N°37 / 2020
SISTEMAS FOTOVOLTAICOS PARA EDIFICACIONES
EDICIONES TÉCNICAS Nº37
SISTEMAS FOTOVOLTAICOS PARA EDIFICACIONES.
La Corporación de Desarrollo Tecnológico agradece la colaboración de los siguientes profesionales en la participación de este documento técnico. Documento desarrollado por: Corporación de Desarrollo Tecnológico Comité de redacción: Manuel Brunet - Secretario Técnico CDT Carlos López - CDT Verónica Latorre - CDT Comité técnico:
Jose Manuel Olivos Thomas Holmes Alvaro Vasquez Barbara Yañez
-
ECOLEED RISING SUN FLUXSOLAR ACESOL
Asistente comercial: Sandra Villalón Diseño: Paola Femenías Fecha de publicación: Diciembre de 2020
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Los contenidos del presente documento consideran el estado actual del arte en la materia al momento de su publicación. CDT no escatima esfuerzos para procurar la calidad de la información presentada en sus documentos técnicos. Sin embargo, advierte que es el usuario quien debe velar porque el personal que va a utilizar la información y recomendaciones entregadas esté adecuadamente calificado en la operación y uso de las técnicas y buenas prácticas descritas en este documento, y que dicho personal sea supervisado por profesionales o técnicos especialmente competentes en estas operaciones o usos. El contenido e información de este documento puede modificarse o actualizarse sin previo aviso. CDT puede efectuar también mejoras y/o cambios en los productos y programas informativos descritos en cualquier momento y sin previo aviso, producto de nuevas técnicas o mayor eficiencia en aplicación de habilidades ya existentes. Sin perjuicio de lo anterior, toda persona que haga uso de este documento, de sus indicaciones, recomendaciones o instrucciones, es personalmente responsable del cumplimiento de todas las medidas de seguridad y prevención de riesgos necesarias frente a las leyes, ordenanzas e instrucciones que las entidades encargadas imparten para prevenir accidentes o enfermedades. Asimismo, el usuario de este documento será responsable del cumplimiento de toda la normativa técnica obligatoria que esté vigente, por sobre la interpretación que pueda derivar de la lectura de este documento.
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ÍNDICE
Contenido técnico 1. INTRODUCCIÓN
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2. REGLAMENTACIÓN Y NORMATIVA
7
2.1. Leyes
7
2.2. Decretos
7
3. SISTEMAS FOTOVOLTAICOS
9
3.1. Generalidades
9
3.2. Tipologías de conexión
9
4. COMPONENTES QUE CONFORMAN UN SISTEMA FOTOVOLTAICO
11
5. INSTALACIÓN
14
5.1. Recomendaciones para la selección de proveedor
14
5.2. Recomendaciones para la selección del instalador
14
5.3. Inclusión de la instalación en el programa de obra (construcciones nuevas)
14
5.4. Cuidados de las instalaciones en etapa construcción
14
6. MANTENCIÓN PREVENTIVA
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Contenido relacionado 2.1. DOCUMENTOS
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2.2. LINKS
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1. CONTENIDO TÉCNICO
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1. INTRODUCCIÓN El presente documento tiene como objetivo entregar conceptos generales relacionados con sistemas fotovoltaicos, junto con recomendaciones a considerar en un proyecto, su instalación y su mantención. Este documento está orientado a Inmobiliarios, Arquitectos, Constructores e Inspectores Técnicos de Obra de un proyecto de edificación y a propietarios o usuarios en general que consideren instalar sistemas fotovoltaicos.
Los sistemas fotovoltaicos permiten generar electricidad de origen renovable no convencional, utilizando la energía solar. Estos sistemas se pueden utilizar para generar electricidad para uso en redes interiores de edificaciones, para proveer de electricidad a luminarias en forma individual, para abastecer de energía a antenas, y otros múltiples usos. Chile es un país que presenta condiciones muy favorables para la generación fotovoltaica, la zona norte del país presenta una de las mejores condiciones de radiación solar del mundo, el otro extremo, la zona sur presenta condiciones semejantes a las de los países europeos, que no ha sido impedimento para el desarrollo y utilización de esta tecnología en esos países.
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2. REGLAMENTACIÓN Y NORMATIVA
2.1. Leyes
2.2. Decretos
Ministerio de Energía - Ley N° 21.118 - Modifica la Ley General De Servicios Eléctricos, con el fin de incentivar el desarrollo de las Generadoras Residenciales.
Ministerio de Energía – Decreto Supremo Nº 88 - Aprueba Reglamento para Medios de Generación de Pequeña Escala, publicado el 8 de octubre de 2020. Este decreto reemplaza al Nº 244 del Ministerio de Economía, Fomento y Reconstrucción.
Esta ley permite a usuarios de energía eléctrica cuya potencia instalada sea menor a 300 kW generar su propia energía eléctrica, auto consumirla y vender los excedentes a la empresa distribuidora eléctrica.
Este reglamento tiene por objeto establecer las disposiciones aplicables a los medios de generación conectados a instalaciones del Sistema Eléctrico Nacional con excedentes de potencia menores o iguales a 9.000 kilowatts, en adelante "Medios de generación de pequeña escala". En particular, su objeto es regular el procedimiento de interconexión de los señalados medios conectados a redes de distribución, así como la determinación y costos de las obras adicionales, adecuaciones o ajustes necesarios que permitan su conexión; los requerimientos y metodologías para establecer los límites a la conexión y a las inyecciones de energía y potencia; las disposiciones relacionadas a la medición y facturación de las inyecciones que los Medios de generación de pequeña escala realicen a los sistemas eléctricos; los mecanismos de estabilización de precios, las disposiciones asociadas a la operación y coordinación de estos medios de generación; y las demás materias necesarias para el adecuado desarrollo de la generación de pequeña escala.
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3. SISTEMAS FOTOVOLTAICOS
3.1. Generalidades
3.2.1. SISTEMAS AISLADOS (OFF - GRID)
Los sistemas fotovoltaicos permiten generar electricidad de origen renovable no convencional, utilizando la energía solar.
Estos sistemas no están conectados a la red de distribución eléctrica, puede tener baterías o ser complementados con otra forma de generación, como por ejemplo, un grupo generador. Estos últimos corresponden a sistemas híbridos.
Un sistema de generación fotovoltaica está conformado por varios elementos, los que varían según la forma de conexión, y si el sistema incorpora o no baterías.
3.2. Tipologías de conexión
Estos sistemas se utilizan principalmente en sectores donde no existe red de distribución eléctrica.
Existen tres tipos de sistemas según su tipología de conexión: sistemas aislados (con y sin baterías), sistemas conectados a la red, y finalmente los sistemas híbridos en los cuales la generación es complementada con otro tipo de energía. Este documento se centra en los dos primeros.
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3.2.2. SISTEMAS CONECTADO A LA RED (ON GRID) Estos sistemas están conectados a la red de distribución eléctrica, están destinados a alimentar el consumo interno, entregar excedentes a la red y obtener de la red la demanda no cubierta por el sistema fotovoltaico. Dado que estos sistemas inyectan energía a la red, se debe tener en consideración que existe normativa y procedimientos para la conexión, operación y obtener la calidad de suministro eléctrico requerida.
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3.2.3. SISTEMAS DE GENERACIÓN HÍBRIDO Estos son sistemas aislados complementados por otro sistema de generación para los periodos en que el sistema fotovoltaico no genera energía, este sistema complementario puede ser entre otros, un grupo generador, baterías. También puede estar conectado a la red de distribución eléctrica, para obtener de la red la eventual demanda no cubierta por el sistema hibrido y entregar los excedentes a la red.
En Chile se encuentra vigente lo siguiente: • Ley 21.118 del Ministerio de Energía. • Decreto Supremo Nº 88 del Ministerio de Energía del año 2019 publicado el 8 de octubre de 2020.
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4. COMPONENTES QUE CONFORMAN UN SISTEMA FOTOVOLTAICO
Si bien, la mayoría de los componentes que conforman los sistemas fotovoltaicos son comunes para las diferentes tipologías de conexión, existen algunos componentes que dependen de la tipología específica utilizada.
El siguiente cuadro resume los componentes que se considera en cada sistema fotovoltaico, según su tipología de conexión:
COMPONENTES QUE SE CONSIDERA EN LOS SISTEMA FOTOVOLTAICO, SEGÚN SU TIPOLOGÍA DE CONEXIÓN COMPONENTE
TIPOLOGÍA DE CONEXIÓN DEL SISTEMA FOTOVOLTAICO OFF GRID
ON GRID
HIBRIDO
Si
Si
Si
Protección CC
Opcional No (sin baterías) Si (con baterías) Si
Opcional No (sin baterías) Si (con baterías) Si
Opcional No (sin baterías) Si (con baterías) Si
Inversor ON GRID
No
Si
Si
Generador fotovoltaico Estructura soportante Caja de combinación
Controlador de carga Baterías
Inversor OFF GRID
Si
Opcional
Si
Opcional
Si
Opcional
Si
No
No
Tablero CA
Si
Si
Si
Equipo de medida unidireccional
No
Si
No (si no entrega energía a la red) Si (si entrega energía a la red)
Equipo de medida bidireccional
No
Si
No (si no entrega energía a la red) Si (si entrega energía a la red)
Otra entrada de energía
No
Si
Si
Protecciones CA
Si
Si
Si
Nota • Los sistemas off - grid excepcionalmente no tienen baterías • Los sistemas on – grid excepcionalmente tienen baterías Sistemas Fotovoltaicos para Edificaciones | PÁGINA 11
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GENERADOR FOTOVOLTAICO
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ESTRUCTURA SOPORTANTE
CAJA DE COMBINACIÓN
Es uno o más paneles que captan la luz solar y la transforman en Corresponde a la estructura energía eléctrica. Estos módulos donde se montan los paneles. pueden estar conectados en serie Esta estructura, además de o paralelo. su función de soporte, puede Los generadores fotovoltaicos utilizarse para lograr la inclinación producen corriente continua, y orientación necesarias para por lo que para su utilización optimizar la generación. debe transformarse en corriente alterna.
Caja en la que se encuentran las conexiones de cables de cada panel, y los junta en una sola salida.
CONTROLADOR DE CARGA
PROTECCIÓN CC
BATERÍAS
Este dispositivo eléctrico protege a las baterías y el sistema fotovoltaico en general, manteniendo la tensión adecuada de la carga que se almacena.
Fusibles de corriente continua, que tienen por objetivo proteger el sistema y usuarios frente a un funcionamiento anormal del sistema.
Elemento que consiste en una o más celdas electroquímicas que acumulan la energía que reciben de los paneles fotovoltaicos.
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INVERSOR
PROTECCIÓN CA
TABLERO ELÉCTRICO
Es un equipo que transforma la corriente alterna en corriente alterna para ser utilizada en la red de la edificación o entregarla a la red de distribución, según sea el caso.
Fusibles de corriente alterna, que tienen por objetivo proteger el sistema y usuarios frente a un funcionamiento anormal del sistema.
Es un gabinete con tapa que contiene los dispositivos de conexión, maniobra, comando, protección, alarma y señalización, para cumplir una función específica dentro de un sistema eléctrico.
EQUIPO DE MEDIDA UNIDIRECCIONAL
EQUIPO DE MEDIDA BIDIRECCIONAL
Dispositivo que mide el consumo eléctrico de una instalación eléctrica.
Dispositivo que permite medir la energía eléctrica que ingresa y sale de una instalación.
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5. INSTALACIÓN
5.1. Recomendaciones para la selección de proveedor
5.4. Cuidados de las instalaciones en etapa construcción
• Tener representación en Chile.
• Los trabajos deben ser realizados por personal calificado.
• Ofrecer apoyo de ingeniería e instalación. • Trayectoria en el mercado. • Garantía. • Certificación del producto.
5.2. Recomendaciones para la selección del instalador • Tener equipo técnico capacitado en la Región. • Trayectoria en el mercado. • Tener servicio técnico. • Tener certificado SEC, cuya clase debe ser acorde al tamaño de la instalación.
5.3. Inclusión de la instalación en el programa de obra (construcciones nuevas) Con el fin de tener una correcta instalación, no producir atrasos, evitar mayores costos es necesario incluir las diferentes etapas de la instalación del sistema fotovoltaico en el programa de la obra.
• Almacenar en bodega recomendaciones del proveedor.
según
• En borde costero usar equipos, paneles y estructuras, con certificación anticorrosivos. • No utilizar espejos o lupa para concentrar la luz solar en el panel. • No tocar conectores con manos descubiertas, utilizar herramientas con aislantes. • Evitar golpes y caída de herramientas sobre los paneles. • En el traslado y manipulación de paneles evitar golpearlos o rayarlos. • Tener especial cuidado con la corriente continua, ya que un cortocircuito produce un arco eléctrico, que puede generar un incendio o quemaduras al personal.
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6. MANTENCIÓN PREVENTIVA
La mantención la debe realizar un servicio técnico. Se recomienda que dicho servicio técnico cuente con el respaldo del proveedor del sistema fotovoltaico.
MANTENCIÓN PREVENTIVA ELEMENTO
TIPOLOGÍA DE CONEXIÓN DEL SISTEMA FOTOVOLTAICO OFF GRID
ON GRID
HIBRIDO
Limpieza de módulos
Si
Si
Si
Limpieza y/o pintura de estructura de apoyo
Si
Si
Si
Eliminar elementos que produzcan sombra como árboles que crecen
Si
Si
Si
Reapriete de conexiones y revisión de cables
Si
Si
Si
Mantención de inversores
Si
Si
Si
Mantención de baterías
Si (cuando el proyecto las considera)
Si (cuando el proyecto las considera)
Si (cuando el proyecto las considera)
Mantención de equipos de medida
Si - Distribuidora eléctrica
Si - Distribuidora eléctrica
Si - Distribuidora eléctrica
Nota • Los sistemas off - grid excepcionalmente no tienen baterías • Los sistemas on – grid excepcionalmente tienen baterías Sistemas Fotovoltaicos para Edificaciones | PÁGINA 16
2. CONTENIDO RELACIONADO
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2.1. DOCUMENTOS
DOCUMENTO
DESCARGA
Guía evaluación inicial para edificios MINISTERIO DE ENERGÍA Guía de usuarios de SST ACESOL Guía para usuarios de fotovoltaica ACESOL
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2.2. LINKS
ORGANIZACIÓN CDT Corporación de Desarrollo Tecnológico de la CChC www.cdt.cl SEC Instituto Nacional de Normalización www.inn.cl MINENERGIA Ministerio de Energía www.energia.gob.cl INN Instituto Nacional de Normalización www.inn.cl ACESOL www.acesol.cl Programa de Techos Solares Públicos www.techossolares.minenergia.cl
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www.cdt.cl www.especificar.cl especificar@cdt.cl