Estudio de la eficiencia energética en una bodega : mejoras

CARTAGENA

Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial

ESTUDIO DE LA EFICIENCIA ENERGÉTICA EN UNA BODEGA:

MEJORAS

TRABAJO FIN DE GRADO

GRADO EN INGENIERIA ELECTRICA

Autor: Sergio Pagán Bravo

Director: Francisco Javier Cánovas Rodríguez

Cartagena, 2 de enero de 2019

ÍNDICE

DOCUMENTO I.- MEMORIA.

1.- MEMORIA. ... 1

1.1.- OBJETO DEL PROYECTO. ... 1

1.2.- EMPLAZAMIENTO DE LA INSTALACIÓN. ... 1

1.4.- PROCESO DE LA ACTIVIDAD. ... 2

1.5.- NECESIDADES ENERGÉTICAS. ... 5

1.5.1- ESTUDIO DEL CONSUMO ELÉCTRICO. ... 5

1.5.1- TIPOS DE TARIFAS. ... 5

1.5.2- CONSUMO ELÉCTRICO ANUAL. ... 6

1.5.3- PROBLEMAS ECONÓMICOS ASOCIADOS. ... 8

1.5.4- OBSERVACIONES Y CONSIDERACIONES FINALES. ... 9

1.5.5- SOLUCIONES A ESTUDIAR... 9

1.5.5.1- ENERGÍA EÓLICA. ... 9

1.5.5.2- ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTÁICA. ... 12

1.6- CONCLUSIONES DEL ESTUDIO. ... 13

1.7- REFERENCIAS. ... 14

ANEXO 1: INSTALACIÓN SOLAR FOTOVOLTÁICA.

ANEXO 2: PRODUCCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA MEDIANTE BIOMASA.

ANEXO 3: ESTUDIO DE ILUMINACIÓN.

ANEXO 4: PRESUPUESTO, Y ESTUDIO DE VIABILIDAD

DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA

1.- MEMORIA.

1.1.- OBJETO DEL PROYECTO.

El presente Proyecto tiene por objeto estudiar el proceso de producción y las necesidades energéticas correspondientes, que tienen lugar en una bodega para la producción de vino, desde la etapa inicial donde se recibe el producto desde el campo, hasta la etapa final donde el vino está ya embotellado y listo para consumir. El fin del presente proyecto será el de acotar los problemas existentes, así como describir las características técnicas y legales de las soluciones escogidas.

1.2.- EMPLAZAMIENTO DE LA INSTALACIÓN.

Las instalaciones estarán situadas, según plano de situación adjuto, en:

Carretera del Rodriguillo, Km 29,5, C.P: 03668 Algueña (Alicante)

Coordenadas ETRS89 UTM – Huso 30 X: 673838.90 Y: 4245426.08

1.3.- TERRENOS Y EDIFICACIONES.

La actividad se desarrolla en una parcela de 15.699 m², donde se encuentran las naves destinadas a la actividad industrial de la cual se pretende incrementar su eficiencia mediante el presente proyecto:

La distribución de cada una de las superficies anteriores se puede apreciar en el plano de planta general.

1.4.- PROCESO DE LA ACTIVIDAD.

El proceso de elaboración del vino es un auténtico arte milenario que ha ganado complejidad y perfección con el paso de los años pero, en esencia, conserva los pasos fundamentales con un mismo punto de partida: la fermentación de la uva.

Veamos cómo es el proceso de elaboración del vino tinto paso a paso desde el momento en el que se recoge la uva hasta que podemos disfrutarlo en una copa.

Pese a que cada bodega tiene sus peculiaridades, los pasos del proceso de elaboración del vino

- Vendimia y despalillado: La vendimia también forma parte de la elaboración del vino ya que es muy importante seleccionar la uva en su punto de maduración idóneo para contar con la cantidad de azúcares necesaria.

Tras la recogida, se procede al despalillado. Un trabajo 100% manual, mediante el cual se separan las uvas de la parte verde del racimo

- Estrujado: con las uvas sueltas y dispuestas, se procede a romper las pieles (hollejo) para extraer su zumo. El estrujado se realiza por presión controlada, ya que no es conveniente romper las semillas de la uva para evitar un extra de amargor en el zumo. Además, el hecho de mantener este primer extracto en contacto con las pieles ayuda a facilitar el proceso de maceración.

- Fermentación maloláctica: Tras el prensado de la mezcla anterior se produce otra

fermentación en la que el ácido málico se transforma en ácido láctico. Un proceso con el que se busca eliminar cierta acidez del vino antes de comenzar con la crianza.

- Trasiego, clarificación y filtración: Antes de que el vino repose, es necesario:

Trasiego: cambiar el caldo de recipiente, con vistas a que se oxigene pero también a eliminar cualquier rastro sólido.

Clarificación: un proceso químico natural con sustancias orgánicas que ayudan a condensar cualquier impureza.

Filtrado: no se realiza siempre, pero contribuye a eliminar cualquier impureza.

- Crianza: tiene como objetivo afinar los matices y aromas del vino. La duración de la crianza determinará su abanico de aromas y matices. Un tiempo que otorgará la personalidad a un determinado caldo para hacer de él un Crianza, un Reserva o un Gran Reserva.

- Embotellado: el último paso del proceso de elaboración del vino es el embotellado que, además, forma parte de su crianza. Durante este periodo, el vino se estabiliza hasta conseguir el equilibrio necesario en sus matices.

- Productos obtenidos, rendimientos: aproximadamente, la siguiente tabla resume los diferentes productos que podemos obtener de la materia prima:

PRODUCTO TOTAL

Uva (Kg) 700.000

Raspón (KG) 5% 35.000 Vino (L) 70% 490.000 Orujo (KG) 18% 126.000 Lías (KG) 7% 49.000

1.5.- NECESIDADES ENERGÉTICAS.

Las necesidades energéticas actuales son cubiertas en su totalidad con energía eléctrica suministrada por una compañía energética. La energía eléctrica es usada para alimentación de la

maquinaria que interviene en el proceso de producción, maquinaria presente en la fábrica para otros usos, alumbrado, etc…

1.5.1- ESTUDIO DEL CONSUMO ELÉCTRICO.

Para el presente proyecto, se han recopilado las facturas eléctricas correspondientes al año 2017, a fin de estudiar y acotar los diferentes problemas existentes.

1.5.1- TIPOS DE TARIFAS.

Los diferentes tipos de tarifa que podemos contratar con la compañía eléctrica son los siguientes resumidos en el gráfico:

La tarifa que se ha contratado durante el año 2017 ha sido la 3.0A, 3p, que diferencia entre horario de invierno y de verano.

Las características de los períodos radican en el precio del kW/h, y su precio varía siendo P1 el período más caro, seguido de P2, y por último P3, que es el que tiene el precio más económico.

• Potencia contratada, que es igual a 153 kW, para los tres períodos, pico, llano y valle.

• No hay penalización por potencia reactiva, lo cual significa que no es necesaria la implementación de una batería de condensadores, o que ya está instalada.

• Hay meses en los que la potencia absorbida supera con mucho el nivel contratado, lo que conlleva una penalización, y otros meses en los que no se acerca ni al 60%, lo que significa un derrochamiento.

El consumo eléctrico anual, recogido en todas las facturas del año 2017, se puede representar en un gráfico, el cual mide el consumo de cada uno de los doce meses que componen el año, y el total de la energía eléctrica consumida cada mes, en su unidad, el kWh.

1.5.2- CONSUMO ELÉCTRICO ANUAL.

El consumo eléctrico anual, recogido en todas las facturas del año 2017, se puede representar en un gráfico, el cual mide el consumo de cada uno de los doce meses que componen el año, y el total de la energía eléctrica consumida cada mes, en su unidad, el kWh.

P1 P2 P3 PT

ENERO 1033,86 1874,45 1644,48 4552,79

FEBRERO 1532 2944 2365 6841

MARZO 1262 2344 2533 6139

ABRIL 861 1881 2227 4969

MAYO 926 1989 2403 5318

JUNIO 1076 1882 2087 5045

JULIO 1505 2050 2091 5646

AGOSTO 2063 9482 8685 20230

SEPTIEMBRE 14870 28702 27499 71071

OCTUBRE 1362 2573 2805 6740

NOVIEMBRE 1466 2579 2451 6496

DICIEMBRE 1188,939 2155,6175 1891,152 5235,7085

INVIERNO

VERANO

Observando el gráfico, podemos obtener las siguientes conclusiones:

- El consumo de energía es prácticamente estable durante todo el año, excepto los meses desde agosto a octubre.

- La curva de consumo anual se asemeja al de la actividad que tiene la industria, ya que la época de vendimia, que es donde mayor actividad existe, se concentra en los meses de septiembre y octubre, donde se incrementa notablemente el consumo.

- Esto plantea un problema, durante 10 meses al año, hay una gran cantidad de potencia contratada, que no se usa, pero que conlleva un gasto económico por estar disponible.

1.5.3- PROBLEMAS ECONÓMICOS ASOCIADOS.

El importe por el consumo eléctrico anual, recogido en todas las facturas del año 2017, se puede representar en un gráfico que servirá para analizar los problemas económicos que plantea el suministro de energía actual de la bodega.

• El valor de la potencia contratada es muy elevado en comparación con la potencia que es necesaria para el 80 por ciento del año, lo que conlleva que una parte importante de los gastos que conlleva el suministro eléctrico sean por el término de potencia. Exactamente, los gastos por potencia contratada durante el año 2017 alcanzaron los 21.704,70 €

• En la gráfica se aprecia la diferencia de energía consumida entre el periodo de plena actividad en la bodega en comparación al resto del año. En éstos meses, a pesar de que la potencia contratada es de un valor importante, en ocasiones se sobrepasa, por lo que conlleva una penalización en la factura eléctrica.

• El importe total por el suministro eléctrico, se eleva hasta un total de 37.564,42 € anuales

1.5.4- OBSERVACIONES Y CONSIDERACIONES FINALES.

Considerando lo expuesto anteriormente, hay una base sólida para proceder al estudio de diferentes alternativas para el suministro eléctrico que pueda sustituir al actual, debido al gran importe anual que significa para la industria.

Dadas las características propias de la industria que se trata, las posibles soluciones que se implanten deben cumplir con las necesidades energéticas descritas anteriormente, de l

1.5.5- SOLUCIONES A ESTUDIAR.

Una vez ha sido descrito el proceso que tiene lugar en la bodega, que se ha analizado tanto el consumo anual, sus características y particularidades, y los aspectos económicos que conlleva, se procede al análisis de diferentes opciones que permitan el suministro eléctrico de la bodega de manera signifique una modernización y un ahorro a medio plazo.

1.5.5.1- ENERGÍA EÓLICA.

La energía eólica es aquella que se obtiene directamente de la fuerza del viento, su

funcionamiento es muy sencillo. La fuerza del viento se encarga de mover las aspas del molino, las cuales están acopladas a un eje rotatorio, mediante el que se transforma la energía mecánica del movimiento de las aspas en energía eléctrica al salir del alternador.

Se trata de una de las energías más prometedoras dado su bajísimo impacto medioambiental. De media, un molino de viento evita al año la emisión de más de 6.300 toneladas de CO2 a la atmósfera, lo que supone una ayuda inestimable a la hora de luchar contra el efecto invernadero y el

consecuente cambio climático.

Las ventajas que ofrecería ésta solución serían las siguientes:

- Inagotable: una de las primeras ventajas de la energía eólica es que es una de las energías renovables porque el viento es un recurso inagotable. Esto significa que siempre se puede contar con la fuente original que produce la energía, lo que garantiza que su utilidad no tiene fecha de caducidad (como sí sucede con los combustibles fósiles).

- Limpia: se trata de una energía completamente limpia. De hecho, esta es quizás su principal ventaja cuando se la compara con otros tipos de energía. La energía eólica no produce ningún tipo de residuo, lo que significa que su uso no contribuye a la destrucción de los ecosistemas ni favorece el calentamiento global.

- Segura: otra de las ventajas de la energía eólica es que es una de las energías más seguras que existen. Al no producir residuos contaminantes ni suponer un peligro en caso de accidente, se trata de una energía completamente segura.

- Es energía autóctona: esto permite favorecer la independencia energética, ya que, aunque hay países que cuentan con mayor índice de vientos, se puede encontrar en todo el mundo. Esto permite que se cree un mercado energético autóctono y libera de la necesidad de importar la energía desde otras economías.

- Facilidad de montar y desmontar los parques eólicos. La tecnología necesaria a la hora de implementar un parque eólico permite que se lleven a cabo de forma sencilla y bastante efectiva.

De hecho, si hoy en día se tarda más tiempo de lo deseado en construirlos, normalmente se debe a cuestiones burocráticas y relacionadas con la administración.

- Poco impacto en el suelo: los parques eólicos tienen un impacto muy pequeño en el suelo y en su erosión. Esto se debe tanto a la ausencia de residuos contaminantes como al hecho de que ocupan poco espacio en comparación con otro tipo de instalaciones energéticas.

- Energía respetuosa con los acuíferos: debido a la ausencia de cualquier tipo de residuo contaminante, no altera la composición del agua de la zona, lo que supone un elemento fundamental a la hora de proteger las reservas hídricas locales y los ecosistemas ligados a las mismas.

- Es una energía muy barata, situándose en algunos casos al mismo precio que el carbón e incluso la energía nuclear.

- Cuando una turbina eólica termina su vida útil se desmonta sin dejar un impacto considerable en el entorno debido a los pocos metros cuadrados que ocupa.

- Crea puestos de trabajo: de hecho, aquellos lugares en los que se construyen parques eólicos experimentan una reducción considerable del paro local.

- Es compatible con otras actividades como la agricultura y la ganadería, lo que hace que no tenga un impacto negativo en la economía local al no requerir una especialización laboral de la zona. Esto permite que las zonas en las que se instala puedan seguir desarrollando su actividad tradicional al mismo tiempo que incrementan su actividad gracias a la energía eólica.

Las desventajas que presenta ésta solución serían las siguientes:

- Uno de los primeros inconvenientes de la energía eólica es que no siempre hay viento, por lo que necesita el respaldo de otro tipo de energías para esos momentos (ya sean contaminantes o limpias).

- Dificultad en la planificación debido a lo imprevisible del viento. Gracias a los modelos meteorológicos se ha mejorado bastante en este aspecto, aunque a día de hoy continúa siendo uno de los inconvenientes que plantea.

- Otra de las desventajas de la energía eólica es que se trata de una energía que no se puede almacenar, sino que debe ser consumida de manera inmediata cuando se produce. Eso hace que no pueda ofrecer una alternativa completa al uso de otros tipos de energía.

- Los aerogeneradores solo funcionan correctamente con ráfagas de viento entre los 10 y los 40 km/h. A velocidades menores la energía no resulta rentable y a mayores supone un riesgo físico para la estructura.

- Dado que los parques eólicos se ubican lejos de los puntos de consumo, requiere una

infraestructura de transporte energético, lo que conlleva pérdida de energía y la necesidad de instalar la infraestructura de transporte.

- La densidad energética del viento es baja, lo que exige que la cantidad de aerogeneradores sea elevada para que sea útil. En otras palabras, aunque sea una energía barata y fácil de obtener, se necesita una gran suma de aerogeneradores funcionando al mismo tiempo para que pueda ser rentable.

- La construcción de parques eólicos conlleva un impacto estético en el paisaje que, a veces, genera malestar en la población local.

- Los aerogeneradores emiten sonido. Sin embargo, es cierto que esta desventaja se ha reducido al mínimo gracias a los avances en ingeniería que se han aplicado a las nuevas turbinas.

- Otro de los inconvenientes de la energía eólica que resulta ser graves es que, cuando están en funcionamiento, las palas o las aspas de los aerogeneradores suponen un peligro para la fauna de aves de la zona, que si durante el vuelo chocan con ellas suelen morir debido al impacto.

1.5.5.2- ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTÁICA.

La energía solar fotovoltaica, al igual que la eólica es sin duda una solución que debe ser tenida en cuenta ya que actualmente a nivel mundial es seria alternativa que ya representa una parte importante dentro del suministro eléctrico nacional, y mundial.

Las ventajas que ofrecería ésta solución serían las siguientes:

• Como procede de una fuente de energía renovable, sus recursos son ilimitados.

• Su producción no produce ninguna emisión, es decir, es una energía muy respetuosa con el medio ambiente.

• Los costos de operación son muy bajos.

• El mantenimiento es sencillo y de bajo costo.

• Los módulos tienen un periodo de vida de hasta 20 años.

• No solo se puede integrar en las estructuras de construcciones nuevas, sino también en las ya existentes.

• Se pueden hacer módulos de todos los tamaños.

• El trasporte de todo el material es práctico (con esto se hace referencia a que a diferencia por ejemplo de la energía eólica, donde el transporte del material es complejo debido al tamaño, el material que se utiliza en la energía fotovoltaica es de transporte más sencillo).

• El costo disminuye a medida que la tecnología va avanzando.

• Es un sistema de aprovechamiento de energía idóneo para zonas donde no llega la electricidad.

• Los paneles fotovoltaicos son limpios y silenciosos, de manera que pueden instalarse en casi cualquier parte sin provocar ninguna molestia.

Las desventajas que presenta ésta solución serían las siguientes:

• Los costos de instalación son altos por lo que requiere de una gran inversión inicial.

• Los lugares donde hay mayor radiación solar, son lugares desérticos y alejados de las ciudades.

• Para recolectar energía solar a gran escala se requieren grandes extensiones de terreno.

• En cuanto a la tecnología actual, hay falta de elementos almacenadores de energía económicos y fiables.

• Momento político poco propicio para este tipo de instalaciones.

Particularizada para el proyecto que nos requiere, cualquiera de las dos opciones presenta un gran problema, como es la gran diferencia que existe entre el consumo medio de 10 de los 12 meses del año. A este problema se le presentan dos soluciones:

1) Dimensionar la instalación que se escoja de manera que cubra el pico de consumo de energía que tiene lugar en la temporada de la vendimia. El excedente de energía que se produce en el resto del año podría verterse a la red.

Las ventajas de esta propuesta son que se resuelve el incremento del precio de la instalación a consecuencia del mayor dimensionado de la misma, mediante la venta de este excedente.

Los inconvenientes de esta propuesta son consecuencia de la política energética nacional, y de las leyes que rigen el sector, las cuales hacen que no sean rentables este tipo de instalaciones.

2) Dimensionar la instalación de manera que cubra las necesidades anuales de energía, y que cuente con una fuente adicional de generación, la cual pueda cubrir el pico de consumo que tiene lugar durante la vendimia, además de cualquier problema ocasional en la instalación fija.

Esta propuesta resuelve los problemas planteados en los apartados anteriores,

- Mejoras en la instalación de alumbrado existente -

En la bodega tiene una instalación existente de alumbrado, la cual no cumple con los niveles de iluminación exigidos por la normativa vigente.

1.6- CONCLUSIONES DEL ESTUDIO.

Una vez estudiado el proceso, identificados y acotados los problemas técnicos y económicos que plantea su suministro de energía, y habiendo analizado todas las posibles soluciones, se escoge como alternativa al suministro eléctrico actual, la instalación de paneles solares que integrarán una instalación solar fotovoltaica con una potencia necesaria para cubrir la demanda de potencia anual, exceptuando el pico que se produce durante el mes de septiembre ocasionado por la vendimia.

Para cubrir las necesidades que se producen en esta fase del proceso, se instalará una caldera ecológica que cubrirá el pico de energía durante esta época. La caldera usará como combustible para la producción de energía eléctrica restos vegetales de la propia vendimia, y de la poda de las parras.

1.7- REFERENCIAS.

https://www.ecologiaverde.com

http://www.anbelosolar.com/ventajas-e-inconvenientes-de-la-energia-solar-fotovoltaica/

https://casapablo.es/proceso-de-elaboracion-del-vino-tinto/

Proyecto final de carrera bodegas las alberquilla, del alumno Raúl Lucas Requena, de 29 de Septiembre de 2009.

Proyecto final de carrera “Diseño de un almacén para almacenamiento de materiales de albañilería propi con cubierta solar fotovoltáica: Estudio energético ante posibles disposiciones”, del alumno Juan Francisco Martínez Espín, de 17 de Mayo de 2011.

ANEXO I:

INSTALACIÓN SOLAR FOTOVOLTÁICA

ÍNDICE

1.- ANEXO I: INSTALACIÓN SOLAR FOTOVOLTÁICA. ... 2

1.1.- OBJETO DEL ANEXO. ... 2

1.2.- EMPLAZAMIENTO DE LA INSTALACIÓN. ... 2

1.3.- TERRENOS Y EDIFICACIONES... 2

1.4.- CLASE Y NÚMERO DE LA ACTIVIDAD SEGÚN C.N.A.E. Y I.A.E. ... 2

1.5.- LEGISLACIÓN APLICABLE. ... 3

1.6.- PROCESO DE LA ACTIVIDAD. ... 4

1.6.1.- CONTAMINACIÓN GENERADA Y SEGURIDAD INDUSTRIAL. ... 4

1.6.2.- DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE FABRICACIÓN. ... 5

1.6.2.1.- LÍNEA DE PROCESO. ... 5

1.7.- MAQUINARIA E INSTALACIONES. ... 6

1.7.1- CRITERIOS DE DISEÑO. ... 7

1.7.2- CALCULO DEL PANELES FOTOVOLTÁICO. ... 8

1.7.2.1- ELECCION Y CALCULO DE PANELES. ... 9

1.7.3- INVERSOR TRIFÁSICO. ... 22

1.7.4- CABLEADO ELÉCTRICO. ... 26

1.7.4.1.- CARACTERÍSTICAS ESPECÍFICAS. ... 26

1.7.4.2.- CONDUCTORES DE CORRIENTE CONTÍNUA. ... 27

1.7.4.3.- TRAMO CORRIENTE ALTERNA. ... 31

1.7.5- SOPORTE Y ESTRUCTURA. ... 34

1.8- REFERENCIAS. ... 34

1.9- PLANOS ... 34

1.- ANEXO I: INSTALACIÓN SOLAR FOTOVOLTÁICA.

1.1.- OBJETO DEL ANEXO.

El presente Anexo tiene por objeto describir las características técnicas y legales de la instalación a realizar, así como el cálculo de todos y cada uno de los elementos que integran la instalación eléctrica de generación en baja tensión.

1.2.- EMPLAZAMIENTO DE LA INSTALACIÓN.

Las instalaciones estarán situadas, según plano de situación adjunto, en:

Carretera del Rodriguillo, Km 29,5, C.P: 03668 Algueña (Alicante)

Coordenadas ETRS89 UTM – Huso 30 X: 673838.90 Y: 4245426.08

1.3.- TERRENOS Y EDIFICACIONES.

La generación de energía eléctrica a través de la solar fotovoltaica sobre cubierta en régimen de autoconsumo instantáneo sin inyección a la Red de Distribución, se realizará sobre la cubierta del edificio de Urbanismo del Ayuntamiento de Murcia, y la superficie del campo fotovoltaico es:

SUPERFICIE OCUPADA SUP. (m²)

Cubierta nave producción 1000

Superficie total construida 1.000,00

La distribución de cada una de las superficies anteriores se puede apreciar en el plano de planta general.

1.4.- CLASE Y NÚMERO DE LA ACTIVIDAD SEGÚN C.N.A.E. Y I.A.E.

Epígrafe CNAE 35.19: Producción de energía eléctrica de otros tipos (la producción de energía eléctrica por transformación de la energía solar, tanto fotovoltaica como térmica).

Epígrafe IAE 1514: Producción de energía no especificada en epígrafes anteriores, abarcando la energía procedente de mareas, energía solar, etc.

1.5.- LEGISLACIÓN APLICABLE.

Para la redacción del presente Proyecto se ha tenido en cuenta la siguiente reglamentación:

 Real Decreto 842/2002, de 2 de agosto, del Ministerio de Ciencia y Tecnología, por el que se aprueba el reglamento electrotécnico para baja tensión e instrucciones técnicas complementarias (BOE núm. 224 de 18/9/2002)

 Resolución de 3 de julio de 2003 de la Dirección General de Industria, Energía y Minas, por la que se Aprueban los contenidos esenciales de determinados proyectos y el modelo de certificado como consecuencia la aprobación, por Real Decreto 842/2002, de 2 de agosto, del reglamento electrotécnico de baja tensión.

 Orden de 9 de septiembre de 2002, de la Consejería de Ciencia, Tecnología, Industria y Comercio, por la que se adoptan medidas de normalización en la tramitación de expedientes en materia de Industria, Energía y Minas. (BORM núm. 218 de 19/09/2002)

 Orden de 22 de octubre de 1996, de la Consejería de Industria, Trabajo y Turismo, sobre mantenimiento de instalaciones eléctricas en locales de espectáculos de reunión y sanitario.

(BORM núm. 252 de 29/10/1996).

 DB SI, Documento Básico de Seguridad en caso de incendio, incluido en el código técnico de la edificación, aprobado por real decreto 314/2006, de 17 de marzo

 BOE 27-12-2000. REAL DECRETO 1955/2000, de 1 de diciembre por el que se regulan las actividades de transporte, distribución, comercialización, suministro y procedimientos de autorización de instalaciones de energía eléctrica.

 Documento Básico Seguridad en caso de Incendio DB-SI, contenido en el Código Técnico de la Edificación aprobado por real decreto 314/2006, de 17 de marzo de 2006.

 Documento Básico Seguridad de Utilización DB-SU, contenido en el Código Técnico de la Edificación aprobado por real decreto 314/2006, de 17 de marzo de 2006.

 Documento Básico Salubridad DB-HS, contenido en el Código Técnico de la Edificación aprobado por real decreto 314/2006, de 17 de marzo de 2006.

 Real Decreto 900/2015, de 9 de octubre, por el que se regulan las condiciones administrativas, técnicas y económicas de las modalidades de suministro de energía eléctrica con autoconsumo y de producción con autoconsumo.

 REAL DECRETO 661/2007, de 25 de mayo, por el que se regula la actividad de producción de energía eléctrica en régimen especial.

 Real Decreto-ley 9/2013, de 12 de julio, por el que se adoptan medidas urgentes para garantizar la estabilidad financiera del sistema eléctrico.

 Real Decreto 1699/2011, de 18 de noviembre, por el que se regula la conexión a red de instalaciones de producción de energía eléctrica de pequeña potencia.

 Ley 54/1997, de 27 de noviembre, del Sector Eléctrico.

 Ley 4/2009, de 14 de mayo, de Protección Ambiental Integrada de la Región de Murcia.

 Real Decreto 1955/2000, de 1 de diciembre, por el que se regulan las actividades de transporte, distribución, comercialización, suministro y procedimientos de autorización de instalaciones de energía eléctrica.

 Normas particulares de la empresa Iberdrola Distribución Eléctrica S.A.U.

 Normas UNE de obligado cumplimiento.

1.6.- PROCESO DE LA ACTIVIDAD.

La actividad se pretende desarrollar en una única fase mediante una instalación, situada en la cubierta de la nave de producción de “Cooperativa Bodegas de Algueña”, y que tiene como objetivo suministrar corriente alterna al cuadro general de protección que contiene la instalación eléctrica en baja tensión, sustituyendo así la acometida para el suministro eléctrico actual, a cargo de la compañía IBERDROLA S.A.

1.6.1.- CONTAMINACIÓN GENERADA Y SEGURIDAD INDUSTRIAL.

De acuerdo con el proceso de la actividad a desarrollar, materiales a emplear, maquinaria a instalar, personal, etc., ésta puede clasificarse como:

- Beneficiosa para el Medio Ambiente, por producir energía eléctrica a partir de la energía solar (Renovable e Inagotable), disminuyendo la posible emisión de CO2 al medio ambiente atmosférico si esta energía fuese producida mediante combustión de otras fuentes energéticas.

- No molesta, por la ínfima producción de ruidos y vibraciones, y la lejanía a cualquier zona de uso residencial.

- No contaminante, por la nula producción de residuos durante la producción de la energía.

1.6.2.- DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE FABRICACIÓN.

La actividad productiva se dedica a la producción de energía eléctrica por medio de placas fotovoltaicas captadoras de energía solar, siendo esta vertida instantáneamente a la red de baja tensión propiedad del cliente si existe en ese momento un consumo en su instalación, y en ningún momento se inyecta energía a la red de la empresa distribuidora de energía eléctrica IBERDROLA DISTRIBUCIÓN ELÉCTRICA, S.A.U.

Así, las tareas del proceso de producción se orientan a la captación de energía solar, su transformación en energía eléctrica y por último la conexión con la red privada del cliente de baja tensión, y en ningún momento se inyecta energía a la compañía distribuidora de energía.

Los rayos solares inciden sobre las placas fotovoltaicas, siendo esta energía captada y transformada en corriente en sistema continuo y seguidamente es transportada al inversor donde se realiza la conversión de dicha corriente a alterna, con una tensión de 400 V.

Tras el inversor y la instalación de las correspondientes protecciones, se efectúa el enlace con la red propiedad del cliente de baja tensión.

1.6.2.1.- LÍNEA DE PROCESO.

Captación de energía Solar Fotovoltaica

Transformación a corriente continúa

Conversión a Corriente alterna Transporte al inversor

Protección de la línea al C.G.M.P del cliente

Vertido de energía instantánea al C.G.M.P.

según consumo existente en la red privada REBT ITC-BT-40: las instalaciones interconectadas (trabajan en paralelo la instalación solar y la red eléctrica)

con vertido 0 de excedentes

Sin almacenar en baterías

Sin inyección a la Red de distribución

1.7.- MAQUINARIA E INSTALACIONES.

La instalación fotovoltaica tiene como objetivo solucionar uno de los problemas acotados y definidos en la memoria del proyecto, el pago excesivo tanto del término de potencia como de la energía que no se usa durante más del 80% del año.

Esta instalación estará situada sobre una cubierta plana ya prevista, proyectada y aprobada por el titular, para ser construida previamente a la realización de este proyecto, y que consistirá en reformar la cubierta actual de la nave. La disposición actual es a dos aguas y con dicha reforma pasará a ser una cubierta con disposición plana.

Ante esto, se ha decidido diseñar la instalación fotovoltaica para ser ubicada en cubierta plana, sobre una estructura metálica que cumpla con los requisitos técnicos y arquitectónicos correspondientes.

Los elementos principales que forman la instalación fotovoltaica son los siguientes:

Paneles fotovoltáicos

Son el elemento principal de la instalación. Un panel fotovoltáico es un tipo de panel solar diseñado para el aprovechamiento de la energía solar fotovoltaica y su función es transformar la energía solar en electricidad, en forma de corriente contínua.

Los módulos fotovoltáicos están formados por celdas fotovoltáicas interconectadas entre ellas, ya que una sola de ellas genera poca tensión y potencia, por lo que es necesario interconectar varias de ellas para conseguir niveles de tensión y potencia con los que poder operar a la salida del módulo fotovoltáico.

Las células fotovoltáicas que componen un panel se encuentran encajadas y protegidas en el interior del panel, que están diseñados para soportar las condiciones climatológicas del exterior.

Estructura y soportes

Son los elementos que fijan los paneles fotovoltáicos a la cubierta de la bodega, dotándolos de estabilidad frente a las condiciones ambientales del exterior y que aseguran que los paneles conserven los valores de inclinación y orientación para los que han sido diseñados.

Inversor

El inversor es el elemento que convierte la corriente continua generada en los módulos fotovoltaicos en corriente alterna que se inyecta instantáneamente a la red privada en régimen de autoconsumo, en ningún momento se inyecta a la red de distribución.

El funcionamiento del inversor es completamente automático. Cuando los módulos solares generan la potencia suficiente, la electrónica de control supervisa los parámetros de tensión y frecuencia de red privada. Cuando se ha sincronizado la frecuencia del sistema con la de red, y en la red privada el PLC detecta que existe una demanda igual o inferior a la producida, se inyecta la corriente a la red privada.

El inversor trabaja de forma que toma la máxima potencia posible de los módulos solares siguiendo el punto de máxima potencia (MPPT). Cuando al atardecer la energía ya no es suficiente para suministrar corriente a la red privada, el inversor interrumpe la conexión y deja de trabajar.

Cableado eléctrico

El cableado eléctrico es el encargado de transportar la energía producida en los paneles fotovoltáicos hasta el inversor, en forma de corriente contínua, y desde ahí al CGMYP de la red privada ya en forma de corriente alterna trifásica.

Este cableado cumplirá la normativa vigente siendo instalado de forma que asegure el correcto funcionamiento de la instalación, soportando las condiciones ambientales y de funcionamiento propias de la instalación.

Baterías

Las baterías son el elemento que almacena la energía producidas en los paneles fotovoltáicos.

Éstas almacenan la energía producida en forma de corriente continua a través de un cargador de batería, que gestiona el modo de carga y descarga de las mismas. Son junto con los paneles fotovoltáicos el elemento más costoso de la instalación, sin embargo, una de las particularidades del diseño de esta instalación fotovoltaica es el funcionamiento sin necesidad de baterías.

Tan sólo está previsto, a modo de pequeño suministro auxiliar, una pequeña batería que actúe a modo de suministro eventual para posibilitar el uso del alumbrado durante los períodos en los que no hay actividad en la nave. Estará ubicado en la instalación de baja tensión de la nave, y que se detalla más adelante.

1.7.1- CRITERIOS DE DISEÑO.

Partiendo del estudio de eficiencia energética realizado en la memoria del proyecto, en el que se detallan las necesidades energéticas en la industria, para determinar el panel fotovoltáico más indicado, deberá cumplir una serie de requisitos técnicos. Las condiciones bajo las que está diseñada la instalación fotovoltaica son las siguientes:

• Energía: Serán necesarios 7000 kWh de energía mensual, teniendo en cuenta que la actividad tiene un horario de funcionamiento de 8 horas al día, de lunes a viernes.

• Superficie de los paneles: 300 m² (la cubierta es de unos 1000 m², pero hay que tener en cuenta separación de los paneles producidos por sombras, y espacio de trabajo, que será de 1,5 m de ancho según planos adjuntos)

• Orientación: Azimut 0º (α = 0º, máximo rendimiento al estar situada la instalación en el hemisferio norte)

• Ángulo de inclinación β: 38º (por ser de aprovechamiento anual)

• Pérdidas máximas: En nuestro caso, al ser de tipo general, pérdidas totales máximas del 15% según el CTE.

•

• Días de autonomía: No procede, ya que como se ha mencionado anteriormente la instalación está prevista para un funcionamiento sin baterías.

Pérdidas por sombras

Para el cálculo de las pérdidas por sombras, se ha realizado mediante la herramienta de diseño en 3D Sketchup, que permite simular la trayectoria descrita por el sol sobre un mapa tridimensional, y obtener de manera efectiva las posibles pérdidas producidas por éste fenómeno producidas en la instalación.

Del trabajo hecho con esta herramienta, se puede afirmar que las pérdidas por sombras producidas en la instalación son despreciables, debido a los siguientes factores:

• En la zona colindante no existe ningún tipo de edificaciones que puedan producir sombras en la cubierta donde estará ubicada la instalación.

• En la misma zona donde se ubica la industria, no hay ningún elemento de la misma que pueda provocar sombras en la cubierta donde se ubica la instalación.

1.7.2- CALCULO DEL PANELES FOTOVOLTÁICO.

Debido al gran impulso que está experimentando la energía solar, existen multitud de fabricantes punteros actualmente en este sector. De modo que para seleccionar el panel fotovoltáico se ha seguido un estudio comparativo realizado por TÜV Rheinland, una prestigiosa certificadora alemana.

Este estudio, denominado PV+Test, se elabora de manera independiente de cualquier fabricante por expertos teniendo en cuenta diferentes características y publican los resultados en la revista PV- Magazine. Cualquier fabricante puede solicitar someterse a este test.

Los tres fabricantes escogidos para hacer nuestro propio estudio comparativo han sido Suntech, Solar World, y Scoth.

1.7.2.1- ELECCION Y CALCULO DE PANELES.

Dicho estudio consistirá en simular, con un panel escogido de cada uno de los tres fabricantes, el cálculo de la instalación fotovoltaica mediante las herramientas de cálculo PVgis y PVsyst, imponiéndoles las condiciones de diseño descritas en el apartado anterior:

1) Panel solar SUNTECH STP325-24/Vfw

2) PANEL SOLAR SOLAR WORLD SW 295 mono

3) PANEL SOLAR SCOTH POLY TM 290

El factor que se ha tenido en cuenta para la valoración de los tres paneles escogidos ha sido el siguiente:

Ratio Potencia/Superficie ocupada

Todos los paneles deben de cubrir las necesidades básicas de la instalación en el mínimo espacio posible. Dicho espacio se ha delimitado en 300 m², de manera que se asegura que dentro de la cubierta, que posee un área de 1000 m², los paneles pueden ubicarse perfectamente teniendo en cuenta la distancia correspondiente para evitar las pérdidas por sombras.

Los resultados obtenidos con los programas de cálculo se resumen en la siguiente tabla:

MÓDULOS SUNTECH

STP325-24/Vfw

SOLAR WORLD SW 295 mono

SCOTH POLY TM 290

Nº paneles 154 178 135

Sup. Módulos (m2) 299 298 299

P.nom.unitaria (Wp) 325 295 290

Nominal (STC) 50.0 52.5 39,1

Analizando los datos recogidos en la tabla anterior, podemos afirmar que el panel solar modelo POLY TM 290 del fabricante Scott Solar AG es el más adecuado, ya que bajo las mismas restricciones de espacio, y al mismo nivel de exigencia en términos de energía suministrada, es capaz de cumplir con todos los requisitos con un número de paneles inferior al de los otros dos fabricantes, un 12% menos de paneles necesarios que si empleáramos el modelo STP325-24/Vfw del fabricante SUNTECH y un 13,3% menos de módulos que si empleáramos el modelo SW 295 mono del fabricante SOLAR WORLD

1.7.3- INVERSOR TRIFÁSICO.

En este caso, debido al valor de la potencia de pico que va a producir la instalación, el número de fabricantes cuyos dispositivos cumplan con los requisitos de diseño son más limitados, ya que se diferencia claramente entre dos grupos de inversores:

• Pequeña producción, destinada a viviendas aisladas o instalaciones que demanden poca potencia, por debajo de los 20 kWp.

• Grandes instalaciones productoras de energía, con un valor por encima de los 50 kW, Teniendo en cuenta esto, se ha escogido el inversor basándonos en su parámetro de eficiencia, sólo se han tenido en cuenta los valores comprendidos por encima del 90%, y el valor de potencia nominal en

corriente alterna, éste último para no sobredimensionar el inversor, ya que uno con un valor de 40 kW sería el objetivo a conseguir.

Teniendo en cuenta esto, el inversor que se instalará es el modelo SIRIO 40 HV del fabricante

“Aros Solar Technology”, con una potencia máxima de funcionamiento de 40 kW. Como características a destacar podemos incluir el rendimiento, que es del 96%, y un consumo en stand by inferior a 32 kW, lo que indica una alta eficiencia de este elemento.

PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS SIRIO K40 HV

• Con transformador de aislamiento en baja frecuencia

• Elevada eficiencia de conversión

• Plena potencia nominal hasta los 45 °C

• Ventiladores a velocidad controlada para un mayor rendimiento

• Panel LCD táctil

• Acceso facilitado a los

componentes desde la parte frontal de la máquina.

• Dispositivo de seccionamiento lado CA y CC

Comprobación del inversor

Para conseguir unos valores correctos de tensión e intensidad, los paneles fotovoltáicos serán conectados en ramas formadas por 15 paneles conectados en serie, y dado que hay un total de 135 paneles quedarán divididos en 9 ramas.

De acuerdo con esta disposición, los valores de tensión e intensidad quedan de la siguiente manera:

En serie:

• Tensión: En serie, la tensión existente es el resultado del valor de tensión de cada panel multiplicado por el número de paneles conectados. Como valor de tensión, se escogerá el valor máximo que alcanza el panel, en su punto de máxima potencia:

𝑽𝑽_{𝑺𝑺𝑺𝑺𝑺𝑺𝑺𝑺𝑺𝑺}= 𝑽𝑽_{𝑴𝑴𝑴𝑴}∗ 𝑵𝑵º𝑴𝑴𝑷𝑷𝑵𝑵𝑺𝑺𝑷𝑷𝑺𝑺𝑺𝑺= 𝟑𝟑𝟑𝟑, 𝟓𝟓 ∗ 𝟏𝟏𝟓𝟓 = 𝟓𝟓𝟑𝟑𝟓𝟓, 𝟓𝟓 𝑽𝑽

• Intensidad: En serie, la intensidad existente es igual a la que proporciona un solo panel. Como valor de intensidad, se escogerá el valor más desfavorable, el valor de la intensidad de cortocircuito de cada panel:

𝑺𝑺 𝑺𝑺𝑺𝑺𝑺𝑺𝑺𝑺𝑺𝑺= 𝑺𝑺 𝑴𝑴𝑴𝑴= 𝟕𝟕, 𝟑𝟑𝟑𝟑 𝑷𝑷 En paralelo:

• Tensión: En paralelo, la tensión total es igual a la de cada una de las ramas. Por lo tanto, el valor de tensión es el que se ha calculado anteriormente:

𝑽𝑽 𝑻𝑻𝑻𝑻𝑻𝑻𝑷𝑷𝑷𝑷 = 𝑽𝑽 𝑺𝑺𝑺𝑺𝑺𝑺𝑺𝑺𝑺𝑺 = 𝟓𝟓𝟑𝟑𝟓𝟓, 𝟓𝟓 𝑽𝑽

• Intensidad: En paralelo, la intensidad existente es igual a la que proporciona un solo panel.

Como valor de intensidad, se escogerá el valor más desfavorable, el valor de la intensidad de cortocircuito de cada panel:

𝑺𝑺 𝑻𝑻𝑻𝑻𝑻𝑻𝑷𝑷𝑷𝑷= 𝑺𝑺 𝑴𝑴𝑷𝑷𝑺𝑺𝑷𝑷𝑷𝑷𝑺𝑺𝑷𝑷𝑻𝑻= 𝑺𝑺 𝑴𝑴𝑴𝑴∗ 𝑵𝑵º 𝑺𝑺𝑷𝑷𝑴𝑴𝑷𝑷𝑺𝑺= 𝟕𝟕, 𝟑𝟑𝟑𝟑 ∗ 𝟑𝟑 = 𝟔𝟔𝟓𝟓, 𝟑𝟑𝟕𝟕 𝑷𝑷

Éstos son los valores máximos que soportará el inversor, los cuales se encuentran dentro de su rango de funcionamiento.

1.7.4- CABLEADO ELÉCTRICO.

A efectos del reglamento de baja tensión el campo fotovoltaico que está instalado en la cubierta del edificio se clasifica dentro del grupo denominado INSTALACIONES GENERADORAS DE BAJA TENSIÓN, según la Instrucción ITC-BT-40 y cumplirá con las características de dicha Instrucción.

1.7.4.1.- CARACTERÍSTICAS ESPECÍFICAS.

Las indicadas en la Instrucción ITC-BT-40 cumplirán las condiciones de carácter general que a continuación:

INSTALACIONES INTERCONECTADAS (trabajan en paralelo la instalación solar y la red eléctrica) sin inyección de excedentes a la red

Estos procedimientos reconocen una cuarta tipología de instalaciones en base a la clasificación actual del REBT ITC-BT-40: las instalaciones interconectadas (trabajan en paralelo la instalación solar y la red eléctrica) con vertido 0 de excedentes.

Cuando el sistema detecta que se demanda una potencia igual o inferior en la instalación del cliente se conectara al cuadro de baja tensión de la instalación sin desconectarse de la red de distribución, y cuando la potencia demanda por instalación del cliente baja de la producida por el campo fotovoltaico se desconectara del cuadro e baja tensión, para que no se vierta a la red de distribución. El equipo garantiza que en ningún momento se inyecte energía a la red de distribución.

CABLES DE CONEXIÓN.

Los cables de conexión deberán estar dimensionados para una intensidad no inferior al 125% de la máxima intensidad del generador y la caída de tensión entre el generador y el punto de interconexión a la Red de Distribución Pública o a la instalación interior, no será superior al 1,5%, para la intensidad nominal.

FORMA DE LA ONDA

La tensión generada será prácticamente senoidal, con una tasa máxima de armónicos, en cualquier condición de funcionamiento de:

Armónicos de orden par: 4/n Armónicos de orden 3: 5

Armónicos de orden impar (≥5) 25/n

Extender a cualquier frecuencia para cubrir frecuencias de conmutación.

La tasa de armónicos es la relación, en %, entre el valor eficaz del armónico de orden n y el valor eficaz del fundamental.

Las protecciones mínimas a disponer serán las siguientes:

- De sobreintensidad, mediante relés directos magnetotérmicos o solución equivalente.

- De mínima tensión instantáneos, conectados entre las tres fases y neutro y que actuarán, en un tiempo inferior a 0,5 segundos, a partir de que la tensión llegue al 85% de su valor asignado.

- De sobretensión, conectado entre una fase y neutro, y cuya actuación debe producirse en un tiempo inferior a 0,5 segundos, a partir de que la tensión llegue al 110% de su valor asignado.

- De máxima y mínima frecuencia, conectado entre fases, y cuya actuación debe producirse cuando la frecuencia sea inferior a 49 Hz o superior a 51 Hz durante más de 5 períodos.

1.7.4.2.- CONDUCTORES DE CORRIENTE CONTÍNUA.

En este apartado se procederá al cálculo de la sección para el tramo compuesto por conductores de corriente contínua. Este apartado se puede dividir en dos tramos que comprenden desde los paneles fotovoltaicos conectados en serie hasta la caja de conexiones, y desde la caja de conexiones hasta el inversor. Las secciones calculadas se ajustarán según lo dispuesto en la norma UNE-HD 60364-5- 52:2014)

- Tramo 1

Éste tramo transcurre desde los paneles fotovoltáicos conectados en serie hasta la caja de conexiones, que contiene las conexiones de los 15 paneles. Existe una caja de conexiones para cada una de las 9 ramas que componen la instalación fotovoltaica.

- Tramo 2

Éste tramo transcurre desde las cajas de conexiones hasta el inversor.

Cálculo de la sección

𝑆𝑆 = 2 ∗ 𝐿𝐿 ∗ 𝐼𝐼 𝛾𝛾 ∗ ∆𝑈𝑈

Donde:

- 𝐿𝐿 = 𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿 𝐿𝐿𝑑𝑑𝑑𝑑 𝐿𝐿𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝐿𝐿 (𝑡𝑡) - 𝐼𝐼 = 𝐼𝐼𝐿𝐿𝐿𝐿𝑑𝑑𝐿𝐿𝐼𝐼𝐿𝐿𝐿𝐿𝑡𝑡𝐿𝐿 𝐿𝐿𝑑𝑑 𝑑𝑑𝑡𝑡 𝑑𝑑í𝐿𝐿𝑑𝑑𝑡𝑡 (𝐴𝐴)

- 𝛾𝛾 = 𝐶𝐶𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐶𝐶𝐿𝐿𝐿𝐿𝐶𝐶𝐿𝐿𝐿𝐿𝑡𝑡𝐿𝐿 𝑑𝑑𝑑𝑑é𝐶𝐶𝐿𝐿𝑡𝑡𝐿𝐿𝐶𝐶𝑡𝑡 𝐿𝐿𝑑𝑑𝑑𝑑 𝑡𝑡𝑡𝑡𝐿𝐿𝑑𝑑𝑡𝑡𝐿𝐿𝑡𝑡𝑑𝑑. 𝑆𝑆𝐿𝐿𝑑𝑑𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿 𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝑡𝑡𝑑𝑑 44 𝑡𝑡/

Ω 𝑡𝑡𝑡𝑡² (𝐶𝐶𝑡𝑡𝑑𝑑𝐿𝐿𝑡𝑡 𝑝𝑝𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡 𝐶𝐶𝐿𝐿𝑐𝑐𝑡𝑡𝑑𝑑 𝑡𝑡 90℃, 𝑡𝑡á𝑥𝑥. 𝑇𝑇ª 𝐿𝐿𝑑𝑑𝑑𝑑 𝐶𝐶𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿. 𝑝𝑝𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡 𝐶𝐶𝑡𝑡𝑐𝑐𝑑𝑑𝑑𝑑𝐼𝐼 𝐿𝐿𝑑𝑑𝑡𝑡𝑡𝑡𝐿𝐿𝑑𝑑𝐼𝐼𝐿𝐿𝑡𝑡𝑐𝑐𝑑𝑑𝑑𝑑𝐼𝐼) - 𝐶𝐶𝐿𝐿𝐼𝐼 𝜑𝜑 = Á𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝑑𝑑𝐿𝐿 𝐿𝐿𝑑𝑑𝐼𝐼𝑠𝑠𝑡𝑡𝐼𝐼𝑑𝑑 𝑑𝑑𝐿𝐿𝐿𝐿𝑡𝑡𝑑𝑑 𝑑𝑑𝑡𝑡 𝐿𝐿𝑑𝑑𝐿𝐿𝐼𝐼𝐿𝐿ó𝐿𝐿 𝑦𝑦 𝑑𝑑𝑡𝑡 𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝑑𝑑𝐿𝐿𝐼𝐼𝐿𝐿𝐿𝐿𝑡𝑡𝐿𝐿 = 1

- 𝑆𝑆 = 𝑆𝑆𝑑𝑑𝐶𝐶𝐶𝐶𝐿𝐿ó𝐿𝐿 𝐿𝐿𝑑𝑑𝑑𝑑 𝐶𝐶𝑡𝑡𝑐𝑐𝑑𝑑𝑑𝑑 (𝑡𝑡𝑡𝑡²) - ∆𝑈𝑈 = 𝐶𝐶𝑡𝑡í𝐿𝐿𝑡𝑡 𝐿𝐿𝑑𝑑 𝐿𝐿𝑑𝑑𝐿𝐿𝐼𝐼𝐿𝐿ó𝐿𝐿 (𝑉𝑉)

Particularizado para el caso del Tamo 1:

- L = 30 m

- I = Intensidad de cortocircuito x 1,25 = 8,10 A - ∆𝑈𝑈 = 5

- 𝛾𝛾 = 44 𝑡𝑡/Ω 𝑡𝑡𝑡𝑡²

𝑆𝑆 = 2 ∗ 𝐿𝐿 ∗ 𝐼𝐼 𝛾𝛾 ∗ ∆𝑈𝑈 =

2 ∗ 30 ∗ 10,125

44 ∗ 5 = 2,77 𝑡𝑡𝑡𝑡² Particularizado para el caso del Tamo 2:

- L = 55 m

- I = Intensidad de cortocircuito = 8,10 x 1,25 = 10,125 A - ∆𝑈𝑈 = 5

- 𝛾𝛾 = 44 𝑡𝑡/Ω 𝑡𝑡𝑡𝑡²

𝑆𝑆 = 2 ∗ 𝐿𝐿 ∗ 𝐼𝐼 𝛾𝛾 ∗ ∆𝑈𝑈 =

2 ∗ 55 ∗ 10,125

44 ∗ 5 = 5,07 𝑡𝑡𝑡𝑡²

Las secciones calculadas son de 2,77 para el tamo 1, y de 5,07 mm² para el tramo 2, respectivamente. Ahora pasamos a comprobarlas según las tablas anteriores:

- Tramo 1: Cable unipolar XLPE de 4 mm² en tubo en montaje superficial o empotrado.

- Tramo 2: Cable unipolar XLPE de 6 mm² en tubo en montaje superficial o empotrado.

Elección del conductor

El fabricante del cableado será TOPSOLAR PV modelo ZZ-F, especiales para instalaciones fotovoltáicas. Características del conductor:

- Aislamiento de Goma libre de halógenos tipo E16

- Cubierta de goma ignifuga tipo EM8, libre de halógenos y con baja emisión de humos y gases corrosivos en caso de incendio. Color negro y rojo.

𝑺𝑺_{𝟒𝟒 𝒎𝒎𝒎𝒎}= 𝟓𝟓𝟓𝟓 𝑷𝑷 > 𝟏𝟏𝟏𝟏, 𝟏𝟏𝟓𝟓𝟓𝟓 𝑷𝑷 = 𝑺𝑺_{𝑪𝑪𝑪𝑪}∗ 𝟏𝟏, 𝟓𝟓𝟓𝟓 𝑺𝑺_{𝟔𝟔 𝒎𝒎𝒎𝒎}= 𝟔𝟔𝟕𝟕 𝑷𝑷 > 𝟏𝟏𝟏𝟏, 𝟏𝟏𝟓𝟓𝟓𝟓 𝑷𝑷 = 𝑺𝑺_{𝑪𝑪𝑪𝑪}∗ 𝟏𝟏, 𝟓𝟓𝟓𝟓

1.7.4.3.- TRAMO CORRIENTE ALTERNA.

En este apartado se procederá al cálculo de la sección para el tramo compuesto por conductores de corriente alterna. Este tramo comprende desde el inversor, que está situado en la cubierta donde se instalarán los paneles fotovoltaicos, hasta el cuadro general de baja tensión de la bodega, situado en el interior de la nave.

Las secciones calculadas se ajustarán según lo dispuesto en la norma UNE-HD 60364-5- 52:2014)

Cálculo de la Línea TRAMO 3:

- Tensión de servicio: 400 V.

- Canalización: B1-Unip.Tubos Superf.o Emp.Obra - Longitud: 30 m; Cos : 0.9; Xu(m/m): 0;

- Potencia activa: 40 kW.

- Potencia aparente generador: 48 kVA.

I= Cg x Sg x 1000 / (1.732 x U) = 1.25x48x1000/(1,732x400)=86.61 A.

Se eligen conductores Unipolares 4x35+TTx16mm²Cu

Nivel Aislamiento, Aislamiento: 450/750 V, Poliolef. - No propagador incendio y emisión humos y opacidad reducida -. Desig. UNE: ES07Z1-K(AS)

I.ad. a 40°C (Fc=1) 96 A. según ITC-BT-19 Diámetro exterior tubo: 50 mm.

Caída de tensión:

Temperatura cable (ºC): 64.42

e(parcial)=30x43200/47.32x400x35=1.96 V.=0.49 % e(total)=0.49% ADMIS (1.5% MAX.)

Prot. Térmica:

I. Aut./Tet. In.: 100 A. Térmico reg. Int.Reg.: 91 A.

Protección diferencial:

Relé y Transfor. Diferencial Sens.: 300 mA.

Contactor:

Contactor Tripolar In: 100 A.

Elección del conductor

El fabricante del cableado será proporcionado por TOP CABLE. El cable será tipo TOXFREE ZH ES07Z1-K (AS), diseñado, fabricado y comprobado de acuerdo con la norma UNE 2110021, con una sección de 16 mm².

Campo de utilización

Cable flexible para instalaciones fijas protegidas. Adecuado para el transporte y distribución de energía eléctrica en instalaciones donde se requiera una baja emisión de humos y gases corrosivos en caso de incendio. Especialmente recomendado para instalaciones de enlace y locales de pública concurrencia. No se recomienda la utilización de este cable en ambientes muy húmedos o sumergido.

Características

• Tensión nominal ES05Z1-K (hasta 1 mm2): 300/500 V. ES07Z1-K (desde 1,5 mm2): 450/750 V.

• Temperatura mínima de servicio: 5 °C. - Temperatura máxima del conductor: 70 °C. –

• Temperatura máxima en cortocircuito: 160 °C (máximo 5 s.) - Radio de curvatura estático: 5 x Ø exterior.

• No propagación del incendio: según EN 502662, IEC 60332-3 - Libre de halógenos3: contenido en HCl < 0,5 % pH > 4,3; conductividad < 10 µS/mm.

• Densidad de humos4: transmitancia luminosa > 60 Constitución del cable

• Conductor flexible de hilos de cobre electrolítico recocido, formación clase 5 según la norma UNE-EN 602285.

• Aislamiento de poliolefina ignifugada, de baja emisión de humos y libre de halógenos, tipo TIZ1 según la norma UNE 211002.

Intensidades admisibles en funcionamiento normal

Intensidades admisibles en cortocircuito

En conclusión, el cable seleccionado cumple todos los requisitos y características de diseño de la instalación.

1.7.5- SOPORTE Y ESTRUCTURA.

Para la estructura que fijará los paneles en su posición e inclinación correcta, se ha escogido una estructura metálica, fabricada en aluminio, diseñada para poder anclar los paneles solares a una cubierta de manera que mantengan la inclinación y orientación óptima para que el panel funcione en las mejores condiciones.

Se ha escogido la estructura Horizontal Plana/Suelo CH915 que proporciona el fabricante AutoSolar, con las siguientes características:

La Estructura Cubierta Plana/Suelo 1 ud CH915 está diseñada para una estructura de paneles solares fotovoltaicos. La Estructura Cubierta Plana/Suelo 1 ud CH915 está diseñada para estar instalada en posición horizontal, con una inclinación de entre 30º. Compatibilidad con cualquier tipo de panel.

La Estructura Cubierta Plana/Suelo 1 ud CH915 está diseñada para poder soportar cargas de nieve de hasta 200N/m2, y una carga de viento de 29 m/s. Para que la Estructura Cubierta Plana/Suelo CH915 pueda soportar dichas cargas, es necesario que previamente se compruebe la fijación de la chapa a la sobre Estructura, y se compruebe que la misma es capaz de aguantar dichas cargas.

La aleación EN AW 6005A T6, es una aleación de aluminio de alta resistencia, por este motivo así como por su capacidad para ser anodizada, se utiliza para realizar perfiles estructurales. Todas las estructuras presentes pueden ofertarse en aluminio anodizado, cuya ventaja sobre las estructuras de aluminio crudo son la mayor resistencia a la corrosión.

1.8- REFERENCIAS.

www.solar-energia.net www.sfe-solar.com

www.photovoltaic-software.com/pvgis.php www.arlux.es

www.autosolar.es

Proyecto final de carrera bodegas las alberquilla, del alumno Raúl Lucas Requena, de 29 de Septiembre de 2009.

Proyecto final de carrera “Diseño de un almacén para almacenamiento de materiales de albañilería propi con cubierta solar fotovoltáica: Estudio energético ante posibles disposiciones”, del alumno Juan Francisco Martínez Espín, de 17 de Mayo de 2011.

1.9: PLANOS

INDICE DE PLANOS:

- Plano Nº 1: SITUACIÓN Y EMPLAZAMIENTO.

- Plano Nº 2: PLANTA GENERAL.

- Plano Nº 3: COTAS Y SUPERFICIES.

- Plano Nº 4: ESQUEMA INSTALACIÓN.

- Plano Nº 5: CROQUIS ESQUEMA DE CONEXIÓN DE PANELES FOTOVOLTÁICOS E INVERSOR.

- Plano Nº 6: ESQUEMA UNIFILAR.

EMPLAZAMIENTO ETRS89 UTM Huso 30 X: 673893.21 Y: 424545.20

BODEGA COOPERATIVA VINOS DE

ESCALA:

CARRETERA DE RODRIGUILLO,

FORMATO:

O E

S

O E

S

01 A3 S: 1/25.000 E: 1/1.500

ESCALA:

CARRETERA DE RODRIGUILLO,

FORMATO:

16,00

10,00

20,50

18,00

13,50 19,50

31,20 10,50

10,50

20,00

10,50

TIENDA

GERENCIA SALA DE JUNTAS

LABORATORIO DE CALIDAD ARCHIVO

NAVE VENTA DE VINO A GRANEL NAVE MAQUINARIA

PASILLO 2

PASILLO 1 NAVE ALMACENAMIENTO DE BARRICAS

VESTUARIOS TRABAJADORAS

VESTUARIOS TRABAJADORES

ASEO

ASEO ADAPTADO ASEO

ASEO ADAPTADO

2,06 1,90

7,80

15,90

2,90

2,06 5,00

7,84

3,33 6,78

6,47

6,78 9,90

3,12

5,42

7,70

14,58

2,00 5,00

5,60 5,60 3,00

2,06 3,44

2,09 1,90

20,00

9,80

10,10

31,00

5,00

24,60

9,60 5,00 10,00

15,00

14,60

15,00 5,00

1,90 0,90

SUPERFICIE CONSTRUIDA

NAVE ALMACENAMIENTO DE BARRICAS

TIENDA

NAVE VENTA VINOS A GRANEL NAVE DE MAQUINARIA

39,20 113,22 1220,16 313,10 196,00

DEPENDENCIA

VESTUARIOS TRABAJADORAS 11,72 VESTUARIOS TRABAJADORES 11,72

ARCHIVO 16,80

LABORATORIO DE CALIDAD 28,00

PASILLO 2 40,57

SALA DE JUNTAS 41,71

PASILLO 1 30,90

GERENCIA 43,84

22,60

2149,30

2278,50 ASEOS

3,91 5,97

ASEOS

3,91 5,97

02 A2-A3 1/200

ESCALA:

CARRETERA DE RODRIGUILLO,

FORMATO:

1,50

48,50

25,28

8,43

16,85

2 2 2 2 2

2 2

1 1

1 1

1 1

1 1

1

1 1

1 1

1 1

1 1

1 1

1 1

1 1

1 1

1 1

1 1

1 1 1

1 1

1 1

1 1

1 1

1 1

1 1

1 1 1

1 1

1 1

1 1

1 1

1 1

1 1

1 1 1

1 1

1 1

1 1

1 1

1 1

1 1

1 1 1

1 1

1 1

1 1

1 1

1 1

1 1

1 1 1

1 1

1 1

1 1

1 1

1 1

1 1

1 1

1 1

1 1

1 1

1 1

1 1

1 1

1 1 1

1 1

1 1

1 1

1 1 1

1

MAQUINARIA UD.

135

2.- CAJA DE CONEXIONES 9

1 1,67

1,31

0,63 1,69

04 A3 1/200

ESCALA:

CARRETERA DE RODRIGUILLO,

FORMATO:

XLPE TOPSOLAR PV ZZ-F 4 mm²

XLPE TOPSOLAR PV ZZ-F 4 mm²

XLPE TOPSOLAR PV ZZ-F 4 mm²

XLPE TOPSOLAR PV ZZ-F 4 mm²

XLPE TOPSOLAR PV ZZ-F 4 mm²

XLPE TOPSOLAR PV ZZ-F 4 mm²

XLPE TOPSOLAR PV ZZ-F 4 mm²

XLPE TOPSOLAR PV ZZ-F 4 mm²

XLPE TOPSOLAR PV ZZ-F 4 mm²

XLPE TOPSOLAR PV ZZ-F 4 mm²

XLPE TOPSOLAR PV ZZ-F 4 mm²

XLPE TOPSOLAR PV ZZ-F 4 mm²

XLPE TOPSOLAR PV ZZ-F 4 mm²

1

+ - + - + - + - + - + - + - + - + - XLPE TOPSOLAR PV ZZ-F 6 mm²

1

XLPE TOPSOLAR PV ZZ-F 6 mm²

1

XLPE TOPSOLAR PV ZZ-F 6 mm²

1

XLPE TOPSOLAR PV ZZ-F 6 mm²

1

XLPE TOPSOLAR PV ZZ-F 6 mm²

1

XLPE TOPSOLAR PV ZZ-F 6 mm²

1

XLPE TOPSOLAR PV ZZ-F 6 mm²

1

XLPE TOPSOLAR PV ZZ-F 6 mm²

1

LEYENDA

CAJA DE CONEXIONES 1

05 A3 S.E.

CARRETERA DE RODRIGUILLO,

ANEXO II:

PRODUCCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA

MEDIANTE BIOMASA

ÍNDICE

1.- ANEXO II: PRODUCCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA MEDIANTE BIOMASA. ... 2 1.1.- OBJETO DEL ANEXO. ... 2 1.2.- EMPLAZAMIENTO DE LA INSTALACIÓN. ... 2 1.4.- CLASE Y NÚMERO DE LA ACTIVIDAD SEGÚN C.N.A.E. Y I.A.E. ... 2 1.3.- TERRENOS Y EDIFICACIONES... 2 1.5.- LEGISLACIÓN APLICABLE. ... 3 1.6.- PROCESO DE LA ACTIVIDAD. ... 5 1.6.1.- CONTAMINACIÓN GENERADA Y SEGURIDAD INDUSTRIAL. ... 5 1.6.2.- DESCRIPCIÓN DEL PROCESO. ... 5 1.6.2.1.- LÍNEA DE PROCESO. ... 6 1.7.- MAQUINARIA E INSTALACIONES. ... 6 1.7.1- MÓDULO MICROTURBINA DE VAPOR – GENERADOR ELÉCTRICO. ... 11 1.7.1.1- CRITERIOS DE ELECCIÓN. ... 11 1.7.2- CALDERA ECOLÓGICA ... 15 1.7.2.2- CRITERIOS DE ELECCIÓN. ... 15 1.7.2.2- DIMENSIONADO DE LA CALDERA. ... 16 1.7.2.3- SELECCIÓN DEL FABRICANTE. ... 18 1.7.3- CONDENSADOR AEROTÉRMICO. ... 21 1.7.4- CABLEADO ELÉCTRICO. ... 22 1.8- REFERENCIAS. ... 26 1.9- PLANOS ...27