DISEÑO DE LA UNIDAD DE DESCONEXIÓN DE UN INVERSOR FOTOVOLTAICO DE POTENCIA NOMINAL 600 kW Autor: Salvador Ortiz Arjona Tutor: Lorenzo solano García Septiembre 2017

Índice Introducción al proyecto Diseño del equipo Presupuesto Objeto del TFM Justificación Condicionantes del diseño Diseño del equipo Definición del producto Diseño conceptual Diseño de detalle Requerimientos limitadores Funciones y parámetros críticos Diseño final Presupuesto

INTRODUCCIÓN AL PROYECTO

OBJETO DEL TFM Introducción al proyecto “Este proyecto consiste en el diseño de la unidad de desconexión de un inversor fotovoltaico de potencia nominal 600 kW el cual será instalado en el interior de una caseta ya existente preparada para tal efecto. El cometido de la unidad de desconexión es el de actuar como sistema de protección eléctrica de la parte de corriente continua de la instalación.”

JUSTIFICACIÓN Introducción al proyecto La justificación de este proyecto se realiza en base a la necesidad de la empresa promotora de obtener un producto acorde a sus necesidades. Esta empresa posee un campo fotovoltaico en la provincia de Albacete donde necesita sustituir dos inversores fotovoltaicos averiados por otros con características similares.

CONDICIONANTES DEL DISEÑO Introducción al proyecto El equipo debe estar preparado para funcionar en el interior de una caseta de obra ya existente. Debe interferir lo mínimo en el normal funcionamiento de campo fotovoltaico actual. Alta fiabilidad del equipo. Diseño modular y redundante de forma que se minimicen los daños en caso de que un módulo falle. Integración de la unidad de desconexión dentro del equipo.

DISEÑO DEL EQUIPO

DEFINICIÓN DEL PRODUCTO Diseño del equipo Concepto Determinaciones Función Protección de la parte de CC de un inversor Dimensiones 1600 x 400 x 900 mm Movimientos El producto parará la mayor parte del tiempo fijo, están previstas unas ruedas en la estructura de forma que se pueda deslizar por unas guías para operaciones de mantenimiento. Fuerzas El producto no se verá sometido a fuerzas que produzcan deformaciones ni desequilibrios. Energía Soportará corrientes de varios cientos de amperios que aun están por definir. Materiales El material de la estructura será de acero galvanizado, para la parte de los conductores se utilizará aluminio o cobre. Señales y control Se tendrán en cuenta en el diseño de un panel integrado en la estructura para los elementos de control Fabricación y Montaje Se fabricará una sola unidad aprovechando un bastidor ya diseñado Transporte y distribución El producto irá integrado dentro de un armario por lo que se aprovechará el embalaje del mismo Vida útil y mantenimiento Se tendrán en cuentas las operaciones de mantenimiento a la hora del diseño del producto Costes y plazos El diseño mecánico del producto tendrá que estar listo antes del 28/07/2017 Seguridad y ergonomía Todas las partes activas tendrán que estar protegidas para evitar contactos accidentales Aspectos legales Cumplirá la normativa IEC para equipos eléctricos La decisión de desarrollar un producto parte de la manifestación de una necesidad o del reconocimiento de una oportunidad que puede tener numerosos orígenes: La decisión de desarrollo de este nuevo equipo viene determinada por la petición explicita del cliente bajo su necesidad de sustituir un equipo con unas especificaciones determinadas.

DISEÑO CONCEPTUAL Generar ideas Simular y evaluar soluciones Diseño del equipo Conocer el problema Se necesita un bastidor donde colocar todos los componentes. Debe albergar 6 fusibles de tipo NH3 con cuchilla y 6 pletinas de conexión. Generar ideas Se parte del bastidor que se utiliza en el resto de módulos del equipo. Colocamos los fusibles y las pletinas en bandejas. Simular y evaluar soluciones Utilización de programas de diseño 3D

DISEÑO DE DETALLE Diseño del equipo Recursos Requerimientos limitadores Almacén de chapa Chapa de acero galvanizado o inox. = 2500 x 1250 mm Punzonadoras Unificar espesores de chapa Conocer utillaje de punzonadora Plegadora Unificar espesores No dificultar tarea de plegado Soldadura Evitar soldaduras largas y de muchas piezas Piezas pequeñas Remachado Realizar después de la soldadura Insertables Colocar antes de soldadura Pintura Indicar si la pieza es de interior o exterior Espuma silicona Acotar centro de la espuma en planos Proceso muy lento Sierra Utilización en chapas gordas Mecanizado CNC Indicar en plano el avellando de las piezas Tiempo en las operaciones Identificamos los requerimientos de la especificación que son limitaciones para el diseño en detalle: Combinación de fusibles y seccionadores para la parte de protección de CC. Dimensiones máximas de 1600 x 400 x 900 mm. Tener en cuenta operaciones de mantenimiento durante el diseño, ciertos componentes han de ser accesibles. Al tratarse de un diseño único los costes serán elevados, por tanto, se deberá controlar en gasto en materiales durante el diseño.

FUNCIONES Y PARÁMETROS CRÍTICOS Ventilación Usaremos dos ventiladores modelo W2E 200-HK los cuales harán que la temperatura de trabajo sea inferior a 50ºC. Conductores Los conductores serán de aluminio, la sección cambiará dependiendo de la intensidad de corriente que circule por ellos. Variará entre 40x10mm2 y los 80x10mm2 Distancias de seguridad Se ha comprobado que las distancias de seguridad se cumplen alrededor de todas las partes activas del equipo.

FUNCIONES Y PARÁMETROS CRÍTICOS Diseño del equipo Concepto Determinaciones El producto responde a las funciones y prestaciones especificadas. Prestaciones Se observa un producto resistente y con unas prestaciones y vida útil adecuadas Seguridad Cumple con las directivas de seguridad, en el diseño están contemplados elementos de seguridad pasiva y activa para proteger al usuario Ergonomía Los elementos interactivos con el usuario se encuentran fácilmente accesibles Producción Se han evaluado todas las nuevas piezas y todas ellas se pueden fabricar con los medios con los que disponemos Calidad Cuando el producto esté acabado pasará por los controles de calidad pertinentes Montaje Los procesos de montaje no suponen ningún problema para los operarios de los que disponemos Transporte El transporte se realizará integrado dentro del equipo al que va destinado Mantenimiento Las operaciones de mantenimiento han sido previstas en el diseño de forma que se faciliten lo máximo posible Costes El producto se encuentra dentro del rango de costes establecido para este proyecto Plazos El fin del diseño mecánico del producto entra dentro de los plazos establecidos Ventilación Usaremos dos ventiladores modelo W2E 200-HK los cuales harán que la temperatura de trabajo sea inferior a 50ºC. Conductores Los conductores serán de aluminio, la seccion cambiará dependiendo de la intensidad de corriente que circule por ellos. Variará entre 40x10mm2 y los 80x10mm2 Distancias de seguridad Se ha comprobado que las distancias de seguridad se cumplen alrededor de todas las partes activas del equipo.

DISEÑO FINAL Diseño del equipo Ultima fase del diseño en la que integramos las soluciones obtenidas para los requerimientos, funciones y parámetros exigidos.

PRESUPUESTO

COMPONENTES Concepto Cantidad (Unidad) Precio Unitario Premontaje estructura (Subconjunto 3) 1 Ud. 70,29 € Estructura módulo unidad desconexión (Subconjunto 2) 128,66 Conjunto estructura (Subconjunto 1) 239,04 Total Unidad de desconexión 1521,4

ENSAMBLAJE UNIDAD DE DESCONEXIÓN CONJUNTO Nº OPERARIOS TIEMPO (HORAS) €/HORA TOTAL Pre montaje estructura (Subconjunto 3) 1 0,5 8,5 4,25 Estructura módulo unidad desconexión (Subconjunto 2) Conjunto estructura (Subconjunto 1) 1,2 10,2 Total Unidad de desconexión 3 76,5 Precio ensamblaje unidad de desconexión   99,45

Gestión de los recursos Tipo Tasa estándar Unidad Utilización Precio total (€) Ingeniero Trabajo 20 €/hora 160 horas 3200 Planimetría 13 15 195 Ordenador 1 Material 500 € 1 Ordenador 2 meses SolidWorks 2016 800 licencia Microsoft office 230 Internet 30 €/mes Oficina 750 Coste total de todos los recursos (€)   6205