Experimental and Training PV-Wind Hybrid Facility

in Mexico

Sistema Híbrido Experimental

Sistema Híbrido Experimental IIE- UAEH- Preparatoria No. 4

Arreglo fotovoltaico Integrado por 36 módulos fotovoltaicos de silicio

monocristalino, interconectados en 4 sub-arreglos de 9

módulos c/u.

Características principales

Parámetros eléctricos del Modulo Modelo SP-75Marca SiemensPotencia típica 75 wCorriente a la carga 4.4 AVoltaje a la carga 17.0 vCorriente corto circuito 4.8 AVoltaje circuito abierto 21.7 vTipo de celda Mono cristalino

Sistema Híbrido Experimental IIE- UAEH- Preparatoria No. 4

Aerogeneradores

Se tienen 5 aerogeneradores diseñados y construidos en

el IIE, de 500 W de potencia nominal c/u.

Características principales

Potencia nominal 500 WDiámetro del rotor 1.8 mConfiguración del rotor 3 aspas, eje horizontalMaterial de las aspas Fibra de vidrioVelocidad nominal 11.5 m/sVelocidad de inicio 3.5 m/sVelocidad de inicio decontrol de velocidad 11.0 m/sVelocidad de salida 20 m/sGenerador eléctrico Alternador automotriz

Sistema Híbrido Experimental IIE- UAEH- Preparatoria No. 4

Banco de baterías

El banco esta integrado por 6 celdas de 2 Volts, las cuales tienen las siguientes características técnicas, son del tipo estacionarias de placa plana de la familia FHP modelo FHP-25 con capacidad nominal de 1500 A-H a 8 Hrs

Características principales

Marca ESBTipo Plomo-ácido estacionarias (ciclo profundo)Número de celdas 6Voltaje nominal 2 VCap. Nominal 1500 a-h a 8 hrs.

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Sistema de control y adquisición de datos

El sistema de control y adquisición de datos fue diseñado y construido en el IIE.

Utilidad:

Administrar la generación solar-eólica- gasolina en función del recurso, el nivel de carga del banco de baterías y la demanda de la carga conectada.

En diseño versión avanzada con lógica difusa

Sistema Híbrido Experimental IIE- UAEH- Preparatoria No. 4

Inversor/rectificador

Funciones:

Alimentar cargas en corriente alterna 120 Vca, dado que la generación del sistema híbrido es a 12 Vcd.

Cargar y ecualizar periódicamente el banco de baterías (a través del motogenerador a gasolina) para maximizar la vida útil de éste.

Características principales

Marca Trace EngineeringPotencia nominal 2.5 KWEficiencia 85% al 96 %Voltaje de entrada 10.8 Vcd a 15.6 VcdVoltaje de salida 120 Vca +/- 2 %Tipo de onda Senoidal modificada

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Motogenerador de gasolina

Función:

Sistema de respaldo para el suministro de cargas críticas, y para la recarga del banco de baterías, en ausencia o baja generación de electricidad de los sistemas eólico o solar.

Capacidad nominal de 6.4 KW a 125 Vca.

Sistema Híbrido Experimental IIE- UAEH- Preparatoria No. 4

Sistema Híbrido Experimental IIE- UAEH- Preparatoria No. 4

Banco de resistencias

Función: Simular diferentes patrones de consumo para que en forma horaria sean conmutadas distintas resistencias y así generar los patrones de consumo deseados.

Este banco de resistencias esta controlado por un sistema de control independiente.

Cargas Resistivas

• 1 resistencia de 75 W• 1 resistencia de 150 W.• 1 resistencia de 300 W.• 1 resistencia de 600 W.• 900 W integrados por 1 resistencia de 300 W y 1 de

600W en serie.• 1200 W: integrada por 2 resistencias de 600 W en

serie.

Mediante combinaciones entre las cargas es posible representar patrones de consumo entre 75 W y 3,000

Instrumentación anemométrica

La adquisición de datos relativos al sistema se realiza a través de una torre anemométrica, con equipos de medición de velocidad, dirección del viento y radiación solar, instalados a10 y 18 metros de altura.

Equipo instalado

2 Sensores , Met One, modelo 034A 18 m2 Sensores, Met One, modelo 034A 10 mPiranómetro Licor, modelo LI200X 18 m

Sistema Híbrido Experimental IIE- UAEH- Preparatoria No. 4

I.C.A.P. Sistema Híbrido

Elaboración de productos

Curtido de pieles

Elaboración de mermelada de fruta

Procesamiento de cárnicos

Elaboración de quesos

Equipos eléctricos

Control del sistema

Control de la carga

Registro de consumo eléctrico

Equipos eléctricos

Equipos eléctricos

Equipos eléctricos

Datos de placa

Programa de control

Análisis y Resultados

Simulación de Procesos Productivos

Adquisición de la Información

Fruta

Agua

Azúcar

Conservadores orgánicos

Insumos Operación

Equipo Eléctrico

Molino Máquina deVacío

Diagrama Esquemático del Procesamiento de Frutas

Molienda Cocción Enlatado

Curvas de Carga TípicasNiveles de carga de una licuadora

0

50

100

150

200

250

300

0 10 20 30 40 50

Tiempo (seg)

Po

ten

cia

(Wat

ts)

Niveles de carga de un refrigerador

0

40

80

120

160

200

0 120

240

360

480

600

720

840

960

1080

1200

1320

1440

1560

1680

1800

Segundos

Wat

ts

Muestra de Simulaciones

Simulación con un rango de 0 - 180 Watts

0

40

80

120

160

0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150

Tiempo (s)

Pote

ncia

(Wat

ts)