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BOMBEO SOLAR Marzo 2014. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. SD700SP Informe del pedido. Modo de Operación. Hidráulica. SD700SP Ejemplo. Introducción SD700 SP. Bombas sumergibles. SD700SP LCoW. 01 Introducción / ¿ Qué es el bombeo solar?. ¿ QUÉ ES EL BOMBEO SOLAR?.

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slide1

BOMBEO SOLAR

Marzo2014

slide2

1

2

3

4

5

6

7

SD700SP Informe del pedido

Modo de Operación

Hidráulica

SD700SP Ejemplo

Introducción SD700 SP

Bombas sumergibles

SD700SP LCoW

slide3

01 Introducción / ¿Qué es el bombeo solar?

¿ QUÉ ES EL BOMBEO SOLAR?

El bombeo solar es la propulsión de bombas con la energía generada por el parque solar fotovoltaico

slide5

01 Introducción / Topología SD700SP

TOPOLOGÍA SD700 SP

Seccionador AC

Seccionador DC

Fusibles DC

Conexiones

Variador SD700SP

Fusibles AC

slide6

02 Modos de Operación

MODOS DE OPERACIÓN

  • ASISTIDO: SD700SP está conectado al parque FV y a la red simultáneamente. El aporte fotovoltaico se aprovecha integralmente.
  • AISLADO: SD700SP está conectado sólo al parque fotovoltaico y genera la potencia necesaria para propulsar el motor de la bomba. El arranque del motor dependerá de la potencia mínima de operación del sistema.
  • SÓLO RED: SD700SP opera sólo con conexión a la red durante el bombeo nocturno y durante labores de mantenimiento del parque FV.
  • En ninguno de los casos el parque FV interactúa con la red eléctrica debida al puente de diodos unidireccional existente.
slide7

02Modos de Operación / Asistido

MODO OPERACIÓN: ASISTIDO

slide8

02 Modos de Operación/ Aislado y conectada a red

MODO OPERACIÓN: AISLADO

Mínima potencia de operación de la instalación (30Hz-50Hz)

Máxima potencia instalación (50Hz)

slide9

03 Hidráulica

VSD CONTROL

La variación de velocidad en grupos de bombeo proporciona beneficios únicos de control y regulación. El variador de velocidad modifica la curva característica de la bomba adaptándola a los requerimientos del sistema. Las bombas centrifugas, se rigen por las leyes de afinidad. De forma teórica, la reducción de la potencia hidráulica está relacionada con el cubo de la velocidad, por ejemplo una reducción del 20% en la velocidad generaría un ahorro de superior al 47%.

slide10

1 X n

1 X n

90%

60%

70%

80%

100%

0.9 X n

0.9 X n

Altura estática 20 metros

0.8 X n

0.8 X n

0.7 X n

0.7 X n

0.6 X n

0.6 X n

0.5 X n

0.5 X n

0.4 X n

0.4 X n

03 Hidráulica

CONTROL VÁLVULA VS VARIADOR DE VELOCIAD - DESCRIPCCIÓN

80

80

Head in m H2O

Altura en m H2O

70

70

CAUDAL

50%

60

60

50

50

40

40

30

30

20

20

10

10

H-Q

curves

100%

50%

50%

100%

0

20

30

10

Q Caudal m3/min

0

20

30

10

Curvas H-Q

Curvas sistema

slide11

1 X n

80

N = 1480 RPM

0.9 X n

30%

50%

60%

70%

80%

70

85%

0.8 X n

87%

60

88%

0.7 X n

87%

85%

50

80%

0.6 X n

40

0.5 X n

30

0.4 X n

20

Curvas Rendimiento

Curvas H – Q

10

Curvas de Sistema

Q caudal

m3/min

0

20

30

40

10

  • 03 Hidráulica

VARIACIÓN DEL RENDIMIENTO Y POTENCIA DE LA BOMBA

CON LA VARIACIÓN DE VELOCIDAD

slide12

03 Hidráulica

MINIMA FRECUENCIA DE ARRANQUE Y MÍNIMA TENSIÓN MPP

CURVA -B

CURVA -A

Altura (bar)

Altura (bar)

50 Hz

50 Hz

40 Hz

40 Hz

Altura Min.

30 Hz

30 Hz

20 Hz

Altura Min.

Q (m3)

Q (m3)

  • Curvas con gran pendiente ofrecen buena regulación y una menor frecuencia de arranque
  • Curvas planas ofrecen peor regulación y mayores frecuencias de arranque
  • Mejor regulación genera mayor ahorro
  • El ahorro energético está limitado por el rango de regulación
slide13

04 BombasSumergibles

TOPOLOGÍA BOMBA SUMERGIBLE

Toma de agua

Eje bomba

Camisa de refrigeración

Impulsión de agua

Motor

Camisa motor

Rodetes

Cojinete axial

slide14

04 BombasSumergibles

CONSIDERACIONES BOMBAS SUMERGIBLES

  • TIPO Y LONGITUD DE CABLE A MOTOR
  • REFRIGERACIÓN BOMBA
  • REFRIGERACIÓN COJINETE AXIAL
  • CONFIGURACIÓN VARIADOR
slide15

04 BombasSumergibles

SD700 – TIPO DE CABLE RECOMENDADO

Deseado - Hasta 300m

Compatible – Hasta150m

slide16

04 BombasSumergibles

FORMA DE ONDA FLANCO TENSIÓN

NO TODOS SON IGUALES

Competidores

SD700 ESTÁNDAR

slide17

04 BombasSumergibles

MÁXIMA TENSIÓN DE PICO ADMISIBLE CURVAS EN TERMINALES MOTOR AC

slide18

04 BombasSumergibles

REFRIGERACIÓN DE BOMBA

  • Mantener una velocidad de agua mínima alrededor de la camisa de la bomba
    • Vc = 0.08…0.5 m/s ( consulte fabricante)
  • La capacidad de refrigeración depende:
  • Temperatura y propiedades del agua
  • Geometría de la bomba y camisa
  • Carga del motor
  • Wellgeometry

Entrada de

agua

T (ºC)

Velocidad refrigeración- V (m/s)

Q (m3/s)

AUMENTA CAP. REFRIGERACIÓN

REDUCE CALOR GENERADO

Baja temperatura de agua (ºC)

Mayor flujo de agua (Q)

Mayor diámetro de motor (mm)

Menor carga de la bomba (AP)

Reducción velocidad bomba (Hz)

Menor factor entre el diámetro del pozo respecto el diámetro de la bomba

Forma del pozo y acuífero

Mayor coeficiente convección (W/mm2)

Dp

Dw

slide19

04 Bombassumergibles

REFRIGERACIÓN COJINETE AXIAL

  • Las bombas equipadas con cojinete axial necesitan un caudal mínimo (15-30% de Qn) para crear una fina capa de lubricación
  • La capa de lubricación asegura la refrigeración del rodamiento y reduce la fricción entre las partes fijas.

Capa de lubricación

slide20

04 Bombassumergibles

VSD OPERACIÓN Y AJUSTE

  • Cuanto tarda en vaciarse la tubería?
  • Arranque suave tras el vaciado de la tubería.
  • Paro suave para eliminar el golpe de ariete.

SI

Existen orificios de alivio de agua?

SI

Arranque y paro con tubería llena (Arranque en carga)- CASO1

NO

1

Existe válvula anti-retorno en la bomba?

Arranque en vacío hasta la válvula y rápido transitorio posterior - CASO 3

3

SI

Existe una válvula anti-retorno en la base del pozo?

NO

2

NO

Arranque y paro suave– CASO 2

slide21

04 Bombassumergibles

ARRANQUE Y PARO CON TUBERÍA LLENA

1

Altura (bar)

Min Altura

50Hz

40Hz

30Hz

20Hz

Min Altura - AP

10Hz

Q min (refrigeración cojinete axial)

Q (m3)

Instalación

Bomba

  • Rampa lenta
  • Rango control de caudal
  • Reducción de impulsión de arena.

Rampa lenta

Control golpe de ariete

50

40

Velocidad bomba (Hz)

30

20

Rampa rápida

Parada de bomba

Rampa rápida

– Mínimo caudal

10

Tiempo (s)

0

2s

4s- 7200s

30s

1s

slide22

04 Bombassumergibles

ARRANQUE Y PARO EN VACIO

2

Altura (bar)

Min Altura

50Hz

40Hz

30Hz

20Hz

Min Altura - AP

10Hz

Q min (Refrigeración cojinete axial)

Q (m3)

Instalación

Bomba

  • Rampa lenta
  • Rango control de caudal
  • Reducción de impulsión de arena.

Rampa lenta

Control golpe de ariete

50

40

Velocidad bomba (Hz)

30

20

10

Rampa rápida

– Mínimo caudal

Tiempo(s)

4s- 7200s

4s- 7200s

0

1sec

1s

slide23

04 Bombassumergibles

ARRANQUE Y PARO EN VACIO CON TRANSITORIO

3

Altura (bar)

Altura Instalación

Min Altura

50Hz

40Hz

30Hz

20Hz

Min Altura- AP

10Hz

Q min (Refrigeración cojinete axial)

Q (m3)

Instalación

Bomba

  • Rampa lenta
  • Rango control de caudal
  • Reducción de impulsión de arena.

50

Rampa lenta

Control golpe de ariete

40

Rápida rampa de transitorio

– Apertura de válvula anti-retorno

Velocidad bomba (Hz)

30

20

10

Rampa rápida

– Mínimo caudal

Time (s)

4s- 7200s

0

4s- 7200s

4s- 7200s

1sec

1s

1s

slide24

05 SD700SP LCoW / Sólo Red

SD700SP Sólo Red

  • Sistema hidráulico:
    • Potencia de la bomba: Sin restricción
    • Voltaje/line de la bomba: Desde 230Vac hasta 440Vac.
    • Frecuencia Mín (Hz): Sin restricción
    • Potencia Mín(kW): Sin restricción
  • Dimensionamiento de la Planta Fotovoltaica:
    • Max DC Tensión: 1000Vdc
    • MPP tracking: No, Tensión DC fija
    • MPPt rango: Vmppt = sqrt(2) · Vac + 5V
    • Vmppt_230Vac= 1.41 · 230 +5V = 329V
    • Vmppt_400Vac= 1.41 · 400 +5V= 569V
    • Potencia arranque: Sin restricción
    • Resultado:
      • Ahorro de Energía: kWh/ por año
      • Gas/ Electricidad coste: €
slide25

05 SD700SP LCoW / Asistido

SD700SP Asistido

  • Sistema Hidráulico:
    • Potencia de la bomba: Desde 2.2kW hasta …. (viabilidad económica)
    • Tesión bomba/línea: Desde 230Vac hasta 440Vac.
    • Frecuencia Mín(Hz): Requerida. Modelo sistema hidráulico
    • Potencia Mín (kW): Requerida. Modelo sistema hidráulico
  • Dimensionamiento sistema solar:
    • Tensión Máx DC: 1000Vdc
    • Seguimiento MPP : No
    • Potencia arranque: Min Potencia(kW)
    • Resultados:
      • Potencia (kW): kW Valores horarios (Herramienta PV sys)
      • Consumo especifico: Múltiples valores – Depende de curva de arranque.
slide26

1 X n

80

N = 1480 RPM

0.9 X n

30%

50%

60%

70%

80%

70

85%

0.8 X n

87%

60

88%

0.7 X n

87%

85%

50

80%

0.6 X n

40

0.5 X n

30

0.4 X n

20

Curvas de Eficiencia

Curva H – Q

10

Curva Sistema

Q Caudal

m3/min

0

20

30

40

10

05 SD700SP LCoW / Dimensionado PV

SD700SP Asistido/ Hydraulic Sizing- Deep Well to storage

Power PCA – Caudal de trabajo

Frecuencia Mín. (42.5Hz)

Potencia Mín.(25kW)

Caudal nominal, altura y potencia

de la Bomba y Selección del SD700SP

  • Determina la altura (m) del sistema
  • Determine el caudal del sistema deseado (m3/min)
  • Seleccione la bomba considerando la altura y caudal
  • Seleccione el SD700SP acorde al rango de potencia de la bomba.
  • Genere un nuevo proyecto en Power PCA
  • Seleccione el modo: Alta Precisión
  • Introducir los puntos en la curva (P vs Q)
  • Introduzca curvas características de eficiencia ( Eff vs Q)
  • Seleccione: caudal variable y la altura constante
  • Determine Q mínimo
  • Introduce diferentes valores de Q (incluido Q min)
  • Guarde los valores en XLS

Supuestos:

  • Pérdidas en tuberías y en válvulas no consideradas..
  • Comportamiento de la bomba de acuerdo a las leyes de afinidad
  • Altura constante, se considera que no hay variación de nivel
  • Másexactitudrequiere software adicional

Caudal Mín: (5 m3/min)

Depende de la refrigeración de la bomba.

slide27

05 SD700SP LCoW / Dimensionado PV

SD700SP Asistido/ Dimensionado PV

PV Sys – Caudal de Trabajo

  • Seleccione Diseño de Proyecto – Conexión de red
  • Abra un modelo de inversor actual
  • Introduzca Vmin en Mínima tensión MPP, dependiendo de las limitaciones hidráulicas ( ver la siguiente diapositiva)
  • Introduzca Pmin en umbral de potencia. (debe aparecer mensaje de error)
  • No hay límite del nº de entradas DC o DC/AC ratio.
  • Seleccione Eficiencia= f(P out) y observe que la s curvas de eficiencia están listas
  • Seleccione la distribución cadena adecuada para maximizar la producción fotovoltaica.
slide28

05 SD700SP LCoW / PV sizing

SD700SP Asistido / PV rendimieto

Sensor de radiación

Tensiónmínima

Mínimapotencia

slide29

06 SD700SP Informe de pedido

SD700SP Informe de pedido

slide30

07 SD700SP Ejemplo

SD700SP Caso de estudio

  • Bomba: 2x Sulzer 75kW
  • SD700SP: 1x SD7SP Talla 4
  • Accesorios:
    • AC Disconnector
    • DC Seccionador manual en carga
    • fusibles DC dimensión planta PV
slide31

POWER ELECTRONICS

Gracias porsuatención

Para másinformaciónvisitenuestrapágina:

www.power-electronics.com