Optimización del rendimiento gracias al concepto MIX de Fronius

Optimización del rendimiento gracias al concepto MIX de Fronius

INFORMACIÓN DE PRENSA
Sistema modular. Máximo rendimiento:
Optimización del rendimiento gracias al concepto MIXTM de Fronius
Los inversores trabajan mejor bajo una alta carga. No obstante, en caso de una menor irradiación, se
producen unas pérdidas desproporcionadamente altas. Esto se debe, por un lado, a la necesidad de
corriente independiente del inversor que porcentualmente se hace notar más en el margen inferior de la
ganancia de corriente, y por el otro lado, a las pérdidas por conmutación que repercuten más en caso
de una carga inferior.
Como en las regiones de Austria el inversor a menudo funciona en el margen de carga parcial, algunos de los
fabricantes de inversores apuestan por el llamado principio de maestro/esclavo. El perfeccionamiento de este
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principio, el concepto Fronius MIX , evita los puntos flacos del concepto maestro/esclavo y ha sido utilizado
hasta el momento en las series de inversores Fronius IG y Fronius IG Plus. También el último desarrollo, los
nuevos inversores centrales Fronius CL, aprovechan las ventajas de este modo de servicio.
Maestro y esclavo
El clásico concepto maestro/esclavo funciona de tal modo que en caso de 2 o más inversores se nombra a uno
fijo como maestro. Este maestro es responsable del control de los esclavos y, por lo tanto, del guiado de
servicio de la instalación. Comienza su trabajo por la mañana y va conectando los demás esclavos en función
de la necesidad según aumenta la irradiación solar. En días nublados o en invierno puede ocurrir que trabaje
exclusivamente el maestro mientras que los esclavos permanecen apagados.
Este modo de servicio conlleva que el maestro al poco tiempo ya ha trabajado bastantes más horas de servicio
que los esclavos. También en comparación con los inversores que no funcionan en el servicio maestro/esclavo,
un inversor maestro de estas características tendrá bastantes más horas de plena carga y, por tanto, sus
componentes estarán sometidos a una carga mayor. Desde el punto de vista estadístico, este hecho conlleva
naturalmente que el maestro está sujeto a una mayor probabilidad de avería que los inversores "normales" y
especialmente mayor que la de sus esclavos. Esta característica resulta especialmente desfavorable, ya que
una avería del maestro significa que los esclavos tampoco podrán trabajar. Esto se debe a que el maestro es,
según la descripción anterior, responsable del guiado de servicio y, por tanto, del empleo de los esclavos.
En resumen, la probabilidad de avería del maestro es relativamente alta y, en caso de que se produzca una
avería del mismo, supone la parada de toda la instalación. Especialmente en el caso de las grandes
instalaciones PV pueden producirse además considerables pérdidas de rendimiento.
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Principios del concepto MIX
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El concepto MIX es una ampliación del procedimiento maestro/esclavo que ofrece las mismas ventajas en lo
que al grado de efecto de carga parcial se refiere pero que, sin embargo, consigue evitar las desventajas en
relación con las horas de servicio y las averías.
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El nombre "Master Inverter X-change (MIX )" explica el funcionamiento: Una parte de potencia asume el papel
de coordinación (maestro) y controla el empleo de las demás partes de potencia (Fronius ha ampliado este
principio para un total de hasta 15 partes de potencia). El software de control asigna a las partes de potencia
de forma alternante el papel del maestro. Gracias al reparto de trabajo se reducen las horas de servicio por
cada parte de potencia y, al mismo tiempo, aumentan los rendimientos de la utilización parcial.
El funcionamiento en detalle es el siguiente: En principio, todas las partes de potencia tienen los mismos
derechos y pueden asumir tanto la función del maestro como también la del esclavo. Cada una de estas partes
de potencia dispone de un propio contador de horas de servicio. Con cada rearranque del inversor
(habitualmente por las mañanas), el software de control comprueba cuál es la parte de potencia con el menor
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número de horas de servicio y le asigna el papel del maestro (para este día). En cuanto la potencia PV excede
cierto valor (en función de la potencia nominal del inversor), el maestro conecta adicionalmente un esclavo.
A la mañana siguiente se vuelven a comprobar las horas de servicio y, según el número de horas de servicio
ya realizadas, se asigna el papel del maestro a otra parte de potencia. Este concepto está perfectamente
preparado en lo que a la seguridad contra averías se refiere, ya que en caso de que el maestro tenga algún
defecto, uno de los esclavos asume el papel del maestro y el inversor puede continuar con la alimentación. En
otras palabras: en caso de una avería del maestro se producen unas pérdidas de rendimiento muy reducidas o
incluso es posible que no se produzca ninguna. Si la avería se produce por la tarde, un día nublado o en
invierno, cuando las partes de potencia en condiciones de funcionamiento puedan asumir el trabajo por
completo, no se "perderá" ningún kWh por esta avería.
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Detalles acerca del concepto MIX
El reparto de trabajo ahorra tiempo
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La tabla muestra el tiempo de trabajo del inversor ahorrado gracias al concepto MIX , así como de las
diferentes partes de potencia por medio del ejemplo de un Fronius IG Plus 100 con 2 partes de potencia, de un
Fronius IG Plus 150 con 3 partes de potencia y de un Fronius CL 60.0 con 15 partes de potencia. La primera
columna "Tiempo de servicio total del inversor" indica el número de horas que el inversor ha estado en servicio
durante el mes en cuestión. La segunda columna muestra el tiempo de trabajo medio por cada parte de
potencia respectivamente para 2, 3 y 15 partes de potencia.
En un típico mes de invierno, en diciembre, el inversor ha suministrado energía durante 241 horas. Este tiempo
se distribuye entre dos partes de potencia que han trabajado cada una sólo 139 horas, entre tres partes de
potencia que han trabajado cada una sólo 109 horas o entre 15 partes de potencia cada una, de las cuales ha
trabajado entonces 71 horas. Debido a la irradiación relativamente baja en diciembre, habitualmente se han
puesto en servicio sólo de uno en uno. Se debe tener en cuenta que en caso del Fronius CL y a partir de 3
partes de potencia se realizan las conexiones adicionales siempre en paquetes de tres.
El porcentaje de tiempo que una parte de potencia no ha tenido que estar en servicio, se indica como factor
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MIX (hasta el 70% en caso de 15 partes de potencia).
En julio, un mes típico de verano, el número de horas de servicio del inversor ha aumentado a 469. Como
media, un inversor ha trabajado durante 334 horas (2 partes de potencia), 299 horas (3 partes de potencia) o
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265 horas (15 partes de potencia). El factor MIX aún es en este mes de fuerte irradiación del 29% en caso de
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dos y del 44% en caso de 15 partes de potencia. Como máximo, el factor MIX puede alcanzar con 2 partes
de potencia el 50%, con 3 partes de potencia el 66% o con 15 partes de potencia el 93%, es decir,
exactamente cuando sólo trabaja una parte de potencia por día y la segunda (o las demás) no se conectan
nunca. No obstante, el ahorro medio de las horas de servicio al año será aproximadamente del 34% - 53% (2 15 partes de potencia).
Mes
Tiempo de
Tiempo de
servicio total
trabajo medio de
del inversor [h] una parte de
potencia [h]
241
139 109 71
469
334 299 265
Diciembre
Julio
Valor medio de 12
357
meses
Número de partes de potencia
TM
Factor MIX : tiempo
de trabajo medio
ahorrado por cada
parte de potencia [%]
42
55
71
29
36
43
horas de trabajo
ahorradas por
cada parte de
potencia [h]
102 132 170
135 170 204
234
201
166
34
44
53
123
156
191
2
3
15
2
3
15
2
3
15
El siguiente diagrama muestra las horas de servicio por cada parte de potencia al cabo de 20 años. Éstas son
entonces unos 13 años en caso de 2 partes de potencia, unos 11 años en caso de 3 partes de potencia y unos
9 años en caso de 15 partes de potencia.
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LT = Leistungsteil = parte de potencia
Rendimiento adicional gracias a un mayor grado de efecto de carga parcial
Si se compara el Fronius CL 60.0 con 15 partes de potencia con un inversor con una sola parte de potencia,
entonces el Fronius CL obtiene unos evidentes rendimientos adicionales, gracias a su mayor grado de efecto
de carga parcial.
Al calcular un valor medio mensual a lo largo de un año, este rendimiento adicional es del 0,6 %
aproximadamente. No obstante, en los meses de invierno este rendimiento adicional puede alcanzar con unos
30 kWh/kWp hasta el 1,7% y en caso de algunos días sueltos nublados incluso hasta el 8% (con
aproximadamente 0,17 kWh/kWp)
El siguiente diagrama muestra la distribución mensual a lo largo de un año. En este sentido, cabe destacar que
abril de 2009 ha sido un mes con un rendimiento por encima de la media, con sus aproximadamente 170
kWh/kWp ha generado un rendimiento adicional del 0,2%.
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Ventajas frente a la técnica maestro/esclavo
Dos inversores individuales conectados mediante la técnica maestro/esclavo consiguen la misma potencia que
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un inversor con el concepto MIX de Fronius. A pesar de ello, el concepto MIX de Fronius se diferencia en
dos aspectos importantes de la técnica maestro/esclavo:
•
No hay un maestro fijo
En caso de la técnica maestro/esclavo hay un inversor definido como maestro fijo. Por tanto, el maestro
realiza el 100% de las horas de servicio. En verano el esclavo consigue una carga de tiempo de
aproximadamente el 44%, en los meses de invierno de tan sólo el 14% aproximadamente y como media
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anual el 29%. Como el concepto MIX de Fronius permite distribuir las horas de servicio de manera
uniforme entre las partes de potencia, una parte de potencia trabaja de media anual de tan sólo el 66% del
tiempo de trabajo total.
•
Protección en caso de avería
Si se produce una avería del maestro dentro de la técnica maestro/esclavo, toda la instalación se queda
parada, ya que el esclavo sólo puede trabajar cuando también el maestro se encuentra en servicio. Si se
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produce una avería de una parte de potencia en caso del concepto MIX , otra parte de potencia asume su
trabajo. Las pérdidas de energía sólo se producen en caso de una irradiación muy alta y además están
limitadas.
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Inversor de Fronius con concepto MIX
de Fronius:
Fronius IG Plus 55 V-3 (3 partes de potencia)
Fronius IG Plus 60 V-2 (2 partes de potencia)
Fronius IG Plus 60 V-3 (3 partes de potencia)
Fronius IG Plus 70 V-2 (2 partes de potencia)
Fronius IG Plus 80 V-3 (3 partes de potencia)
Fronius IG Plus 100 V-2 (2 partes de potencia)
Fronius IG Plus 100 V-3 (3 partes de potencia)
Fronius IG Plus 120 V-3 (3 partes de potencia)
Fronius IG Plus 150 V-3 (3 partes de potencia)
Fronius CL 36.0 (9 partes de potencia, conexión adicional en paquetes de tres)
Fronius CL 48.0 (12 partes de potencia, conexión adicional en paquetes de tres)
Fronius CL 60.0 (15 partes de potencia, conexión adicional en paquetes de tres)
Autores:
Fronius International GmbH
Técnica de sistemas PV
DI Thomas Mühlberger
Revisión de DI Jürgen Wolfahrt
Caracteres con tabla y gráficos (sin espacios en blanco): 9.169
Palabras incluyendo la tabla y los gráficos: 1.920
Acerca de Fronius International GmbH
Fronius International es una empresa austriaca con sede en Pettenbach y otras sedes en Wels, Thalheim
Steinhaus y Sattledt. A nivel global la empresa da empleo a 3250 trabajadores y opera en los sectores de
sistemas de carga de baterías, tecnología de soldadura y electrónica solar. El porcentaje de exportación de
aproximadamente el 95 por ciento se alcanza con las 19 sociedades internacionales de Fronius y los
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distribuidores/representantes en más de 60 países. Gracias a sus innovadores productos y servicios y sus 737
patentes activas, Fronius es líder tecnológico a nivel mundial.
Contacto para consultas:
Mag. Andrea SCHARTNER, +43 664 88536765, [email protected], Froniusplatz
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