl etrearrteunro distinto de 25°C……………………………………………….…43… …
Tabla 2.18. Factores de corrección parap rodfiufnedreindteasd es de instalación………………………………..……3… ………..4
Tabla 2.19. Factor de corrección para térermsisctiav ideal dt erreno distinta de 1K.m/W……………………….4…3 ……
Tabla 2.20. Resumen del conductor subcampo-aCrCm acrior respondiente…………………………………………………………….44
Tabla 2.21. Intensidad máxima admisible, en s,a mppaerai ocables con conductores de cobrei eón ientsetrarladca
(servicio permanente)…………………………………………………………………………………………………………………………………………………..45
Tabla 2.22. Factor de corrección para adger ucpacblieso nteris fásicos……………………………………………………………………….45
Tabla 2.23. Resumen conductor armario CC dec alomsp osus-barmario general de CC…………………………………………………46
Tabla 2.24. Intensidad máxima admisible, ens , apmaperari ocables con conductores de cobrei eón ientsetrarladca
(servicio permanente)…………………………………………………………………………………………………………………………………………..46
Tabla 2.25. Intensidad máxima admisible, ens ,a pmpaerrai ocables con conductores de cobrei eón ientsetrarladca
(servicio permanente)…………………………………………………………………………………………………………………………………………………..47
Tabla 2.26. Factor de corrección para adger ucpacblieso ntreis fásicos o ternas de cables …u…ni…p…o…la…r…es…..48
Tabla 2.27 Resumen conductor armario generale rCsCo-rI…nv……………………………………………………………………………………..48
Tabla 2.28. Intensidad máxima admisible, ens ,a pmpaerrai ocables con conductores de cobrei eón ientsetrarladca
(servicio permanente)…………………………………………………………………………………………………………………………………………..50
Tabla 2.29. Factor de corrección para adger ucpacblieso nteris fásicos o ternas de cables …u…ni…p…o…la…r…es…..51
Tabla 2.30. Resumen conductor Inversor-Centroa ndsef oTrmración (BT)……………………………………………………………………..51
Tabla 2.31. Cables aislados con aislamienmtpoe rsaecturoa Tmeáxima, en °C, asignada al conducto…r… ………..…53
Tabla 2.32. Resumen conductor Centro Transfo(rmMaTd)o-Pr CC…………………………………………………………………………………54
Tabla 2.33 Relación entre las secciones udce tlorse sc doen dprotección y los de fase…………………………………..…5…5 …
Tabla 2.34. Resumen conductores de proteccdiaó nt raenm oc……a……………………………………………………………………………..55
Tabla.4.1. Presupuesto de los equipos plreis ncdei pla instalación………………………………………………….……………….6…1 … … .
Tabla.4.2. Presupuesto del centro de transfo rdmae clai óinnstalación……………………………………………..……………..…1 ………..6
Tabla.4.3 Presupuesto de los elementos de protne cy cpuieósta a tierra de la instalación…………..….….…………6…2…
Tabla.4.4. Presupuesto de los elementos de ca yb lecaodnoexionado de la instalación…………….……………….…..6.3 .….…
Tabla.4.5. Presupuesto del montaje e instalac…i…ó…n…………………………………………………………………………………………63
Tabla.4.6. Presupuesto general de la instala…c…i…ó…n………………………………………………………………..…………………….…64
Tabla. 4.7. Cuota de amortización………………………………………………………………………………………….…………….………….65
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Tabla. 4.8. Flujo de fondos, VAN y TIR, pdar aú tuinl ad ev i25 años……………………………………………………..……………………70
Tabla. 4.9. Flujo de fondos, VAN y TIR, pdaar aú tuinl ad ev i30 años…………………………………………………………………….…… …71
Tabla II.1. Características eléctricas odteolv omlótadiulco of……………………………………………………………………………………….96
Tabla II.2. Características constructivaos fdoetlo vmoóltdauil co……………….……………………………………………………………….96
Tabla II.3. Características principalesr …d…e…l …i…n…v…er…s…o……………..……………………………………………………………….9 8
Tabla III.1. Lista europea de residuos. Feune nMteA:M O/r3d04/2002………………………………………………………………………..113
Tabla IV.1.Medidas de seguridad mínimas exoir gaisdeagus ra pdoras para instalaciones fotovolta…i…c…a………11…7 …
Tabla V.1.Calificación de impactos……………………………………………………………………………….…………………………………….……….127
Tabla V.2.Impactos sobre el suelo…………………………………………………………………………………………………………………….…127
Tabla V.3.Impactos sobre el aire…………………………………………………………………………………………………………....………...128
Tabla V.4.Impactos sobre la vegetación ot ulara …a…gr…i…c…u…l………………………………………………….............…..…..12.8. ...
Tabla V.5.Impacto sobre el paisaje…………………………………………………………………………………..…………………………….128
Tabla V.6.Impacto sobre el empleo…………………………………………………………………………………………………….……….………129
Tabla V.7. Impacto cultural divulgativo………………………………………………………………………..………..……………………………………129
Tabla V.8. Valoración de impactos…………………………………………………………………………..………………………….………130




















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ÍNDICE DE FIGURAS
Fig.2.1. Situación geográfica del emplazami…e…n…to……………………….……………………………………………….………………………..9
Fig.2.2. Situación de la parcela………………………………………………………..………………..……………………………………………….…9
Fig.2.3.Esquema general de la instalación……………………………….…………………………………………………………………………….10
Fig.2.4.Representación del ángulo azimut………………………………………………………………………..…………..……………..………..………………18
Fig.2.5.Representación del ángulo de incli…n…a…c…i…ó…n……..………………………………………..………………………………..……………..18
Fig.2.6.Esquema de distancia entre módulos…………………………………………………….………………………………………………..……19
Fig.2.7.Esquema de distancias mínimas…………………………………………………….…………..…………….……………………………………20
Fig.3.1. Datos climatológicos del emplazamilae niton stdaela ción……………………………………………………………………..……….…7 ………5
Fig. 3.2. Parámetros de los principales eqlau iipnost adlae ción…………………………………………………………………………….………58… .….
Fig.3.3. Datos energéticos obtenidos en ilaó ni…n…st…a…la…c……………………..……….………………………………………………….....… ……59
Fig. IV.1.Esquema de seguridad perimetral cvoing iviladnecoia…………………………………….……………………………………………….…….119
Fig. IV.2.Perímetro de la instalación………………………………………………………………….…………………………………..…………………………..…120












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1. INTRODUCCIÓN
1.1. Introducción
En la actualidad, son muchas las formas de enoebrtgeínae r eléctrica. En España, la potencia total
instalada asciende a 99.001 MW, en 2009, respeagúrtni dela t ipo de tecnología: ciclo combina, dnou culne a2r5 %
un 8%, térmicas convencionales un 15%, hidrná u1l8i%c, ya laus renovables con un 34% [1].
En cuanto al régimen de retribución de lal éecnterrigcíaa e, se pueden encontrar centrales en régimen
ordinario y en régimen especial. En el R.D,. 6s6e1 /r2e0c07ogen aquellas centrales que forman pl arrétgei dmen
especial, siendo estas aquellas cuya potepnecrai alo sn o5 0s uMW y además, pertenezcan a algunot ods et iepsos
de generación: cogeneración, residuos o reDnenotvraob ldees. las renovables se sitúan la solar ,t erórelistcre y
marina, geotérmica, minihidráulica, y biomasa.
Las energías pertenecientes al régimen espec iviasl toh arnecortadas las subvenciones que obtenían,
entre estas subvenciones destacan dos sistepmoayso ,d leo sa basados en la cantidad y basadeocs ieon. el pr
La energía solar fotovoltaica, que represen8t%a duenl t0o,tal de potencia eléctrica instaalñdaa en Esp
[1], es la transformación directa de laa er neenrg íean esroglía eléctrica por el efecto fo tEostvao ltcaiocnsoti.tuye
una solución con características intere saesn tuens,a caopmuoesta de futuro en cuanto a tipoía dlie mepniear,g
sencilla de operar, y a la vez prácticdae. eEsnter gtíiap on o necesita grandes infraestruacdteumráass,, pyu ede
ser ubicada sobre un solar o, integrada asodbarse, fteajachdos y demás elementos estructurales od e tip
arquitectónico existentes.
Los sistemas fotovoltaicos de conexión a ercedh,a an plrao venergía del sol para convertirla ndtei rectame
en energía eléctrica, que posteriormente se ian ylaec rtead bajo unas condiciones predetermisniaódna, s (ten
frecuencia, etc.), dadas tanto por la c comupalñ ísae apr olacede a conectar, como por el eOlp eSriasdteomra d
(REE).
Según lo descrito en el R.D.436/2004, hay lpiabrear taqdue cualquier interesado pueda convertirse en
productor de energía eléctrica a partir íad es olala re,n ersgto provoca, que el desarrollo sleo spteuneidba verse
impulsado por iniciativas particulares, dco oanstír iab ulaye nproducción de energía limpia.
En los últimos años la generación fotovoltauifcriad oh au nsa fuerte expansión, salvo últimos d os años
debido al retroceso de consumo eléctricon, seisótan aex tgeran escala en este tipo de insta larecquieornieds oh
un desarrollo de la ingeniería específicn ad ec opnt ieml ifziar su diseño y funcionamiento.
1.2. Objetivos
La finalidad principal de este documenitoz aecs ilaón redael un proyecto que permita llevar a cabo la
instalación y puesta en funcionamiento dea usno lasir sfteomtovoltaico de 1,15MW conectado alé cla trRiecd aE,
a través de la Red de Distribución de MT.
Para ello, se realizará la distribución dy ec loosn ecxioómnp onentes necesarios en un terreno rpiaor cela
formando una huerta solar, teniendo en cuenstoas dfiacvetrores:
-Se dispone de una parcela urbana rústical iedna dla vlaolclisoletana de Rueda para llevar a cabo un
estudio energético y técnico, con el fri nu ndae irnesatalilazación fotovoltaica. Esta paurncae lsau pteirfeinec ie
2de 187594 m . El acceso a dicha parcela se puede h adcel eCr aam itnrao védse San José, o bien por un sendero de
servidumbre que sale del Camino de Monte Pedroorsroe,s pconde a PLANO 1 en PLANOS.
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-El ofrecimiento de este terreno por parte diele tparoipo ha sido debido a su interés de obtener
beneficio económico de la venta de enerag íaa elalé cretrdi celéctrica, siendo consciennteía dde e lau nc erca
Punto de conexión a red en MT pertenecientmep añ íala dciostribuidora comarcal, Iberdrola oDniest ribuci
Eléctricas.
-Se realizarán una serie de estudios refe rindsotas lac laión, que se detallan a continuación:
• Un estudio energético de la zona, con estese epstruedteinod e conocer el recurso
energético del que dispone la zona tomando fceroemnoc irea los datos climáticos y
orográficos de dicha zona.
• Se hará un estudio de económico, se estimasruáp uens tpor ede la instalación total, y
además, se comprobarán los índices de renta bViAlNi dya dT,IR, para una vida útil de la
instalación de 25 y 30 años (suponiendo qiuem ieln troe nde la instalación para una
vida útil de 30 años permanece constante tiy meas) e.l óp
• También, se llevará a cabo un estudio de e gersetsiódnu ods procedentes de la
construcción de la instalación.
• Además, un estudio de intrusión, en el cutall,a rsáe udne dispositivo de detección de
personas no deseadas en la instalación, psaer a preolplo,n drá un sistema de
videovigilancia y alarma.
• Será necesario hacer un estudio de impacatol, apumbeisteon tque, este tipo de
estudios son exigidos en la actualidad rpeonrt elso so rdgiafneismos estatales, en la
parte final de este estudio se hará una evdaelul aicmipóanc to que supone esta
instalación.
• Por último, se realizará un estudio básicori dae ds eyg usalud, cuyo fin principal es
evitar cualquier tipo de incidencia odduora ndtee ecl opnesrtírucción y funcionamiento
de la instalación, así como, los requisiqtuoes sdee dleobs e disponer para evitar estas
incidencias, o en su caso, tratarlas deá sl ae fmeacnetirav am posible.
-Con esta instalación se pretende además re deumciisir ónla de gases de efecto invernadero a la
atmósfera, gases que son emitidos por centraelense rgdíae s convencionales principalmente térmia cas par
producir una misma cantidad de energía. Yi faudnedmiásr, edl uso de energías renovables en g eneenr aels,t ey
caso, la fotovoltaica en particular, coan clai ecnicuidanddaon ía de la necesidad de estreg íatis.p o de ene







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2. MEMORIA TÉCNICA DEL PROYECTO
En el siguiente apartado se diseñará y ele gciorámnp olnoesntes de la instalación fotovoltaail,c a, la cu
2constará con una superficie de. 7.000 m
2.1. Emplazamiento de la instalación
La ubicación de la instalación solar fportooyveocltatairc ase aencuentra en la localidad de Rueda,
perteneciente a la Comunidad Autónoma de Va.l ladolid
En las proximidades de la localidad se en cAuteonvtíra dlael Noroeste A-6 en su punto kilométrico
170, también se encuentran en las cercaníaosv,í ala d Aeu tCastilla A-62, y la Autovía Autonóm6i10c.a CL-

Fig. 2.1. Situación geográfica del emplauezantmei: eGntooo.g lFe Maps
Se trata de una parcela urbana rústicao neon 1e7 l ppaorlcígela 13 junto al Camino de San Joséo, siend
este, suelo rústico de uso común. Además, posseeen duenr o de servidumbre procedente del Camino dtee Mon
Pedroso.

Fig. 2.2. Situación de la parcela. Fu eEnletce: trCóantiacstroo de España
El terreno donde se encuentra localizada la sep asricteúla a 725m sobre el nivel del mar y sus
coordenadas son:
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