Calidad de energía de una instalación industrial con generación fotovoltaica

Abstract

A nivel mundial los avances tecnológicos son evidentes en todos los campos y aplicaciones de las energías renovables, estas pueden ser representadas en todos los ´ámbitos posibles que mejoran día a día el bienestar y comodidad de la humanidad; por lo que surgen nuevos problemas que requieren soluciones eficientes y confiables. Este avance tecnológico nos impulsa a desarrollar soluciones para la integración de las tecnologías existentes de consumo de energía eléctrica junto a las nuevas etapas de suministro con generaciones de energías limpias que afectan especialmente las instalaciones eléctricas industriales, por lo que el análisis de estas instalaciones es de gran importancia para identificar los problemas de calidad de energía que se puedan derivar o incrementar debido al uso de generación fotovoltaica. Por lo tanto, es indispensable caracterizar los parámetros de calidad de energía de una instalación industrial con protección de generación fotovoltaica, la identificación de problemas de calidad de energía y el análisis del impacto de la generación fotovoltaica sobre los parámetros de calidad para proponer posibles mejoras en diseño y funcionalidad de la instalación industrial, por lo que se propone como metodología tres pasos que corresponden a la medición de parámetros de calidad de energía mediante un equipo analizador de redes, la identificación de problemas de calidad de energía y planteamiento de mejoras en el diseño y funcionalidad de la instalación eléctrica. Dentro de estos pasos, se desarrollan simulaciones de la instalación, evaluación de diferentes escenarios de simulación para comparar los resultados obtenidos de las simulaciones y los datos reales que permitan identificar los problemas de la instalación industrial, lo que permite proponer mejoras en el diseño y funcionalidad de la instalación eléctrica industrial. Nuestro caso de estudio, toma una instalación eléctrica industrial con problemas de calidad de energía y la caracteriza mediante mediciones y evaluación de los índices de calidad de energía, dicha caracterización nos permite plantear las posibles soluciones, a partir de simulaciones con software especializado y evaluar los efectos de esta en la instalación con la entrada de generación fotovoltaica. En los análisis realizados, obtuvimos una mejora de los ´índices de calidad de energía, particularmente en el factor de potencia, mediante la instalación de un compensador electrónico.

Worldwide, technological advances are evident in all fields and applications of renewable energy. These advances can be seen in all possible areas that improve the daily well-being and comfort of humanity. As a result, new problems arise that require efficient and reliable solutions. This technological progress drives us to develop solutions for the integration of existing electrical energy consumption technologies together with the new stages of supply with clean energy generations that especially affect industrial electrical installations, so the analysis of these installations is great importance to identify power quality problems that may arise or increase due to the use of photovoltaic generation. Therefore, it is essential to characterize the power quality parameters of an industrial installation with photovoltaic generation projection, the identification of power quality problems and the analysis of the impact of photovoltaic generation on the quality parameters to propose possible improvements in design and functionality of the industrial facility, so three steps are proposed as a methodology that corresponds to the measurement of energy quality parameters using a network analyzer equipment, the identification of energy quality problems and the proposal of improvements in the design. and functionality of the electrical installation. Within these steps, simulations of the installation are developed, evaluation of different simulation scenarios to compare the results obtained from the simulations and the real data that allow identifying the problems of the industrial installation, which allows proposing improvements in the design and functionality. of the industrial electrical installation. Our case study takes an industrial electrical installation with power quality problems and characterizes it through measurements and evaluation of power quality indices, this characterization allows us to propose possible solutions, based on simulations with specialized software and evaluate the effects of this on the installation with the input of photovoltaic generation. Through the analyses conducted, we obtained an improvement in the power quality indices, particularly in the power factor, by installing an electronic compensator.