Search

Aquest treball proposa una aproximació innovadora en l'estudi de la viabilitat de dissenys en instal·lacions fotovoltaiques en cobertes urbanes, centrant-se especialment en l'elecció de l'angle d'inclinació. En contraposició a l'aproximació tradicional, que considera la millor inclinació aquella que maximitza la radiació captada per panell, aquest estudi introdueix la possibilitat de desviar-se alguns graus de la inclinació òptima teòrica per aprofitar al màxim la superfície recol·lectora d'energia de la coberta. El mètode desenvolupat en aquest treball avalua la possibilitat de variar l'angle d'inclinació dels panells, calculant la generació anual de cada possible disseny d'instal·lació, amb l'objectiu de trobar l'opció que maximitzi l'energia generada pel camp fotovoltaic i analitzar-la econòmicament. El treball s'ha estructurat en tres fases: modelatge de la quantitat màxima de panells que caben en la superfície disponible per a cada inclinació possible, càlcul de l'energia generada per la instal·lació fotovoltaica per a cada escenari i avaluació econòmica de la viabilitat de cada opció de disseny. Es observarà com, depenent de les circumstàncies específiques, pot resultar més beneficiós adoptar un disseny amb un angle diferent al tradicionalment entès com òptim., Este trabajo propone un enfoque innovador en el estudio de la viabilidad de diseños en instalaciones fotovoltaicas en cubiertas urbanas, centrándose especialmente en la elección del ángulo de inclinación. En contraposición al enfoque tradicional, que considera la mejor inclinación aquella que maximiza la radiación captada por panel, este estudio introduce la posibilidad de desviarse algunos grados de la inclinación óptima teórica para aprovechar al máximo la superficie recolectora de energía de la cubierta. El método desarrollado en este trabajo evalúa la posibilidad de variar el ángulo de inclinación de los paneles, calculando la generación anual de cada posible diseño de instalación, con el objetivo de encontrar la opción que maximice la energía generada por el campo fotovoltaico y analizarla económicamente. El trabajo se ha estructurado en tres fases: modelado de la cantidad máxima de paneles que caben en la superficie disponible para cada inclinación posible, cálculo de la energía generada por la instalación fotovoltaica para cada escenario y evaluación económica de la viabilidad de cada opción de diseño. Se observará cómo, dependiendo de las circunstancias específicas, puede resultar más beneficioso adoptar un diseño con un ángulo diferente al tradicionalmente entendido como óptimo., This work proposes an innovative approach to the study of the feasibility of designs in photovoltaic installations on urban roofs, focusing especially on the choice of the inclination angle. In contrast to the traditional approach, which considers the best inclination to be one that maximizes the radiation captured by the panel, this study introduces the possibility of deviating a few degrees from the theoretical optimal inclination to maximize the energy collecting surface of the roof. The method developed in this work evaluates the possibility of varying the inclination angle of the panels, calculating the annual generation of each possible installation design, with the aim of finding the option that maximizes the energy generated by the photovoltaic field and analyzing it economically. The work has been structured into three phases: modeling the maximum number of panels that fit on the available surface for each possible inclination, calculating the energy generated by the photovoltaic installation for each scenario, and economically evaluating the viability of each design option. It will be observed how, depending on the specific circumstances, it may be more beneficial to adopt a design with a different angle than traditionally understood as optimal.

En aquest projecte es presenta l’estudi pel desenvolupament d’un sistema intel·ligent i autònom dedicat a l’adquisició de dades de l’aire, l’aigua i el sòl. Gràcies a aquest podrem observar els nivells de qualitat dels diferents elements a mesurar i comparar-los amb l’evolució de la renaturalització de la zona. La primera part del projecte es dedica a analitzar els principals contaminants i l’avaluació de la qualitat de cada un d’aquests medis, mencionant alguns equips de mesura compactes, que aquests tenen en comú el seu elevat preu. La segona part del projecte, s’enfoca en el disseny del sistema d’adquisició de dades, amb l’objectiu d’obtenir un baix cost de la instal·lació al millor rendiment possible. Aquest s’alimenta mitjançant un panell fotovoltaic encarregat de proporcionar-li energia a una bateria biodegradable. Pel que fa a les dades generades dels diferents sensors proposats per a cada tipus d’element a mesurar, com per exemple d’ozó, d’oxigen dissolt i de conductivitat elèctrica, aquestes es guardaran a una targeta SD., This project presents the study for the development of an intelligent and autonomous system dedicated to the acquisition of air, water and soil data. Thanks to this we will be able to observe the quality levels of the different elements to be measured and compare them with the evolution of the renaturation of the area. The first part of the project is dedicated to analysing the main pollutants and the evaluation of the quality of each of these media, mentioning some compact measuring equipment, which they have in common with their high price. The second part of the project focuses on the design of the data acquisition system, with the aim of obtaining a low installation cost with the best possible performance. This is powered by a photovoltaic panel responsible for providing energy to a biodegradable battery. Regarding the data generated by the different sensors proposed for each type of element to be measured, such as ozone, dissolved oxygen and electrical conductivity, these will be saved on an SD card.

[ES] Uno de los principales y más frecuentes problemas de las instalaciones solares fotovoltaicas es la formación de puntos calientes, generalmente a causa de un sombreado parcial o suciedad, en lo paneles solares. Este trabajo de final de máster pretende buscar una solución factible y óptima para este problema, comenzando por realizar simulaciones con la ayuda de la herramienta Simulink, para comprender mejor el comportamiento de los paneles solares y obtener modelos de funcionamiento de las celdas y paneles solares fotovoltaicos a partir de la irradiación solar y de la temperatura ambiente. El siguiente paso es diseñar un sistema de lectura de mediciones de corriente y voltaje de los módulos solares individualmente, implementar un protocolo de comunicaciones entre el sistema de mediciones y el sistema de control y supervisión, escoger adecuadamente el sistema de control y supervisión y establecer correctamente la comunicación entre ambos sistemas. Finalmente se desarrolla un algoritmo predictivo capaz de detectar una anomalía en las curvas de funcionamiento de los paneles solares, con el fin de frenar posibles apariciones de puntos calientes desde su fase inicial, tratando de evitar así que el fallo llegue a ser catastrófico. Para implementar la idea descrita, se hace uso de un dispositivo cuyo software es gratuito, se trata de Arduino UNO, que se le agrega un módulo de expansión de entradas analógicas (29 entradas en total) para conectar los sensores de corriente y de voltaje de hasta 14 paneles fotovoltaicos por cada dispositivo Arduino, y una tarjeta de red para conectar el dispositivo a la red de Internet mediante un cable Ethernet. La supervisión y monitorización se lleva a cabo mediante Codesys, un entorno gratuito de desarrollo para la programación de controladores conforme con el estándar industrial internacional IEC 61131-3. Codesys ofrece la opción de utilizar un PLC virtual que se instala en el PC. Para el caso de este trabajo, se hará uso de esta herra, [CA] Un dels principals i més freqüents problemes de les instal·lacions solars fotovoltaiques és la formació de punts calents, generalment a causa d'un sombrejat parcial o brutícia, en el panells solars. Aquest treball de fi de màster pretén buscar una solució factible i òptima per a aquest problema, començant per realitzar simulacions amb l'ajuda de l'eina Simulink, per comprendre millor el comportament dels panells solars i obtenir models de funcionament de les cel·les i panells solars fotovoltaics a partir de la irradiació solar i de la temperatura ambient. El següent pas és dissenyar un sistema de lectura de mesuraments de corrent i voltatge dels mòduls solars individualment, implementar un protocol de comunicacions entre el sistema de mesuraments i el sistema de control i supervisió, escollir adequadament el sistema de control i supervisió i establir correctament la comunicació entre els dos sistemes. Finalment es desenvolupa un algoritme predictiu capaç de detectar una anomalia en les corbes de funcionament dels panells solars, per tal de frenar possibles aparicions de punts calents des de la seva fase inicial, tractant d'evitar així que la decisió arribi a ser catastròfic. Per implementar la idea descrita, es fa ús d'un dispositiu que el software de programació del mateix és gratuït, es tracta d'Arduino UNO, que se li afegeix un mòdul d'expansió d'entrades analògiques (29 entrades en total) per connectar els sensors de corrent i de voltatge de fins a 14 panells fotovoltaics per cada dispositiu Arduino, i una targeta de xarxa per connectar el dispositiu a la xarxa d'Internet mitjançant un cable Ethernet. La supervisió i monitorització es porta a terme mitjançant CoDeSys, un entorn gratuït de desenvolupament per a la programació de controladors d'acord amb l'estàndard industrial internacional IEC 61131-3. CoDeSys ofereix l'opció d'utilitzar un PLC virtual que s'instal·la al PC. Per al cas d'aquest treball, es farà ús d'aquesta eina. I finalment, el protocol de, [EN] One of the main and most frequent problems with solar photovoltaic installations is the formation of hot spots, usually due to partial shading or dirt, on the solar panels. This final master's work aims to find a feasible and optimal solution to this problem, starting by performing simulations with the help of the Simulink tool, to better understand the behavior of solar panels and to obtain models of the functioning of photovoltaic solar cells and panels from solar irradiation and ambient temperature. The next step is to design a system for reading current and voltage measurements of the individual solar modules, implement a communication protocol between the measurement system and the control and monitoring system, choose the control and monitoring system appropriately, and establish correct communication between the two systems. Finally, a predictive algorithm capable of detecting an anomaly in the operating curves of the solar panels is developed, in order to stop possible hot spots from appearing from their initial phase, thus trying to prevent the failure from becoming catastrophic. To implement the idea described, a device is used whose software is free, it is Arduino UNO, which adds an expansion module of analog inputs (29 inputs in total) to connect the current and voltage sensors of up to 14 photovoltaic panels for each Arduino device, and a network card to connect the device to the Internet through an Ethernet cable. The supervision and monitoring are carried out by Codesys, a free development environment for the programming of controllers according to the international industrial standard IEC 61131-3. Codesys offers the option of using a virtual PLC that is installed in the PC. For the case of this work, this tool will be used. And finally, the communication protocol chosen is the current MQTT focused on IoT.

En el present document es realitza el projecte complet de dimensionament i disseny d’una instal·lació fotovoltaica per a autoconsum amb excedents, de 34 kW de potència pic, a l’edifici de l’empresa FELCA S.A, ubicat en el Passatge Masoliver 32-34, a la ciutat de Barcelona, 08005. El projecte es realitza d’acord amb els requisits imposats per l’empresa i complint en tot moment les normatives vigents. La instal·lació es duu a terme paral·lelament a la redacció d’aquest document i a la vegada basant-se amb ell. La instal·lació fotovoltaica es basa amb la col·locació de panells fotovoltaics a la coberta de l’edifici i amb els elements necessaris per al correcte funcionament d’aquesta, com poden ser les estructures de suport i fixació dels panells fotovoltaics a la coberta, els inversors de corrent, el cablejat i les proteccions elèctriques, entre d’altres. La instal·lació es dissenya per tal de poder autoconsumir energia elèctrica generada mitjançant els panells fotovoltaics en tots els moments en que sigui possible, i injectar els possibles excedents d’electricitat a la xarxa elèctrica, obtenint així un benefici econòmic. En els instants en que l’autoconsum fotovoltaic no sigui suficient per cobrir la demanda energètica de l’edifici, l’electricitat restant provindrà de la xarxa elèctrica de distribució. L’objectiu principal del present projecte és recollir totes les consideracions i aspectes tècnics corresponents per a la futura implementació en l’edifici de la instal·lació fotovoltaica estudiada. A més a més, en el document es realitza un estudi econòmic i un anàlisi de l’impacte ambiental de la instal·lació. A la vegada, es presenten també els plànols i esquemes necessaris per interpretar correctament tots els aspectes tècnics relacionats amb la instal·lació., En el presente documento se realiza el proyecto completo de dimensionamiento y diseño de una instalación fotovoltaica para autoconsumo con excedentes, de 34 kW de potencia pico, en el edificio de la empresa FELCA SA, ubicado en el Pasaje Masoliver 32-34, en la ciudad de Barcelona, 08005. El proyecto se realiza de acuerdo con los requisitos impuestos por la empresa y cumpliendo en todo momento las normativas vigentes. La instalación se lleva a cabo paralelamente a la redacción de este proyecto y a la misma vez basándose en él. La instalación fotovoltaica se basa con la colocación de paneles fotovoltaicos en la cubierta del edificio y con los elementos necesarios para el correcto funcionamiento de la misma, como pueden ser las estructuras de soporte y anclaje de los paneles fotovoltaicos en la cubierta, los inversores de corriente, el cableado y las protecciones eléctricas, entre otros. La instalación se diseña para poder autoconsumir energía eléctrica generada mediante los paneles fotovoltaicos en todos los momentos en que sea posible, e inyectar los posibles excedentes de electricidad a la red eléctrica, obteniendo así un beneficio económico. En los instantes en que el autoconsumo fotovoltaico no sea suficiente para cubrir la demanda energética del edificio, la electricidad restante provendrá de la red eléctrica de distribución. El objetivo principal del presente proyecto es recoger todas las consideraciones y aspectos técnicos correspondientes para la futura implementación en el edificio de la instalación fotovoltaica estudiada. Además, en el documento se realiza un estudio económico y un análisis del impacto ambiental de la instalación. A la vez, se presentan también los planos y esquemas necesarios para interpretar correctamente todos los aspectos técnicos relacionados con la instalación., This document presents the complete project of sizing and designing a solar photovoltaic installation of 34 kWp. The intended use is self-consumption but surpluses of energy are considered. The project is located at FELCA SA company, located in Passatge Masoliver 32-34, Barcelona, 08005. The project is carried out in accordance with the requirements imposed by the company and complying with current regulations. This document is the basis for the real implementation of the project. The photovoltaic installation is based on placing photovoltaic panels on the rooftop of the building. The required elements for its correct operation are also considered, such as: support structures for the photovoltaic panels, current inverters, wiring and electrical protections, among others. The installation is designed to be able to self-consume electrical energy generated by photovoltaic panels when it is possible, and inject possible surplus electricity into the electrical grid, obtaining an economic benefit. When the photovoltaic self-consumption is not enough to cover the energy demand of the building, the remaining electricity is supplied from the electrical distribution grid. The main objective of this project is to collect all the considerations and technical aspects for the future implementation in the building of the photovoltaic installation studied. In addition, the document contains an economic study and an analysis of the environmental impact of the installation. At the same time, plans and wiring diagrams necessary to interpret all the technical aspects related to the installation are also presented., Objectius de Desenvolupament Sostenible::7 - Energia Assequible i No Contaminant

This paper will provide a classification of high efficiency switching power-gyrator structures and their use as cells for energy processing in photovoltaic solar facilities. Having into account the properties of these topologies presented in the article, their inclusion in solar facilities allows increasing the performance of the whole installation. Therefore, the design, simulation and implementation of a G- type power gyrator are carried out throughout the text. In addition, in order to obtain the maximum power from the photovoltaic solar panel, a maximum power point tracking (MPPT) is mandatory in the energy processing path. Therefore, the practical implementation carried out includes a control loop of the power gyrator in order to track the aforementioned maximum power point of the photovoltaic solar panel., Postprint (published version)

El software ATP s’utilitza per a estudiar transitoris en circuits elèctrics. L’ús d’aquest software per a modelar panells fotovoltaics no està gaire desenvolupat. En aquest document es plantegen diferents tipologies de modelització de panells fotovoltaics i s’estudia la seva viabilitat per a ser utilitzats en aquest software per a desenvolupar un model que pugui ser utilitzat en altres circuits. Es realitzen dos tipus de models, un basat en el model d’un díode i l’altre en el model ENRC d’un panell fotovoltaic. Ambdós models ofereixen resultats correctes en els diferents punts d’estudi i s’han desenvolupat en format de grup el qual permet ser implementat de manera senzilla en altres circuits d’ATP utilitzant el software ATPDraw., El software ATP se utiliza para estudiar transitorios en circuitos eléctricos. El uso de este software para modelar paneles fotovoltaicos no está demasiado desarrollado. En este documento se plantean diferentes tipologías de modelización de paneles fotovoltaicos y se estudia su viabilidad para ser utilizados en este software para desarrollar un modelo que pueda ser utilizado en otros circuitos. Se realizan dos tipos de modelos, uno basado en el modelo de un diodo y el otro en el modelo ENRC de un panel fotovoltaico. Ambos modelos ofrecen resultados correctos en los diferentes puntos de estudio i se han desarrollado en formato de grupo el cual permite ser implementado en otros circuitos de ATP utilizando el software ATPDraw., ATP software is used to study transient phenomena in electric circuits. The usage of this software to study photovoltaic models is not much developed. In this paper, different modelings of a photovoltaic panel are considered, and it will be studied its viability for being implemented in this software to develop models that can be used in other circuits. Two different modelings are studied, one based on the one diode model, the other based on the ENRC model of a photovoltaic panel. The two models provide accurate results at the different points studied and are developed as a group element which let be implemented in other ATP circuits using ATPDraw software., Objectius de Desenvolupament Sostenible::7 - Energia Assequible i No Contaminant

El presente proyecto tiene como finalidad adentrarse en el mundo de las energías renovables definiendo tanto la parte constructiva como el de diseño de la instalación de un parque solar fotovoltaico de 1MW conectado a la red eléctrica, sobre estructuras fijas en la localidad de Pineda de Mar. Gracias a este proyecto el pueblo de Pineda de Mar se situaría en la vanguardia del desarrollo sostenible, generando por medio de la energía solar fotovoltaica más energía eléctrica que la consumida por la totalidad de los servicios municipales. El proyecto esta formado por diez instalaciones tipo de potencia 100kWn, que conforman la instalación total de 1MW de potencia nominal y que proporciona una potencia pico de 1104600kW y una producción estimada anual de 1491160 kWh en unas 1350 horas anuales de funcionamiento del parque fotovoltaico. El parque fotovoltaico ha sido diseñado para obtener un rendimiento máximo con una inclinación y una orientación óptima y de esta manera obtener los mayores beneficios económicos posibles. Tal como contempla el Real Decreto 661/2007 toda la energía generada será vendida a la compañía eléctrica a la tarifa establecida aportando una gran cantidad de beneficios económicos constantes que hacen de esta instalación una opción económicamente muy interesante. En el presente proyecto se describe la configuración necesaria para poder convertir la energía que nos ofrece el sol en energía eléctrica, transformándola mediante las 4800 placas fotovoltaicas en corriente continua que será transformada en corriente alterna por los inversores y elevada a la tensión de red de la compañía eléctrica por los transformadores.