Facultad de Ingeniería Eléctrica Departamento de Electroenergética TRABAJO DE DIPLOMA Título: “Análisis para la conexión del PSFV de Rodas y otros propuestos a la red de la barra Yaguaramas”. Autor(a): Deyanira González Aguilar Tutor(es): M.Sc. Emilio Francesena Bacallao M.Sc. Roberto Ripoll Salcines Santa Clara, 2016 UNIVERSIDAD CENTRAL “MARTA ABREU” DE LAS VILLAS Facultad de Ingeniería Eléctrica Departamento de Electroenergética TRABAJO DE DIPLOMA Título: “Análisis para la conexión del PSFV de Rodas y otros propuestos a la red de la barra Yaguaramas”. Autor(a): Deyanira González Aguilar E-mail: dgaguilar@uclv.cu Tutor(es):M.Sc. Emilio Francesena Bacallao E-mail: emiliof@uclv.edu.cu M.Sc. Roberto Ripoll Salcines E-mail: ripoll@eleccfg.une.cu Santa Clara, 2016 Hago constar que el presente trabajo de diploma fue realizado en la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas como parte de la culminación de estudios de la especialidad de Ingeniería Eléctrica, autorizando a que el mismo sea utilizado por la Institución, para los fines que estime conveniente, tanto de forma parcial como total y que además no podrá ser presentado en eventos, ni publicados sin autorización de la Universidad. Firma del Autor Los abajo firmantes certificamos que el presente trabajo ha sido realizado según acuerdo de la dirección de nuestro centro y el mismo cumple con los requisitos que debe tener un trabajo de esta envergadura referido a la temática señalada. Firma del Autor Firma del Jefe de Departamento donde se defiende el trabajo Firma del Responsable de Información Científico-Técnica Pensamiento La ciencia se compone de errores, que a su vez son los pasos hacia la verdad. Julio Verne i Dedicatoria A mi mamá, mi papá, mi tía y a mi abuelita, por hacer posible todo lo que soy entregándome muchas de las armas que utilizo para vivir la vida con alegría, optimismo y esperanza. ii Agradecimientos Agradezco a mis padres por permitirme vivir las experiencias que me han llevado a convertirme en una persona de bien, por su paciencia y entrega para ayudarme a alcanzar la meta que hoy cruzo. A mi tía y a mi abuelita que siempre han estado pendientes de mí, se han sacrificado y me han apoyado en todos los momento de mi vida. A toda mi familia, por tener la satisfacción de pertenecer a ella y que desde cualquier parte del mundo siempre me han tenido presente. A mi novio Jorge Mario, quien ha ido impulsándome con sus consejos, ayuda y confianza durante estos últimos 3 años. A mis tutores Francesena y Ripoll, quienes me han acompañado y orientado en la etapa final de mi carrera, y con su intachable experiencia han brindado lo mejor para la elaboración de esta tesis. A los compañeros de regímenes del Despacho de la Empresa Eléctrica de Cienfuegos, los que de una forma u otra aportaron muchos granos de arena para la realización del trabajo. A mi amiga Laura, una muchacha brillante, íntegra y fuerte, quien me ha brindado su amistad desde que era pequeñita. Una mención especial para todos mis profesores que durante estos 5 años me enseñaron las herramientas básicas para convertirme en lo que soy, una Ingeniera Electricista. A todos mis compañeros que compartieron sus pensamientos y sentimientos conmigo, especialmente a aquellos que formaron parte de mi grupo de estudio en toda la carrera. Agradezco profundamente a las personas que han pasado a formar parte importante de mi vida y a quienes debo, también, gran parte de lo que he llegado a ser. iii TAREA TÉCNICA Título: “Análisis para la conexión del PSFV de Rodas y otros propuestos a la red de la barra Yaguaramas”. Para alcanzar los objetivos del trabajo es imprescindible ejecutar las siguientes tareas técnicas: 1. Estudio y descripción de los principales aspectos relacionados con la generación eléctrica mediante sistemas fotovoltaicos y su conexión a los sistemas actuales. 2. Determinación de las necesidades y potencialidades del trabajo, según el estudio y estado actual del parque fotovoltaico del municipio de Rodas y otros futuros de la región y la red eléctrica posible a considerar para su conexión. 3. Análisis técnico de la variante propuesta más conveniente para la conexión primero del parque de Rodas y la inserción paulatina de los futuros en la red, mediante el uso adecuado de los software Radial, Excel y otros datos, normativas y sistemas utilizados por la dirección de desarrollo de la UNE y la OBE de la provincia de Cienfuegos. 4. Realización de un breve análisis económico preliminar, para en dependencia de las inversiones necesarias a efectuar en la propuesta de reconfiguración de la red, corroborar el análisis técnico realizado. 5. Confección del informe de la investigación según normativas vigentes en la actualidad. Diplomante Tutor iv RESUMEN La actual demanda energética provoca un alto grado de emisiones contaminantes a la atmósfera y agotamiento de los recursos fósiles. La generación de electricidad partiendo de la energía solar es una opción para contrarrestar tal problemática. El trabajo analiza la conexión de este tipo de generación al sistema eléctrico. Se consultan las fuentes bibliográficas actuales referidas al tema, haciendo énfasis en la generación de sistemas fotovoltaicos conectados a la red, así como el efecto que provocan en dichas redes eléctricas. Por la ubicación que tendrán el PSFV de Rodas de la provincia Cienfuegos y otros propuestos en este territorio, se describe la red asociada a la Barra 33 kV Yaguaramas; se hace un análisis técnico del comportamiento de las posibles variantes de conexión de dicho parque, teniendo en cuenta también la entrada en funcionamiento de los futuros, además se hace la comparación con la situación actual sin los parques, con lo que se declara la mejor variante a implementar desde el punto de vista de pérdidas de potencia y energía. Para ello se emplean los software Radial, Excel y normativas e indicaciones implementadas por INEL y la dirección de la UNE. Se muestra un breve análisis económico preliminar para tener en cuenta las inversiones necesarias en las variantes de conexión, ya que aunque en general, la generación solar es ventajosa actualmente, se analiza el ahorro que representa para la operación del sistema una variante de conexión respecto a la otra. Se arriba a conclusiones y se emiten recomendaciones para trabajos futuros. v ÍNDICE INTRODUCCIÓN ....................................................................................................................... 1 CAPÍTULO I. Energía solar fotovoltaica. Sistemas fotovoltaicos conectados a la red. ...... 5 1.1 Introducción ........................................................................................................................................ 5 1.2 Energía solar ....................................................................................................................................... 5 1.3 Energía solar fotovoltaica ................................................................................................................... 7 1.3.1 Aplicaciones de la energía solar fotovoltaica............................................................................... 8 1.4 Sistemas fotovoltaicos ...................................................................................................................... 10 1.5 Descripción de los sistemas fotovoltaicos ........................................................................................ 14 1.5.1 Sistemas fotovoltaicos conectados a la red ................................................................................ 16 1.6 Impacto de los sistemas fotovoltaicos conectados a la red ............................................................... 17 1.7 Efecto sobre las pérdidas .................................................................................................................. 19 1.8 Perspectivas de desarrollo de la generación fotovoltaica en el territorio cubano ............................. 20 Conclusiones del capítulo ....................................................................................................................... 22 CAPÍTULO II. Descripción de la situación actual del nuevo PSFV de Rodas, otros propuestos y la red implicada en sus conexiones. ..............................................................23 2.1 Barra Yaguaramas 33kV ................................................................................................................... 23 2.1.1 Alimentador 1400 ...................................................................................................................... 26 2.1.2 Alimentador 1405 ...................................................................................................................... 28 2.1.3 Alimentador 1410 ...................................................................................................................... 29 2.1.4 Alimentador 1415 ...................................................................................................................... 31 2.2 Barra El Pino 13 kV .......................................................................................................................... 33 2.3 Barra Federal 33 kV .......................................................................................................................... 35 2.4 Barra 33 kV Servicio Fuel Yaguaramas ........................................................................................... 36 Conclusiones del capítulo ....................................................................................................................... 38 vi CAPÍTULO III. Análisis técnico para la conexión a la red del nuevo PSFV de Rodas. .......39 3.1 Requerimientos particulares para la introducción de datos en el programa Radial .......................... 40 3.2 Comportamiento de la red de 33 kV de Yaguaramas en estado actual ............................................. 44 3.3 Análisis y cálculo de las variantes de conexión ................................................................................ 48 3.3.1 Variante 1: PSFV conectado a la red de 13 kV .......................................................................... 49 3.3.2 Variante 2: PSFV conectado a la red de 33 kV .......................................................................... 52 3.4 Análisis económico preliminar del estudio ....................................................................................... 56 Conclusiones del capítulo ....................................................................................................................... 58 CONCLUSIONES GENERALES ..............................................................................................59 RECOMENDACIONES .............................................................................................................60 BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................................................61 ANEXOS...................................................................................................................................63 vii Introducción INTRODUCCIÓN El desarrollo de toda sociedad está ligado directamente a la disponibilidad y consumo energético, la energía es por tanto un factor esencial para el desarrollo y el crecimiento económico, de manera que la aparición de una crisis energética da origen irremediablemente a una crisis económica. Es por esto que la utilización eficaz de la energía, así como su uso responsable, es esencial para la sostenibilidad. El alto costo económico, así como ambiental, que conlleva la muy importante tarea de generar energía eléctrica es también un aspecto que despierta actualmente preocupación, debido al alto costo del servicio que se presta a la población y al impacto ambiental que todo el proceso implica; dichos aspectos y muchos más, llevan a investigadores e ingenieros a diseñar estrategias, así como equipos y dispositivos que en la medida de lo posible, vengan a minimizar los mencionados efectos, además de eso es importante explotar recursos, que a pesar de tener ya algún tiempo de existencia, recién empiezan a retomarse con seriedad (las energías renovables) buscando así, además de beneficios ambientales y técnicos, también obtener beneficios económicos tan importantes. A través de la historia, cada descubrimiento y avance tecnológico ha proporcionado por un lado, una infinidad de artefactos tecnológicos y de consumo para mejorar o mantener el confort y disminuir el esfuerzo del ser humano; y por otro, lo ha dotado de nuevas fuentes de energía que han aliviado y reemplazado poco a poco las fuentes de energía (combustibles fósiles) que no han podido mantener el crecimiento de consumo, es por eso que las fuentes de energía renovable, en especial la energía solar fotovoltaica, ha alcanzado un espacio cada vez más grande en todo el mundo en los últimos años y en conjunto a ella se compone el despliegue de los sistemas fotovoltaicos distribuidos. Aunque la mayor parte de la capacidad fotovoltaica instalada estaba fuera de la red, el porcentaje de instalaciones de energía fotovoltaica conectadas a la red está aumentando rápidamente. Hoy, las fuentes de energía renovables pueden elevar su rendimiento hasta el punto de ser alternativas atractivas, es el caso de la energía eléctrica que es generada por 1 paneles solares, que funcionando como sistemas aislados, presentan una eficiencia muy baja, proveniente de la necesidad de almacenar y racionar la energía, en cambio, si este sistema funciona en un conjunto, en el caso de los sistemas conectados a la red de distribución, además de elevar su eficiencia, se convierten en una alternativa que puede ser ventajosa, y que además aporta un beneficio a la sociedad. En Cuba se hace necesario el incremento de la disponibilidad energética debido al desarrollo continuo de diferentes ramas en la sociedad y la provincia de Cienfuegos ha sido abanderada en este aspecto, tanto así, que en años anteriores se implementó la conexión de los parques fotovoltaicos de Cantarrana (primero del país), Cruces, Cárnico de Palmira y los próximos se efectúan en la localidad El Pino (Rodas) y zonas aledañas a la región; estos indiscutibles avances incrementan la capacidad de generación eléctrica en 9,6 GW.h hasta el 2015, aportando energía limpia y sostenible al Sistema Electroenergético Nacional [23]. En esta tesis se realiza un estudio referido a la integración de la generación fotovoltaica en una parte de la red de distribución de la provincia de Cienfuegos, para así evaluar de forma general la variación de pérdidas de energía en esta red y el costo de inversión en dichas instalaciones; aprovechando enriquecidamente esta fuente renovable, y sin causar problemas al medio ambiente, lo que es importante y esencial para continuar explotando esta riqueza natural; lo anteriormente enunciado conduce al siguiente problema científico: ¿Cómo conectar el parque fotovoltaico de Rodas, para obtener menores pérdidas de potencia y energía, previendo además, la inserción de otros parques futuros a la red de la barra Yaguaramas? El problema científico determina el objeto: Reconfiguración de la red eléctrica de la barra Yaguaramas en la provincia de Cienfuegos para la conexión del parque fotovoltaico de Rodas y otros propuestos en dicha red. Teniendo como campo de acción de la investigación a: 2 Parte de la red de eléctrica de la barra Yaguaramas de Cienfuegos más comprometida, según la ubicación de los parques fotovoltaicos. En correspondencia con el problema y el objeto de estudio se determinó como objetivo general de la investigación: Proponer la conexión adecuada del parque fotovoltaico de Rodas, para lograr una incidencia positiva en la operación de la red en la barra Yaguaramas de la provincia de Cienfuegos y considerando otros parques futuros. Para el logro del objetivo general de este trabajo se trazaron los siguientes objetivos específicos: 1. Estudiar los principales fundamentos teóricos que sustentan la generación fotovoltaica y su conveniente inserción en los sistemas eléctricos en la actualidad. 2. Diagnosticar el estado actual de la red de la provincia de Cienfuegos implicada en la ubicación de los parques fotovoltaicos. 3. Evaluar las variantes de reconfiguración de la red de Cienfuegos para la conexión del PSFV El Pino, con la influencia además de los parques futuros. 4. Valorar las propuestas realizadas a corto y mediano plazo, teniendo en cuenta afectaciones e inversiones futuras. En el desarrollo de la investigación se le da respuesta a estas preguntas científicas: 1. ¿Cuáles son los principales fundamentos teóricos que sustentan la generación fotovoltaica y su conveniente inserción en los sistemas eléctricos en la actualidad? 2. ¿ Cómo se encuentra el estado actual de la red de la provincia de Cienfuegos implicada en la ubicación de los parques fotovoltaicos? 3. ¿Qué reconfiguración es necesaria en la red de la barra Yaguaramas para lograr una eficaz conexión del PSFV El Pino teniendo en cuenta otros parques fotovoltaicos previstos? 3 4. ¿Cómo contribuye la propuesta a una mejor operación de la red en la actualidad y el futuro ? Para el desarrollo de este trabajo se elaboran tres capítulos, además de la introducción, conclusiones, recomendaciones, referencias bibliográficas y anexos correspondientes. El Capítulo I recoge los aspectos teóricos fundamentales que sustentan la generación de energía eléctrica por conversión de la energía solar, mediante celdas o arreglos fotovoltaicos, como una fuente renovable de energía para un desarrollo sostenible en la actualidad, así como su posible conexión de manera más eficiente al sistema eléctrico de potencia. El Capítulo II contiene una descripción detallada y diagnóstico del estado actual de la red eléctrica asociada al parque fotovoltaico El Pino en el municipio de Rodas y otros propuestos en la barra de Yaguaramas, como la red posible a reconfigurar para sus conexiones más convenientes. En el Capítulo III se realiza el análisis de las variantes propuestas para la conexión del PSFV El Pino teniendo en cuenta la entrada paulatina de otros futuros, cuya metodología se implementa mediante el uso adecuado del software Radial, Excel y otros datos, normas y sistemas utilizados por la dirección de desarrollo de la UNE, la OBE de la provincia de Cienfuegos y/o obtenidos en la investigación. Se plasman los cálculos y resultados en forma de tablas y gráficos, que posibilitan el análisis de los aspectos técnicos fundamentales a tener en cuenta en las variantes, finalmente se realiza un breve análisis económico preliminar de las variantes, en dependencia de las inversiones necesarias a realizar en la propuesta de reconfiguración y los beneficios obtenidos al respecto. Por último se muestran las conclusiones, las recomendaciones emitidas y anexos útiles para ampliar aspectos tratados a lo largo del trabajo. 4 Capítulo I CAPÍTULO I. Energía solar fotovoltaica. Sistemas fotovoltaicos conectados a la red. 1.1 Introducción En la actualidad existe una tendencia a gran escala de la integración de energías renovables en la red de distribución eléctrica, típicamente conectadas como generación distribuida. Una de las tecnologías más comunes es la fotovoltaica, ventajosa por la conciencia ambiental, la progresión tecnológica y la fiabilidad, siendo una alternativa para el desarrollo de sistemas de generación de energía eléctrica renovable y limpia [1]. Los sistemas fotovoltaicos se han convertido en un tema nuevo en el sector eléctrico, en especial en la conexión a las redes de distribución por el incremento exponencial de la demanda y los requerimientos en cuanto a la calidad del suministro de energía eléctrica. Esto ha generado que cada vez más existan necesidades en la evolución de la generación de la energía eléctrica, lo que ha llevado a la conexión de redes inteligentes por medio de la generación distribuida. Un sistema fotovoltaico conectado a la red eléctrica de distribución, es una forma de incrementar la disponibilidad de electricidad, influyendo en el desarrollo y mejora de la calidad de vida de las personas, porque genera una energía limpia que no produce gases de efecto invernadero [2,3]. 1.2 Energía solar La energía solar, es una de las fuentes renovables por excelencia, es la energía proveniente de la estrella del sistema solar. El Sol, es clasificado por la ciencia como una estrella “enana amarilla” de acuerdo con sus dimensiones, temperatura y tiempo de existencia; está compuesta por grandes cantidades de hidrógeno y helio en estado plasmático y su superficie tiene una temperatura de 6000 Kelvin. En ella se producen reacciones termonucleares con grandes desprendimientos de energía que se propaga a través de radiaciones hacia el Universo, llegando a la tierra una cantidad apreciable. El Sol nos da cada día la energía equivalente a 0,5 5 litros de petróleo en cada metro cuadrado de la isla, si se calcula la cantidad para 110 000 kilómetros cuadrados que tiene Cuba, se llega a la conclusión que el país recibe diariamente en energía solar el equivalente a 55 millones de toneladas de petróleo. Parece increíble, pero se está diciendo “en cada día” [4]. Es una fuente de energía con grandes posibilidades de aprovechamiento para su conversión en energía eléctrica, pues esta fuente es unas 10 000 veces mayor al consumo energético mundial. La gran variedad de formas de almacenamiento y características particulares de cada una de ellas permiten su utilización con gran versatilidad, desde la pequeña escala de una granja hasta la interconexión con redes nacionales de energía eléctrica [5,6]. La energía solar se aprovecha en procesos naturales como: calentamiento e iluminación de la tierra, crecimiento de las plantas, evaporación de las aguas, etc. Se ha aprendido a usarla en sustitución de los combustibles fósiles para las más diversas funciones como: calentamiento de agua, cocción de alimentos, obtención de corriente eléctrica, todas estas funciones sin contaminar el medio ambiente, ni destruir la naturaleza. Para la obtención de energía eléctrica se emplean instalaciones denominadas “fotovoltaicas” (FV), cuyo funcionamiento se basa en el fenómeno fotoeléctrico interno en materiales semiconductores que conforman dichas instalaciones [4]. Existen dos formas de captación de energía mediante la radiación solar, de las cuales el hombre se beneficia, estas son: térmica y fotovoltaica (ver figura 1.1). En virtud del alcance de este tema se analizará solamente la energía solar fotovoltaica. 6 Figura 1.1: Formas de captación de energía solar. 1.3 Energía solar fotovoltaica La energía solar fotovoltaica consiste en la conversión directa de la luz solar en electricidad, mediante un dispositivo electrónico denominado “célula solar o panel solar”. La conversión de la energía de la luz solar en energía eléctrica es un fenómeno físico conocido como “efecto fotovoltaico”, que se debe a la interacción de la radiación luminosa con los electrones en los materiales semiconductores. Presenta características peculiares entre las que se destacan: Elevada calidad energética. Pequeño o nulo impacto ecológico. Inagotable a escala humana. La energía solar fotovoltaica permite un gran número de aplicaciones, ya que puede suministrar energía en emplazamientos aislados de la red (viviendas aisladas, escuelas, faros, bombeos, repetidores de telecomunicaciones, etc.) o mediante instalaciones conectadas a la red eléctrica, pero su principal aplicación es la generación eléctrica conectada a la red de distribución [3], con el fin de reducir el consumo de energías contaminantes. 7 La energía solar fotovoltaica como fuente de energía global será indispensable en la configuración futura de la energía debido a [7]: Su enorme potencial, la energía solar es prácticamente infinita. Sus aplicaciones son escalables, desde sistemas pequeños hasta plantas solares de producción eléctrica. Su producción descentralizada disponible en el lugar de generación, sin cargos extras por su distribución o pérdidas asociadas a su transmisión. La factibilidad de suministrar energía en áreas remotas a la red eléctrica. El gran potencial para la reducción de costos conforme los mercados y procesos de manufactura son desarrollados. El beneficio para economías locales, mitigando flujos financieros. Ningún daño ambiental, reducción de gases de efecto invernadero, libre de ruido y emisiones. Períodos de recuperación energética cortos, alrededor de 3 años. Tecnología probada, confiable y durable. Bajos costos de mantenimiento. Conociendo las consecuencias favorables que trae consigo el aumento de la energía solar fotovoltaica a nivel mundial, es crucial también reconocer la variedad de aplicaciones que ofrece este tipo de energía y que van incrementando con frecuencia en la sociedad. 1.3.1 Aplicaciones de la energía solar fotovoltaica Como se mencionaba anteriormente, existen diversas formas de aplicar la energía solar fotovoltaica. La clasificación de las instalaciones solares fotovoltaicas se puede realizar en función de la aplicación a la que están destinadas. Así, se distingue entre aplicaciones terrestres (ver figura 1.2) autónomas y conectadas a la red. Las aplicaciones autónomas o aisladas producen electricidad sin ningún tipo de conexión con la red eléctrica, a fin de entregar este tipo de energía al lugar donde se encuentran ubicados. Entre ellas se destacan: 8 Telecomunicaciones: telefonía rural, vía radio; repetidores (de telefonía, televisión, etc.). Electrificación de zonas rurales y aisladas: estas instalaciones, que se puedan realizar en cualquier lugar, están pensadas para países y regiones en desarrollo y todas aquellas zonas en que no existe acceso a la red eléctrica comercial: viviendas aisladas, de ocupación permanente o periódica, refugios de montaña, etc. En ciertos países como Cuba y Brasil, se emplean en locales comunitarios (consultorios médicos, escuelas) o para abastecer electricidad a un determinado grupo de personas (pueblo, aldea, etc.). Señalización: se aplica a señales de tráfico luminosas, formadas por diodos LED, alimentados por un panel solar y una batería. Alumbrado público: se utiliza en zonas en las que resulta complicado llevar una línea eléctrica convencional. Bombeo de agua: estas instalaciones están pensadas para lugares tales como granjas, ranchos, etc. Se pueden realizar en cualquier lugar. Su uso puede ser tanto para agua potable como para riego. En las aplicaciones conectadas a la red el productor no utiliza la energía directamente, sino que es vendida al organismo encargado de la gestión de la energía del país. Ejemplos de estas instalaciones se presentan a continuación: Centrales fotovoltaicas y huertos solares: recintos en los que se concentran un número determinado de instalaciones fotovoltaicas de diferentes propietarios, con el fin de vender la electricidad producida a la compañía eléctrica con la cual se haya establecido el contrato. Edificios fotovoltaicos: es una de las últimas aplicaciones desarrolladas para el uso de la energía fotovoltaica. La rápida evolución en los productos de este tipo ha permitido el uso de los módulos como material constructivo en cerramientos, cubiertas y fachadas de gran valor visual. La integración arquitectónica consiste en combinar la doble función, como elemento constructivo y como productor de electricidad, de los módulos fotovoltaicos. 9 Figura 1.2: Aplicaciones de la energía solar fotovoltaica. 1.4 Sistemas fotovoltaicos Se denomina sistema fotovoltaico al conjunto de componentes mecánicos, eléctricos y electrónicos que concurren para captar la energía solar disponible y transformarla en utilizable como energía eléctrica. La cantidad de energía eléctrica producida por un sistema fotovoltaico depende básicamente de la eficiencia de los módulos y de la radiación solar incidente. La radiación solar incidente en la tierra tiene un valor variable en función de la distancia entre la Tierra y el Sol, o de la latitud de la localidad donde están instalados los módulos fotovoltaicos. También es importante la inclinación de los módulos: una correcta inclinación influye mucho en la cantidad de energía solar captada y por tanto en la cantidad de energía eléctrica producida. La presencia de la atmósfera, finalmente, implica una serie de fenómenos sobre la radiación incidente (ver figura 1.3), entre los cuales está el efecto de filtro que reduce considerablemente la intensidad de la radiación en el suelo y la fragmentación de la luz [8]. 10 Figura 1.3: Influencia de la atmósfera sobre la radiación solar. La intensidad de la radiación hace que la intensidad de la corriente aumente mientras que la tensión permanece constante, lo cual es importante ya que la radiación cambia a lo largo del día, en función de la posición del Sol, por lo que es imprescindible una adecuada inclinación, orientación y montaje de los paneles como se mencionaba anteriormente. La figura 1.4 muestra la variación de la radiación solar que llega a la superficie de la tierra (o irradiancia) a lo largo del tiempo para un día típico [3]. Figura 1. 4: Irradiancia a lo largo del día. La transformación de la radiación solar en energía eléctrica se realiza mediante un dispositivo denominado célula fotovoltaica. Estas células en conjunto forman los llamados módulos fotovoltaicos, los cuales para su funcionamiento necesitan de 11 una orientación e inclinación óptima, además de específicas condiciones climáticas en particular, pues sobre el módulo debe incidir la mayor irradiancia posible, y que su temperatura, en cada instante, tiene que ser mínima [9]. Los módulos fotovoltaicos generan más energía a bajas temperaturas. Esto debido a que los módulos realmente son aparatos electrónicos que funcionan con luz, no con calor. Como la mayoría de los aparatos electrónicos, los módulos funcionan más eficientemente en temperaturas frías. En la práctica basta recordar que la potencia del panel disminuye aproximadamente un 0,5 % por cada grado de aumento de la temperatura de la célula por encima de los 25 °C. En climas templados, los módulos generan menos energía en invierno que en verano, pero esto se debe a que los días de invierno son más cortos que los de verano; además, es mayor la posibilidad de días nublados en invierno [10]. Los módulos solares siguen generando electricidad en días nublados, sin embargo su salida disminuye. En promedio la salida varía linealmente alrededor del 10% por debajo de la intensidad normal del Sol. La sombra generada por una nube corresponde tan sólo a 5 o 10% de la intensidad total del Sol, por lo tanto la corriente del módulo se verá disminuida proporcionalmente [10]. ¿Qué orientación y ángulo de inclinación deben tener los paneles solares para una captación considerable de energía solar? El ángulo de inclinación óptimo de las superficies captadoras de un sistema solar está determinado por muchos factores, entre ellos la radiación incidente en el lugar donde va situada la instalación, y el sistema solar, donde influye la sombra de objetos que no pueden ser eliminados, como edificios, montañas, etc. Además, las características de la instalación, o sea, si es única o híbrida, autónoma o acoplada a la red y el objetivo de la instalación, lo que define el régimen de uso y de consumo. En todo caso, la optimización de un sistema solar está dada por el factor económico de la instalación en su conjunto y no por la eficiencia óptima de una de las partes. El efecto de la orientación y el ángulo de inclinación de un panel fotovoltaico, han sido estudiados en diversos trabajos, varios métodos se han propuesto en la 12 literatura para encontrar el ángulo óptimo. Entre los métodos propuestos se obtiene una expresión para determinar el ángulo óptimo para un colector teniendo en cuenta la radiación directa y difusa separadamente. También se considera la variación de la trasmisividad de una cubierta de vidrio con el ángulo de incidencia. Por esta razón, tradicionalmente en Cuba se ha recomendado para los sistemas fotovoltaicos de los consultorios y escuelas, la inclinación de 30º mirando hacia el Sur, pero esta recomendación es sólo orientadora y no puede ser esquemática, pues deben tenerse en cuenta muchos otros factores. Es usual adoptar una inclinación fija de 20º o la equivalente al lugar, con lo cual se optimizará la utilización de la energía solar a lo largo del año, para una única inclinación del captador. La inclinación de un captador con el ángulo óptimo significa un aumento de 4 % de la radiación solar incidente durante todo el año, con relación a la recibida en un plano horizontal, y solamente de 0,8 % con relación a la recibida por un plano con 10º de inclinación, o sea, insignificante. Para el dimensionamiento de los captadores de los sistemas fotovoltaicos se plantea que lo ideal es inclinarlos sobre la horizontal, la latitud del lugar más 10º. De esta forma obtendremos el máximo rendimiento en invierno. El ángulo que se seleccione dependerá de la forma en que se utilice la instalación; esto es, la estipulación de que funcione principalmente en invierno, verano o durante todo el año determinará, en cada caso, una inclinación diferente para el captador. Si se tiene en cuenta solamente el período de Diciembre a Febrero, una inclinación de 30º al Sur aumenta la radiación incidente en un 25 % con relación a la recibida en el plano horizontal. Sin embargo, si se tiene en cuenta todo el año, el aumento de radiación es de solo 2 % e inferior en 1 % a la recibida en un plano con inclinación de 10º [11]. En Cuba, en cada metro cuadrado de superficie horizontal cae cada día una energía solar de 5 kW.h como valor promedio anual, pero puede variar de un lugar a otro y de un mes a otro, por lo tanto, este dato es solamente orientador y no debe ser utilizado para el cálculo de instalaciones que pueden ser costosas. Este valor puede cambiar mucho en dependencia de las sombras que puedan existir en 13 el lugar, provocadas por montañas, edificios, árboles. El panel solar se debe colocar inclinado 30º hacia el Sur solamente en aquellos casos donde el diseño determine que esa es la posición óptima. Puede ser, por ejemplo, que en un círculo infantil la mejor orientación sea hacia el sudeste o que en una instalación industrial el ángulo de inclinación óptimo sea de 20º. El dato de 30º al Sur es solamente orientador [12]. Según estudios de pre factibilidad del Programa de Instalación de PSFV elaborados por la Unidad Empresarial de Base (UEB) de Ingeniería Ambiental de INEL, los módulos fotovoltaicos se anclan a una estructura metálica formando un plano de 15º con la horizontal y con orientación al Sur. Se ha diseñado una estructura que eleve la parte baja de los módulos fotovoltaicos a 0,6 m sobre el nivel del suelo, para reducir las pérdidas de producción derivadas de los sombreados que pudieran ocasionar malezas propias del terreno y tierras. La colocación más favorable de las superficies captadoras de la radiación solar será aquella que, en función de la aplicación a que se destine el sistema, capta la mayor cantidad de energía posible. 1.5 Descripción de los sistemas fotovoltaicos Los sistemas fotovoltaicos se pueden describir independientemente de su utilización y del tamaño de potencia, como se mostró anteriormente, en dos categorías: los denominados sistemas aislados y los sistemas conectados a la red. Las principales diferencias de forma general entre estos, es que, un sistema conectado a red carece de un sistema de acumulación, formado por las baterías y el regulador de carga, necesario por otra parte en los sistemas solares aislados, ésta es una de las contradicciones entre los dos sistemas de generación fotovoltaica. Además, el inversor deberá seguir continuamente la frecuencia de la red a la tensión de ésta, constituyéndose el conjunto generador fotovoltaicoinversor como fuente de intensidad, al contrario que el conjunto batería-inversor de un sistema fotovoltaico autónomo que se comporta como fuente de tensión [13]. 14 De forma general, el principio básico de funcionamiento de estos sistemas se describe por la incidencia de la energía solar sobre el generador fotovoltaico (constituido por los módulos fotovoltaicos y estos a su vez, por las células solares). Los módulos fotovoltaicos generan electricidad en corriente directa ó continua. En el caso de sistemas aislados: la corriente directa carga un banco de baterías que, a través del inversor de potencia alimenta la carga del sistema. El conjunto dispone de elementos de protección tanto a la entrada como a la salida. En el caso de sistemas conectados a red: la corriente directa generada por los módulos alimenta directamente al inversor de potencia. En este caso la tensión y la frecuencia son establecidas por la red eléctrica y el control del inversor se encarga de regular la potencia inyectada al sistema [5]. Para llevar a cabo todo este proceso de obtención de energía eléctrica es preciso conocer los principales componentes de los cuales constan los sistemas fotovoltaicos. Entre ellos, primeramente se destaca la energía solar, pues sin este potencial no será posible dicho proceso. Los restantes se enuncian a continuación [5]: Células y módulos fotovoltaicos, orientados de tal manera que reciban la mayor cantidad de radiación solar a lo largo del año. Sistemas de almacenamiento de energía (baterías), solo en los casos de sistemas aislados. Inversor para transformar la corriente directa a corriente alterna. Protecciones eléctricas. La red eléctrica, solo en los casos de sistemas conectados a red. Como se ha venido explicando, existen dos ejemplos de obtención de energía solar fotovoltaica, pero solo se investigarán los sistemas conectados a la red para dar cumplimiento a los objetivos diseñados en el presente trabajo, donde se ofrecerá la información necesaria para su estudio en las redes de distribución. 15 1.5.1 Sistemas fotovoltaicos conectados a la red Los sistemas fotovoltaicos conectados a la red eléctrica (SFCR) están compuestos por un generador fotovoltaico que se encuentra conectado a la red eléctrica convencional a través de un inversor, produciéndose un intercambio energético entre ésta y el sistema fotovoltaico, característico de este tipo de instalaciones. Así, el sistema inyecta energía en la red cuando su producción supera al consumo local, y extrae energía de ella en caso contrario [3]. Para facilitar el análisis del estudio, primero se debe acentuar que en este tipo de instalación no existen los sistemas de acumulación, ya que la energía producida durante las horas de insolación es canalizada a la red eléctrica. Estas instalaciones cuentan con sistemas de seguimiento del estado de la tensión de la red de distribución, de manera que se garantice el correcto funcionamiento de las mismas en lo referente a la forma de entregar la energía, tanto en modo como en tiempo, evitando situaciones peligrosas. Por otra parte, se eliminan las baterías que son la parte más cara y compleja de una instalación [2] (ciclos de carga, vida útil, mantenimiento, etc.). Un esquema de este tipo de instalación está representado en la figura 1.5. Figura 1.5: Esquema de un sistema fotovoltaico conectado a la red. 16 Estos presentan un punto de acoplamiento común (PAC), en donde se sincronizan con la red para operar en paralelo y/o en conjunto con ella. La carga nunca se queda sin energía, aun cuando el sistema fotovoltaico conectado deja de generar, a menos de que ocurra una falla en la red. Dentro de las redes de distribución de energía eléctrica, una de las alternativas más factible es generar la energía lo más cerca posible al lugar de consumo, al mismo tiempo que se aprovechan las ventajas de la tecnología moderna y el respaldo eléctrico de la red del sistema eléctrico. La implementación de la generación fotovoltaica en esta alternativa además de reducir las pérdidas en la transmisión de energía, evita la contaminación por generación de energía eléctrica [14]. 1.6 Impacto de los sistemas fotovoltaicos conectados a la red La viable integración de la generación fotovoltaica en las redes eléctricas de distribución crea nuevos escenarios, las redes de distribución dejan de comportarse como redes pasivas, alterándose la estructura tradicional jerárquica donde la energía fluía desde los centros de producción convencionales y concentrados hasta los consumidores finales. Esta energía fluía radialmente de acuerdo a la configuración de las redes y de manera unidireccional en las redes de distribución, es decir, que siempre van desde la subestación hacia los usuarios finales, desde tensiones superiores a otras inferiores, sin embargo con esta integración la energía fluye de manera bidireccional, en otras palabras, será en direcciones indeterminadas dependiendo de la ubicación y el tamaño de la generación fotovoltaica [15]. Al conectar dicha fuente de energía renovable a los sistemas eléctricos de potencia, las condiciones de funcionamiento de las redes se alteran, por lo que es preciso estudiar el impacto potencial y negativo que esta generación tiene sobre las redes de distribución, a pesar de que la producción fotovoltaica es muy variable. Los principales aspectos de forma general, en los que impactan los sistemas fotovoltaicos conectados a la red son el flujo de potencia, el nivel y perfil de tensión, las pérdidas y la carga de las líneas. 17 Este ejemplar de generación está diseñado para inyectar toda la potencia real producida por los módulos fotovoltaicos a la red; que precisamente controla la potencia independientemente del nivel de tensión, por lo que están mejor representados como cargas negativas de potencia constante. El tamaño de la carga fotovoltaica negativa, basado en el nivel de penetración, se define proporcional a la carga real conectada a la misma barra. Otro aspecto muy importante a considerar es que también están diseñados para operar a factor de potencia unitario, es decir, proporcionar sólo energía activa, porque esta condición produce la potencia y energía más real [16]. Un análisis general sobre los principales aspectos mencionados anteriormente, los cuales causan efectos potenciales en los sistemas eléctricos de potencia con la integración de la energía fotovoltaica, se presentan a continuación. Primeramente, los nuevos flujos de potencia a través de las líneas que lo conforman aparecen debido a la inserción de generación distribuida en el sistema de distribución, tal que en determinada situación estos flujos pueden sobrecargar las líneas de distribución. Cuando estamos en presencia de alta penetración de generación distribuida, no es posible tratar a la red como un circuito radial donde los flujos de potencia tienen un solo sentido, al contrario, aparecerán diferentes sentidos debido a la contribución de generadores distribuidos. La magnitud y sentido de los nuevos flujos de potencia pueden causar la pérdida de líneas primarias de distribución y de diferentes elementos de la red [17]. Centrándose en la creciente penetración de la energía fotovoltaica residencial y comercial, la generación fotovoltaica no sólo podría compensar la carga, sino que también podría causar flujo de potencia inversa a través del sistema de distribución. Este significativo flujo de potencia inversa puede causar problemas operativos para el sistema de distribución tradicional, incluso [16]: El exceso de tensión en el alimentador de distribución (pérdida de la regulación de voltaje). El aumento de las corrientes de cortocircuito, lo que podría llegar a niveles dañinos. 18 Protección e incumplimiento potencial de la coordinación de la protección. El uso incorrecto de los equipos de control que puede conducir a un aumento del número de operaciones y el desgaste de los equipos relacionados, o para promover el agravamiento de problemas que afectan a más equipos y más clientes. El nivel y perfil de tensión tienen la probabilidad de ocasionar diferentes impactos con la integración de plantas fotovoltaicas en la red de distribución, donde estos no son el último factor en la determinación del nivel de penetración máxima porque deben ser analizados en conjunto con la carga de las líneas y las pérdidas para la determinación de la capacidad de alojamiento de las redes. La generación podría causar un aumento en el nivel y perfil de tensión, pero depende de la configuración de la red y la forma en que se encuentre la fuente de alimentación principal [18]. Como en todo tipo de generación de energía eléctrica, ya sea mediante el uso de las fuentes renovables o por la utilización de combustibles fósiles, es necesario analizar las pérdidas en las redes eléctricas a las cuales son conectadas, un estudio acerca de tal problemática se presenta seguidamente. 1.7 Efecto sobre las pérdidas En generación distribuida, hay un impacto relevante sobre las pérdidas. Ante baja penetración, las pérdidas frecuentemente se ven reducidas porque la distancia al alimentador es menor, y parte de la energía necesaria proviene de nodos de generación cercanos al consumo. Si hay un nivel de alta penetración, el flujo de potencia puede invertirse (exportando energía a la red). En los casos de muy alta penetración, las pérdidas podrían ser incluso mayores que en un caso sin generación [1]. La integración fotovoltaica a la red muestra potencial para alterar las pérdidas y la carga de las líneas, pues los alimentadores y las líneas de transmisión tienen un límite a la que se pueden cargar. Adicionalmente, las pérdidas pueden reducir o aumentar los costes de funcionamiento de una red de distribución. Según estudios 19 realizados, las pérdidas en la red disminuyen con una menor penetración de la energía fotovoltaica y revelan el aumento de pérdidas en la red con mayor penetración, a excepción de otro estudio, el aumento de pérdidas y por consiguiente el aumento de los niveles de penetración se correlacionó con el probable flujo de potencia inversa en una red radial, lo cual se debe a que el flujo de potencia inversa aumenta la carga de las líneas de alimentación y en consecuencia las pérdidas, y podría interferir en las operaciones de protección en la red. Con la energía fotovoltaica distribuida, la carga de la línea se reduce con el aumento de la penetración de la energía fotovoltaica hasta que se produce el flujo de potencia inversa. El flujo de potencia inversa aumenta la carga de las líneas con el aumento adicional de los niveles de penetración [18]. Los impactos anteriormente expuestos no pueden ser generalizados para todos los tipos de redes eléctricas que existen a nivel mundial, pero se puede afirmar que la integración fotovoltaica en los sistemas eléctricos de potencia tiene poder para causar cambios en el nivel y perfil de tensión de alimentación, la carga de las líneas, las pérdidas del sistema, la dirección del flujo de potencia, ya que existe una posibilidad muy alta de flujo de potencia inversa. Los cambios en las operaciones de control de voltaje y dispositivos de regulación pueden ocasionar varios problemas que a la vez influyen sobre los costos de mantenimiento, fiabilidad y vida útil de los dispositivos [18]. 1.8 Perspectivas de desarrollo de la generación fotovoltaica en el territorio cubano Cuba presenta características adecuadas para explotar al máximo las fuentes de energías renovables y de ese modo disminuir el uso del petróleo, con su consabido efecto dañino sobre el medio ambiente. Su ubicación en la llamada Franja Solar que hace factible el uso de esa energía, hacen posible el avance de Cuba hacia un cambio de su matriz energética [19]. La radiación solar en Cuba permite un aprovechamiento de ese tipo de energía, superior incluso a naciones europeas con mayor capacidad de instalación; hoy ya existen varios ejemplos de parques fotovoltaicos en el país y se estudian sus perspectivas de desarrollo [20]. 20 Las experiencias en el uso de la energía solar fotovoltaica en Cuba y sus proyecciones futuras, son un método que permite aprovechar la incidencia de los rayos solares sobre el territorio nacional para generar una energía limpia que no afecta el medio ambiente. En el año 2015 Cuba se propuso construir nuevos parques fotovoltaicos demostrativos en varias provincias, lo cual se elevó a 45 MegaWatt (MW) la capacidad instalada en el país. Los expertos del Ministerio de Energía y Minas del país prevén para los próximos 15 años la construcción de pequeños parques fotovoltaicos, que podrán alcanzar en su conjunto unos 700 MW, de los cuales ya hay instalados 20 MW, con una inversión de 1 050 millones de dólares que debe recuperarse en los próximos 11 a 13 años [21, 22]. En Cienfuegos se incrementa la capacidad de generación fotovoltaica en el año 2015, pues la provincia posee una capacidad de generación eléctrica de 9,6 GigaWatt hora (GW.h) que aportan energía limpia y sostenible al Sistema Electroenergético Nacional (SEN). En dicha provincia entró en funcionamiento el primer parque solar construido en Cuba, a finales del 2012 en Cantarrana y otro emplazamiento, ubicado en el municipio de Cruces, ya ha aportado energía al SEN, y con su explotación se llega a los 5,6 MW de potencia en el horario de mayor radiación, lo que ubica al territorio cienfueguero como el de mayor energía de ese tipo conectada en el país inicialmente al concebirse su uso en la red. Con el aporte realizado por los dos parques, se evitó la quema de alrededor de 2650 toneladas de combustible fósil y la emisión a la atmósfera de más de 6900 toneladas de dióxido de carbono. El enclave de Cantarrana fue el más grande construido en el país, con una capacidad de 2,6 MW, superado hace poco por instalaciones de 3,0 MW, tales como la emplazada en Cruces y otros puntos de la geografía cubana. Con respecto a otras fuentes renovables, esta tecnología permite la disminución de los precios de los componentes y la posibilidad de generar en la medida que se montan los paneles, sin necesidad de concluir la inversión, ejemplo de ello fue el primer parque construido en Cienfuegos, cuando 21 se instalaron los primeros 100 paneles comenzaron a generar y así sucesivamente continuó el montaje y conexión a la red hasta completar las 14 100 unidades [23]. Conclusiones del capítulo La energía solar es una fuente renovable que ha ido sustituyendo a los combustibles fósiles, porque la continua explotación de estos combustibles lo han convertido en un recurso cada vez más escaso. La energía solar fotovoltaica presenta múltiples aplicaciones que favorecen al desarrollo de la sociedad en diversas esferas. Los sistemas fotovoltaicos conectados a la red no cuentan con sistemas de acumulación, por lo que la energía producida se vierte a la red según se produce. La integración de plantas fotovoltaicas en los sistemas eléctricos de potencia causa efectos en el flujo de potencia y en las pérdidas. En Cuba el incremento de la generación fotovoltaica ha servido de apoyo para cubrir la demanda de electricidad y suministrar la energía eléctrica hacia los consumidores, la provincia de Cienfuegos ha sido abanderada en tal sentido. 22 Capítulo II CAPÍTULO II. Descripción de la situación actual del nuevo PSFV de Rodas, otros propuestos y la red implicada en sus conexiones. El parque solar fotovoltaico (PSFV) propuesto a estudiar “El Pino”, será ubicado muy próximamente en el municipio de Rodas, en la provincia de Cienfuegos y tendrá una capacidad de 2,6 MWp de potencia aproximadamente. La construcción de los restantes parques propuestos para su conexión en próximos años se efectuará en el municipio de Aguada de Pasajeros y en las zonas cercanas a la región de Yaguaramas. El PSFV de Aguada estará situado en la zona de Federal, teniendo una capacidad de 5 MWp, mientras que los PSFV en las zonas de Yaguaramas se componen de cuatro parques en total con una capacidad de 2 MWp cada uno. Para realizar una descripción más detallada es preciso conocer, que la parte de la red que se verá más comprometida para la conexión de dichos parques, tiene como punto de partida, la subestación (SE) de 110 kV de Yaguaramas, cuya barra de salida a 34,5 kV (conocida como Barra de 33 kV) se le hace referencia a continuación. 2.1 Barra Yaguaramas 33kV La barra de Yaguaramas de 34,5 kV conocida como Yaguaramas 33 kV (figura 2.1) está presente en la red de subtransmisión de la provincia, alimentando a los municipios de Rodas, Aguada, Abreus y a localidades como Horquita y Yaguaramas, dicha barra tiene gran importancia por los compromisos que presenta de abastecer las cargas residenciales, agrícolas e industriales en estas regiones, donde las más comunes que podemos encontrar son los centrales azucareros (CAI) 5 de Septiembre y Antonio Sánchez, las diferentes zonas de producción y servicio a la agricultura, así como las cooperativas, organopónicos y varios tipos de cultivo que incluyen regadío, bombeos y servicios de acueducto. Además, cuenta con cargas residenciales en cada una de las localidades mencionadas anteriormente, que se alimentan por las respectivas subestaciones más cercanas, que existen en este territorio. 23 La subestación de Yaguaramas tiene una capacidad nominal de 25 MVA en un solo transformador conectado, que tiene limitada su capacidad a 22 MVA por las restricciones de fabricación. Tal situación, en próximos años provocará el paso a la conexión de otro transformador por el incremento continuo de nuevas cargas. Los niveles de cortocircuito de la barra se encuentran en el orden de los 179 MVA trifásicos y los 229 MVA monofásicos para condiciones de máxima. La barra cuenta con los alimentadores 1400, 1405, 1410 y 1415, quienes están nombrados por su propio interruptor a la salida de la subestación. Cada una de estas líneas de alimentación se describirá posteriormente con sus correspondientes circuitos de salida a 34,5 kV, así como sus principales cargas y datos más detallados en cuanto a los transformadores que en ellas se manifiestan. La barra Yaguaramas 33 kV presenta también, tres baterías Fuel, cada una con una capacidad nominal de 8,5 MVA y un voltaje de salida a 4,16 kV, además los datos generales de estos transformadores se reflejan en el Anexo 1. 24 Figura 2.1: Esquema monolineal de la barra 33 kV Yaguaramas. 25 2.1.1 Alimentador 1400 El circuito del alimentador 1400 (figura 2.2) se extiende hasta la localidad de “El Pino”, con una longitud de 50,215 km, dividido en 22,719 km para el tronco y 27,496 km para ramales y subramales. En su recorrido alimenta 15 subestaciones que conforman tres cargas en Abreus y las restantes pertenecen a Rodas. Para más información, los datos generales de los transformadores de esta línea, se encuentran en el Anexo 2. El circuito está conformado de la siguiente forma, presenta un conductor AAAC 158 mm² en el primer tramo contando desde la subestación de Servicio Fuel de Yaguaramas hasta el circuito de 4 kV con una extensión de 235 m, a partir de ahí presenta el conductor ACSR150 mm² por todo el tronco y aparece el primer ramal con el conductor AAAC 78 mm² y una longitud de 249 m, luego se incorpora con el tronco hasta el ramal de Abreus interceptado por el interruptor de aire 6557. Este ramal alimenta una pequeña carga del municipio de Abreus y se extiende aproximadamente 7,104 km, empezando el primer tramo con el interruptor 6815 y un conductor de cobre Cu # 3/0 hasta el servicio de bombeo al Banco de semilla donde su conductor es cobre Cu # 1/0. Unido al ramal está el límite de la línea 1880 de Abreus identificado por un interruptor normalmente abierto. Siguiendo el tronco aparece la alimentación de Rodas con la carga de Pérez Leyva y su respectivo conductor ACSR 70 mm², presenta el calibre AAAC 78 mm² el Servicio de Enrollado “14 de julio” a 713 m del tronco, la Fábrica de Pienso tiene como conductor el de cobre Cu # 1/0 y a 257 m la carga de Palanquete consta del conductor AAAC 78 mm². El ramal del CAI“5 de Septiembre” tiene una extensión de alrededor de 17,876 km y es alimentado con el mismo conductor del tronco antes mencionado, hasta el Bombeo La Vega que presenta un conductor de cobre Cu # 1/0, mientras que el poblado de Turquino cuenta con el conductor de cobre Cu # 3/0 al igual que la rama que se dirige hacia Rodas desde el tronco, la cual tiene el interruptor de aire 655 y una extensión de 143 m. El Bombeo Reinaldo y la carga de Residuales 2 la conduce un alimentador de tipo AAAC 78 mm². La 26 subestación de la localidad de “El Pino” presenta el mismo calibre del tronco y al final de este ramal se está ejecutando el montaje del nuevo PSFV “El Pino”. Figura 2.2: Monolineal del alimentador 1400. 27 2.1.2 Alimentador 1405 El presente alimentador no precisa de una descripción detallada ya que este no presenta carga alguna. El monolineal de la siguiente figura 2.3 representa su pequeña extensión. Figura 2.3: Monolineal del alimentador 1405. 28 2.1.3 Alimentador 1410 El circuito perteneciente al alimentador 1410 finaliza en el poblado de San Ignacio (figura 2.4), con una extensión total de 13,425 km, donde 12,301 km forman el tronco y 1,124 km incluyen los ramales y subramales. Este circuito está alimentado por11 subestaciones las cuales brindan servicio a gran parte del municipio de Abreus. En el primer tramo predomina el conductor ACSR150 mm² hasta llegar al primer ramal en una distancia de 94,1 m, el cual lo compone la subestación de Yaguaramas de 4 kV. Luego se incorpora al tronco de todo el circuito el conductor ACSR 70 mm² y aparece otro ramal a una longitud de 3 km aproximadamente de este, perteneciente al Acueducto de Yaguaramas con un conductor de cobre Cu # 1/0. Los ramales de los Bancos “La Anaya” 2 y 3 en su recorrido cuentan con el calibre AAAC 78 mm² a diferentes distancias del tronco, mientras que el primer Banco es conducido por el mismo calibre del tronco y el Bombeo correspondiente a estos bancos aparece en un ramal pequeño donde predomina el conductor de cobre Cu # 1/0 a una extensión de 142 m. El resto del tronco se ve configurado por la presencia de tres ramales que conforman el Bombeo de la Cooperativa “Antonio Maceo” y las cargas de Horquita y San Ignacio, en estos se encuentra el conductor de cobre Cu # 2/0. En el Anexo 3 aparece información acerca de los datos generales de los transformadores de este alimentador. 29 Figura 2.4: Monolineal del alimentador 1410. 30 2.1.4 Alimentador 1415 La siguiente figura representa la extensión del circuito del alimentador 1415, el cual se describe próximamente. Los datos generales de los transformadores de la línea 1415 se describen en el anexo 4. Figura 2.5: Monolineal del alimentador 1415. 31 Este alimentador concluye su circuito en el límite de la línea 501 de Colón, municipio de la provincia de Matanzas. Su extensión es la mayor con respecto a los tres alimentadores restantes, pues tiene una longitud total de 76,734 km, aproximadamente 28,948 forman el tronco y 47,786 pertenecen a ramales y subramales. La alimentación al circuito de Aguada consta de 44 subestaciones como se muestra en la figura 2.5. Tanto en el tronco como en los ramales de dicho circuito el conductor predominante es el ACSR150 mm², excepto en algunos que se describirán seguidamente. El primer tramo alimenta 2 turbinas hasta al ramal del organopónico “Viet Nam” que tiene un conductor AAAC 78 mm² y una distancia de 500 m. Siguiendo el tronco aparece un ramal de 13,59 km, que en su inicio presenta el interruptor de aire 1687, a partir de aquí resalta el conductor ACSR150 mm² hasta el Bombeo de la Pista de Guanito, donde en el recorrido de Casimba a Truebas prevalece ACSR95 mm². En el trayecto del ramal Truebas y la entrada del Bombeo Antonio Sánchez el calibre que se presenta es el ACSR150 mm² con una distancia de 3,231 km. El conductor que aparece desde el ramal de entrada de este bombeo hasta su origen es el ACSR 70 mm², el bombeo mencionado anteriormente continúa su recorrido con el Bombeo Fábrica Torula con un calibre AAAC 78 mm². El servicio al CAI “Antonio Sánchez” lo brinda el conductor ACSR 95 mm² hasta el Turbogenerador Torula en una longitud de aproximadamente de 1,04 km, interceptado también por la generación del central con un alimentador de calibre ACSR 70 mm². Se incorpora al tronco la Subestación Viet Nam con una longitud 200 m desde el ramal anterior hasta ella, siguiendo ese recorrido hacia el siguiente ramal el calibre es ACSR 95 mm²en el cual predomina el conductor AAAC 78 mm². A 1,9 km se encuentra el ramal que finaliza en el CAI “1ero de Mayo” con conductor ACSR 70 mm². El interruptor de aire 1982 sigue la ruta del tronco hasta varios ramales, el primero brinda alimentación mediante el conductor AAAC 158 mm² al Batey Carreño y se encuentra a 800 m del tronco central, seguido aparece la carga CIAL por un alimentador de 230 m y calibre AAAC 78 mm², luego Federal a 1,1 km con el conductor ACSR 70 mm². 32 El interruptor 229 se enfrenta a un extenso ramal, con la presencia de dos subestaciones, una de 13 kV y otra de 4 kV, a la cual se le llama Aguada intermedio y están alimentadas por el conductor de cobre Cu # 3/0 a partir de aquí hasta el final del tronco. Los servicios a la agricultura que se muestran en esta zona de 24,4 km presentan conductores de tres tipos los cuales, para una mejor comprensión, se ubicaron alternadamente, estos son ACSR 95 mm² y ACSR 70 mm² para algunos servicios, mientras que en el servicio de Bombeo MININT, la Paletizadora y el Taller Plan Arroz pertenecen al calibre AAAC 78 mm². En el tronco central se encuentra el interruptor 227 en conjunto con la subestación Chafarina y seguido un ramal con conductor de cobre Cu # 3/0, este ramal está dividido en varias subramales los que presentan el conductor AAAC 78 mm² y se encuentra a 520 m del tronco, brindando servicio al Bombeo Osvaldo Rosa, la Máquina de Riego “La Capitana” y a la CCS “Jesús Sardiñas”. El próximo ramal tiene una longitud de 520 m y presta servicio a la UBPC Desquite, al Enrollador El Desquite y al Bombeo “Luis Morejón”, con conductores AAAC 78 mm² y ACSR 70 mm². El ramal de Jaguey Chico lo conforman tres transformadores donde el calibre de estos conductores es el ACSR 70 mm². Al final del tronco encontramos el ramal del Bombeo “El Congo” a una distancia de 120 m con conductor AAAC 78 mm², y el límite con la línea 501 de Colón identificada por un interruptor 4057 normalmente abierto. 2.2 Barra El Pino 13 kV La subestación El Pino 33 kV como se observa en la figura 2.6, se encuentra al final del alimentador 1400. Dicha subestación consta de un solo transformador con una capacidad nominal de 4 MVA, alimentando el circuito 8 del municipio de Rodas, característico de ser una carga residencial. El recorrido del tronco desde la carga anterior hasta la entrada de esta carga posee una longitud de 2,47 km, y un ramal pequeño cuya extensión está cerca de los 14,4 m, dichos tramos presentan el conductor tipo ACSR 150 mm². 33 Figura 2.6: Monolineal de la carga final (SE El Pino) del alimentador 1400. En esta localidad, posteriormente se ejecutará la construcción y el montaje del nuevo parque solar fotovoltaico, desde el punto de vista geográfico, la figura 2.7 de la microlocalización, muestra el lugar designado. Figura 2.7: Ubicación geográfica del parque fotovoltaico El Pino. 34 Los estudios en proceso de evaluación, por su capacidad, indican que puede valorarse su interconexión a 33 kV o a la barra de 13 kV por baja de la SE 33/13 kV en sus proximidades, es el caso de la subestación El Pino descrita anteriormente. 2.3 Barra Federal 33 kV La subestación Federal 33 kV está situada en la parte central de la línea 1415 que alimenta toda la zona como se muestra en la figura 2.8. Cuenta de dos transformadores, cada uno con capacidad nominal de 1 MVA, alimentando el circuito 70 del municipio de Aguada, el tipo de carga de dicha subestación es altamente industrial. En su recorrido, la distancia del tronco desde la carga anterior hasta la entrada de esta carga posee una longitud de 2,256 km, y un ramal pequeño cuya extensión está cerca de los 1,119km, el tramo del tronco posee el tipo de calibre ACSR 150 mm², mientras que el ramal lo compone el calibre ACSR 70 mm². Figura 2.8: Monolineal de la carga central (SE Federal) del alimentador 1415. 35 La figura 2.9 que se muestra a continuación revela la localización geográfica para la construcción y montaje del parque. Según el área seleccionada en proceso de evaluación, por su capacidad y proximidad indica que puede valorarse su interconexión a la barra de 33 kV. Figura 2.9: Ubicación geográfica del parque fotovoltaico Federal. 2.4 Barra 33 kV Servicio Fuel Yaguaramas Esta barra se encuentra al inicio del alimentador 1400 y está representada por un nodo, el que tiene conectado un banco de transformadores estrella-estrella con capacidad nominal de 50 kVA en cada una de las fases. Presta servicio a la Fuel Yaguaramas como se muestra en la figura 2.10, siendo una carga industrial. 36 Figura 2.10: Monolineal de la carga inicial del alimentador 1400. En la figura 2.11 se refleja la localización geográfica para la construcción de los parques en esta zona. La conexión de los cuatro parques en la zona de Yaguaramas se divide en dos conexiones diferentes. La primera es de un solo parque, efectuándose su conexión al nodo de 33 kV que da servicio a la Fuel Yaguaramas. La otra conexión de los tres parques restantes se efectuará en áreas cercanas a las baterías Fuel Yaguaramas que están conectadas a la barra de salida de la subestación de 110 kV Yaguaramas. En proceso de evaluación, por su capacidad indica que puede valorarse su interconexión a la barra y al alimentador de 33 kV al valorar su proximidad a ambos. 37 Figura 2.11: Ubicación geográfica de los parques fotovoltaicos en la zona de Yaguaramas. Conclusiones del capítulo La barra de Yaguaramas es actualmente un centro de carga importante en la economía del territorio y se convertirá además, en un nodo donde se incrementará gradualmente de forma cercana o más remota la generación fotovoltaica en los próximos años. Teniendo en cuenta fundamentalmente las características de la red eléctrica implicada y la microlocalización geográfica de los parques solares fotovoltaicos, las posibilidades de conexión de los mismos gradualmente, demanda de un estudio técnico detallado, más aun en los casos que existan más de una variante posible, como es el PSFV El Pino. 38 Capítulo III CAPÍTULO III. Análisis técnico para la conexión a la red del nuevo PSFV de Rodas. El nuevo PSFV “El Pino”, con capacidad nominal de 2,6 MWp, propuesto en el municipio de Rodas, por el asentamiento territorial que muestra, debe ser conectado al alimentador 1400, quien finaliza su circuito con la subestación que lleva el mismo nombre, como se ha descrito anteriormente. Como este parque será el primero posible a conectar a la red de distribución de 13 kV en la provincia, se realiza una comparación evaluando su conexión también a la red de subtransmisión. Estas dos variantes permiten comparar la implicación que tiene el parque sobre las diferentes redes, desde la Barra de Yaguaramas en conjunto con los demás alimentadores. El estudio se realiza a la barra en general porque no solo se conecta dicho parque, sino que también, para próximos años se implementa la inserción de otros propuestos en la mencionada barra o enlazada por una línea hasta ellos, es decir, tres parques directo a la subestación de 33 kV con una capacidad de 2 MW cada uno; otro en el municipio de Aguada de 5 MW (interruptor 1415) al final del alimentador del nodo de la Subestación de Federal y uno de 2 MW en el alimentador 1400 al final del tramo de la línea del Servicio Fuel de Yaguaramas(en Yaguaramas totalizan 4 parques). Las baterías Fuel tienen un aporte característico, puesto que estas generan aproximadamente 21 MW de potencia. Cabe destacar, el aporte que brinda la generación de los productores de azúcar y sus derivados (CAI) nombrados arriba; aunque su influencia sobre las redes es solo en casos de emergencia, es primordial destacar la función que estos realizan. La herramienta escogida para efectuar la comparación de ambas variantes junto a la conexión de los demás parques solares propuestos es el programa Radial, específicamente la versión 8.0, el cual proporciona el estudio y la comprensión de los resultados actuales y esperados para posteriores años. 39 3.1 Requerimientos particulares para la introducción de datos en el programa Radial En el programa se estudia el nuevo PSFV El Pino conectado al alimentador 1400 en conjunto con la Barra de Yaguaramas y los demás alimentadores (1410, 1415), que se verán comprometidos para posteriores años, realizando la misma función por la conexión de nuevos parques propuestos, como ya se mencionó inicialmente. Es propicio señalar que cada uno de estos parques se simula con un interruptor que posibilita el cambio para las posibles variantes de conexión. En la introducción de datos al programa, cuando se declaran los PSFV, estos se representan como cargas negativas porque estos generan, es decir, aportan potencia a la red, y se conectan a través de un transformador de enlace porque generan un voltaje distinto al de la red. Para una mejor valoración de los parques, es preciso declarar en las bibliotecas del Radial el gráfico de cargas de estas instalaciones, designado por el usuario, el cual se puede apreciar en la figura 3.1. Los parques son considerados como generadores de potencia activa, por lo que la potencia reactiva se considera cero. Figura 3.1: Gráfico de carga de los parques solares fotovoltaicos. El gráfico de comportamiento de los parques fotovoltaicos a lo largo del día, mostrado en la figura anterior fue declarado a partir de análisis teóricos prácticos de la bibliografía internacional consultada, así como directivas actuales de la UNE. 40 Para corroborar esta opción, también se efectuó el análisis histórico real de la potencia entregada (en pu) de parques fotovoltaicos ya conectados a la red, tomando como referencia el PSFV de Cantarrana, por ser un ejemplo típico y uno de los de más explotación histórica en el país. Dicho parque se divide en dos: Cantarrana 1 y Cantarrana 2, y fue analizado en el período de los cinco primeros meses de este mismo año, es decir, de Enero a Mayo de 2016, llegando al promedio en cada uno de los horarios que respectan las 24 horas del día. Este estudio muestra cuanto ha variado el gráfico de comportamiento de los parques construidos en el país, llegando también a un resultado más real, el cual aporta gran beneficio para el análisis del funcionamiento de las redes eléctricas de la provincia. En la tabla 3.1 que aparece a continuación se representa el promedio de la potencia entregada por el parque en tal período de tiempo. Con estos resultados se llega al gráfico de comportamiento real del PSFV de Cantarrana 1 y 2, el que se muestra en la figura 3.2 a) y b) respectivamente. Tabla 3.1: Comportamiento promedio de la potencia entregada (en pu) del PSFV Cantarrana 1 y 2 en los meses de Enero a Mayo del año 2016. Horas 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 Promedio Cantarrana 1 Promedio Cantarrana 2 Horas 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,1 0,3 0,5 0,5 0,6 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,2 0,5 0,8 0,9 0,9 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 24:00 0,6 0,5 0,5 0,4 0,2 0,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 1,0 0,9 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 Promedio Cantarrana 1 Promedio Cantarrana 2 41 Potencia entregada (pu) Gráfico de comportamiento Cantarrana 1 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 Horas del día Potencia entregada (pu) a) Gráfico de comportamiento Cantarrana 2 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 Horas del día b) Figura 3.2: Gráfico de comportamiento de potencia entregada por el PSFV Cantarrana a) Cantarrana 1 b) Cantarrana 2 Estos resultados reales proporcionan una comparación en cuanto al gráfico que fue declarado por las instituciones y estudios realizados en años anteriores, lo que muestra algunas variaciones más o menos considerables, pero con el mismo comportamiento general a lo largo del día. Aunque se decidió no cambiar el gráfico de carga original para la simulación, se esclarece el gráfico real estadístico de este parque y se recomienda su utilización para análisis futuros al respecto en las condiciones precisas de Cuba. 42 Otro de los aspectos a tener en cuenta es que, el fabricante de este tipo de instalaciones afirma un decrecimiento anual de 0.8 %, lo cual debe ser esclarecido desde el inicio de la elaboración del circuito en el fichero del programa para las diferentes corridas. Para la realización del estudio técnico los datos facilitados y resultados extraídos del programa son para un día típico del año, por lo que es preciso realizar extrapolaciones de todos los resultados al año, siendo necesario la obtención de las lecturas de la energía (MW.h) de la barra con todos sus alimentadores en cada uno de los meses del año 2015, se escoge dicho período de tiempo por ser el año reciente, mostrando resultados más reales. En la tabla que se muestra a continuación se expresan los resultados del alimentador totalizador de la barra (1420) y de cada una de las fuentes de generación, siguiendo una secuencia de pasos que incluye la energía anual, la demanda máxima de la barra, la potencia promedio, el factor de carga y el factor de pérdidas residencial e industrial se obtienen las horas equivalentes de pérdidas anuales, convirtiéndolo en días equivalentes de pérdidas. Tabla 3.2 Resultados de la energía (MW.h) de la Barra Yaguaramas. Meses año 2015 1420 totalizador Barra 3019,99 2809,91 2959,3 1947,61 1778,33 807,05 1424,74 912,48 1840,62 885,23 1478,53 1666,42 21530,21 1420 Salida Fuel Yaguaramas CAI Antonio Sánchez CAI 5 Septiembre 484,52 551,88 527,8 1037,19 1023,01 1606,37 832,6 1526,37 849,82 1177,46 1620,16 1444,03 12681,21 5958,1 5523,6 7049 8337,6 8424,7 9114,2 9174,4 9717,1 7400,4 8853 8117 8404,1 96073,2 104,1 87,5 136,1 118,4 51,9 394,9 277,1 347,4 71,8 528 277,5 27,2 2421,9 307,8 405,1 502,4 406,3 42,2 0 0 0 0 0 0 34,7 1698,5 Resultados E total Dmáxima Ppromedio 109042,59 33,77 12,45 MW.h MW MW 0,21 0,25 1801,61 residencial industrial FC 0,37 FP anual FP anual Horas equivalentes Días equivalentes Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre 75,07 43 Adicionalmente, para la correcta manipulación del programa se disponen de datos reales de las cargas, los transformadores, las líneas y demás aspectos de interés, que por consiguiente fueron extraídos de informaciones brindadas por el Despacho Eléctrico y la Oficina de Desarrollo de la Empresa Eléctrica de la provincia. 3.2 Comportamiento de la red de 33 kV de Yaguaramas en estado actual Primero se realiza un estudio de comportamiento de la barra de Yaguaramas con todos sus alimentadores sin las posibles conexiones del nuevo PSFV de Rodas ni de los demás parques futuros, es decir, mantener todos los interruptores pertenecientes a ellos temporalmente abiertos; lo cual representa su situación actual reflejada en la figura 3.3; con el objetivo de ver la diferencia de la red sin parque y con parque. Las tres baterías de la generación Fuell de Yaguaramas se representan por interruptores abiertos, y la generación de los centrales ya mencionados no se tiene en cuenta para dicho análisis, tal condición fue concebida por el Grupo de Redes y Despacho de la Empresa Eléctrica de Cienfuegos. 44 Figura 3.3: Esquema del fichero resultante del Radial sin la conexión de los PSFV. 45 Procediendo a las corridas hasta 25 años, se determina primero que la hora de máxima demanda (el pico) ocurre a las 9:00 am, tal información fue asegurada por el Despacho eléctrico de la provincia, elemental para efectuar el correcto estudio de esta barra; del mismo modo se analiza el horario de máxima entrega de los parques, que es alrededor de las 12:00 del mediodía (aunque en tal situación no está ninguno conectado, pero interesa para desarrollar las comparaciones). Se extraen los valores manualmente y se introducen en una tabla en Excel, para realizar las extrapolaciones y cálculos necesarios, permitiendo observar los resultados y compararlos para las variantes a elegir. Para la comprensión de la situación actual y de las variantes de conexión se decide centrarse en la variación de las pérdidas de energía activa en líneas, tanto en un día típico como en el año. Al mismo tiempo se analiza la cargabilidad del transformador de la subestación de Yaguaramas. En el período actual, de flujo de potencia en la corrida del programa muestra resultados para la variación de pérdidas de energía activa en líneas (ΔEaL) en un día del año y las pérdidas de energía en líneas (ΔEL) ya extrapoladas para todos los años; para ampliar la información utilizada se puede consultar el Anexo 5. En las figura 3.4 se pueden observar los gráficos de variaciones de pérdidas de energía activa en las líneas para un día típico de cada año en el horario de máxima demanda y de máxima entrega de los parques respectivamente, este último caso se analiza para comparar el comportamiento de la red con la ausencia y presencia de los parques más adelante. 46 Figura 3.4: Variación de pérdidas de energía en línea para un día del año del estado actual en los horarios de 9:00 am y 12:00 pm (kW.h/día). Estas variaciones en ambos horarios muestran un incremento acelerado con el transcurso de los años, debido al crecimiento continuo de las cargas. Los resultados de la cargabilidad del transformador de la subestación de Yaguaramas revelan al paso de los años una transferencia de potencia activa cada vez mayor, la cual puede sobrepasar la capacidad de este transformador, situación que no es alarmante, pues según las autoridades implicadas en los avances de la disponibilidad energética en la provincia, se ha propuesto implementar para próximos años la conexión de otro transformador de igual capacidad en paralelo con el existente. Las pérdidas de energía anual en líneas se reflejan en la figura 3.5 para ambos horarios. Figura 3.5: Pérdidas de energía anual en líneas para el estado actual en el horario de las 9:00 am y 12:00 pm (MW.h/anual). 47 3.3 Análisis y cálculo de las variantes de conexión Las variantes de conexión de parques fotovoltaicos en la red de 33 kV de Yaguaramas en el programa Radial, se realiza mediante un análisis del comportamiento de la red a medida que se van conectando los parques, para llegar a la comparación con la situación actual de dicha red. Por año, se muestra un crecimiento dado el desarrollo previsto de las cargas, cada un cierto período de tiempo se incorpora un parque a la red; lo que permite hacer un análisis del desarrollo de esta basado en la comparación de los resultados de los años o períodos consecutivos, hasta tener una visión general de la influencia de la incorporación de estos parques fotovoltaicos a la red. El orden de conexión de cada parque se muestra a continuación: Año 1- Año 4: PSFV El Pino (variante 1 conectado a 13 kV y variante 2 conectado a 33 kV). Cada una de estas variantes se realiza en conjunto con la conexión de los demás parques según los años en que son conectados. Año 5- Año 6: PSFV El Pino más los 4 PSFV de Yaguaramas. Se sitúan 3 parques conectados directamente a la barra de 33 kV de la propia subestación cercanos a las baterías Fuell, como se plantea anteriormente y el otro, en un nodo instalado al inicio del alimentador 1400. Año 7- Año 25: PSFV El Pino más los PSFV de Yaguaramas más PSFV La Federal. En el análisis de las variantes de conexión se establece centralizar el estudio en las variaciones de pérdidas de energía activa en las líneas para un día y las pérdidas de energía en las líneas ya extrapolada para los años, destacando también el ahorro de pérdidas de energía que se produce al comparar ambas variantes con el estado actual. Se realizan las corridas de flujo de potencia en la hora de máxima demanda la cual pertenece al pico y equivale a las 9:00 am, y en el horario de máxima entrega de los parques, tal cuestión se manifiesta a las 12:00 pm; como se puede evaluar, 48 esta condición ocurre igual que en el estado actual, lo cual no representa ningún inconveniente. 3.3.1 Variante 1: PSFV conectado a la red de 13 kV En esta variante el PSFV El Pino se conecta a la barra de 13 kV de la subestación que lleva su nombre, la cual se representa por un tramo de línea que simboliza las pérdidas de cobre y un transformador FICTICIO que solo tiene pérdidas de hierro. El interruptor del parque se mantiene cerrado y los demás continúan abiertos hasta la correspondencia con su año de conexión, como se designó arriba. Se efectúan todas las corridas para 25 años posteriores y se extraen todos los datos mostrados en el programa de forma manual y se introducen en una tabla en el Excel. En los horarios de máxima demanda y de máxima entrega de los parques se obtienen las variaciones de pérdidas de energía activa en las líneas para un día típico de cada año, lo cual se puede observar en los gráficos correspondientes a las figuras 3.6 a) y b), y las pérdidas de energía en las líneas se reflejan en las figuras 3.7 a) y b); igualmente para ampliar sobre la información utilizada se puede consultar el Anexo 6. a) 49 b) Figura 3.6: Variación de pérdidas de energía en línea para un día del año de la variante 1 (kW.h/día). a) Horario 9:00 am b) Horario 12:00 pm a) 50 b) Figura 3.7: Pérdidas de energía anual en líneas para la variante 1 (MW.h/anual). a) Horario 9:00 am b) Horario 12:00 pm Los gráficos antes expuestos en los diferentes horarios muestran en el primer intervalo de tiempo un ascenso pequeño de pérdidas de energía en las líneas, pues el rendimiento del actual parque va disminuyendo durante su explotación (aunque se consideró de manera más segura 0,8% cada año, información obtenida luego de esta simulación refleja que en los años iniciales es menor que en los restantes), además las cargas cercanas a este parque no manifiestan crecimiento considerables en este período. Sin embargo con la conexión de los otros parques restantes se observa un descenso de pérdidas de energía en las líneas con el transcurso de los años, este relevante aspecto se determina porque la mayor capacidad de los parques conectados está distribuida por las redes cercanas a los centros de carga, donde estas si revelan crecimiento en el transcurso de los años, por lo que disminuyen las pérdidas en la distribución de energía eléctrica, aún con un decrecimiento en el rendimiento de los parques. Aunque existe elevada generación fotovoltaica a partir del año 5, el flujo de potencia inversa es muy pequeño, el cual se queda en las cargas más próximas y de cierta manera produce menos pérdidas de energía en las líneas. Se chequea el voltaje en los nodos y permanecen en condiciones normales en esta variante. 51 3.3.2 Variante 2: PSFV conectado a la red de 33 kV La variante 2 radica en conectar el PSFV directo a la barra de 33 kV de la subestación El Pino, la cual se representa por un tramo de línea enlazado a dicha barra. Se cierra el interruptor de tal parque y los demás continúan abiertos hasta la conexión en su año correspondiente. Se ejecutan las corridas en el programa para los próximos 25 años y la extracción manual de dichos resultados e incorporarlos a una tabla Excel para realizar la comparación. La variación de pérdidas de energía activa en las líneas en un día y las pérdidas de energía anuales en las líneas, se analiza igual que en la variante anterior, con los resultados para los horarios de máxima demanda y de máxima entrega de los parques, lo que se representa en los gráficos de las figuras 3.8 a) y b), y las figuras 3.9 a) y b) respectivamente; al mismo tiempo en el Anexo 7 se encuentra la información más ampliada de los resultados. a) 52 b) Figura 3.8: Variación de pérdidas de energía en línea para un día del año de la variante 2(kW.h/día). a) Horario 9:00 am b) Horario 12:00 pm a) 53 b) Figura 3.9: Pérdidas de energía anual en líneas para la variante 2(MW.h/anual). a) Horario 9:00 am b) Horario 12:00 pm Esta variante representa al igual que la variante 1, una disminución de pérdidas de energía en las líneas, en el primer período de tiempo se produce una subida pequeña de pérdidas. También, con la conexión de los otros parques se refleja una disminución de pérdidas de energía en las líneas con el transcurso de los años. Después de haber analizado el estado actual de la red y cada una de las variantes de conexión, se realiza una comparación de los tres estados en los diferentes horarios en cuanto al comportamiento de las pérdidas de energía anual en líneas, tales resultados se manifiestan en los gráficos de las figuras 3.10 a) y b) respectivamente. 54 a) b) Figura 3.10: Comparación del estado actual con las variantes de conexión en cuanto a las pérdidas de energía anual en líneas. a) Horario 9:00 am b) Horario 12:00 pm En el análisis previsto para el estado actual y las dos variantes de conexión, se afirma al respecto que estas dos últimas producen una reducción de pérdidas de energía anuales en líneas, pero la más satisfactoria es la variante 1, es decir, la conexión más conveniente del parque fotovoltaico de Rodas desde el punto de vista técnico es a la red de 13 kV, según los resultados obtenidos. 55 3.4 Análisis económico preliminar del estudio Desde el punto de vista técnico, se analizaron las dos variantes de conexión del parque, entregando su energía a la red eléctrica local a un nivel de tensión de 33 ó 13,8 kV. Se realiza una evaluación económica preliminar, sin tener en cuenta la inversión para la construcción del parque solar porque no es objetivo del trabajo. El estudio se centra en la conexión del PSFV El Pino, el cual presenta dos variantes, se evalúa entre otras cosas, la construcción de una línea en cada variante, verificando su posible inversión, el ahorro de pérdidas de energía que se produce en pesos y los costos de explotación y mantenimiento. Todos estos análisis se dan como resultados en moneda total (MT). En la variante de conexión a 13 kV, se efectúa la construcción de una línea de 15 000 m, con conductor por fase y por neutro AAAC-78 mm², con una cantidad de 185 postes situados a 80 m y 188 crucetas de 8 pies. Presentan 6 aisladores de suspensión polímeros para dos remates y 557 de pedestal, que lo conforman de tipo A en 185 postes y 2 para puentes, además de una cuchilla de 13 kV monofásica. El mantenimiento a esta línea es una vez al año, es decir, un día para 6 brigadas. Las labores efectuadas por las brigadas incluyen la revisión y apriete de herrajes, cambio de aislamiento y/o conductor si es necesario y la poda de árboles cercanos a la red. En la variante de conexión a 33 kV, se construye una línea de 100 m, con conductor por fase AAAC-158 mm² y por neutro AAAC-78 mm², con una cantidad de 3 postes de 35 pies y 6 crucetas de 9 pies. Presentan 6 aisladores de suspensión polímeros para dos remates y 8 de pedestal, que lo conforman de tipo A para 2 crucetas y 2 para puentes. El mantenimiento a esta línea se realiza una vez al año que corresponde con la mitad de un día para una brigada. Las labores realizadas por la brigada se efectúan de la misma manera que en la variante anterior. Para el desarrollo de este análisis, es preciso calcular en las dos variantes el ahorro de pérdidas de energía en la línea al año, y con un costo de energía de 56 0,1310 CUC/kWh se obtiene el ahorro anual que se produce en pesos. Se estima la inversión total a partir de las inversiones ya realizadas para cada uno de los elementos, en cuanto al tipo y la cantidad de metros de cables, postes, crucetas, cuchillas y aisladores. Luego se revela el costo de mantenimiento y explotación en ambas conexiones. Con el análisis de costo beneficios se llega a los siguientes resultados, cuyos cálculos se pueden consultar en el anexo 9. Tabla 3.3: Resultados del análisis costo beneficio para la Variante 13 kV. Análisis Costo Beneficio ($) VARIANTE 13 kV Costo inversión inicial total 94656,14 Costo total de mtto. Y explotación 42610,50 Ahorro o beneficio por reducción de pérdidas 558641,12 Beneficio neto 421374,48 Tabla 3.3: Resultados del análisis costo beneficio para la Variante 33 kV. Análisis Costo Beneficio ($) VARIANTE 33 kV Costo inversión inicial total 3111,69 Costo total de mtto. Y explotación 2910,38 Ahorro o beneficio por reducción de pérdidas 511360,07 Beneficio neto 505338,01 Se puede ver que el proyecto es viable, ya que la razón de costo beneficio (sería la relación del ahorro o beneficio por reducción de pérdidas y el costo total de la inversión inicial más el costo total de mantenimiento y explotación) es mayor que la unidad, dando como resultado para la variante 13 kV un valor de 4,07 y para la variante 33 kV un valor de 84,91. También se obtuvo que los beneficios para la variante de 13 kV se vuelvan positivos en el año 10, mientras que en la variante de conexión a 33 kV se manifiesta en el año 2. Además, como se sabe no solo debe hacerse el análisis costo beneficio de la manera anteriormente expuesta, sino que 57 deben utilizarse los criterios del valor actual neto (VAN) y la tasa interna de retorno (TIR) para trabajar sobre la base del valor actualizado de los flujos de fondos a lo largo de los 25 años y con la tasa actual de descuento o interés empleada en Cuba. Para la variante de 13 kV el VAN es de 4044,33 pesos, que como es mayor que cero corrobora que la inversión producirá ganancias por encima de la rentabilidad exigida para esta tasa de interés, al igual que la variante de 33 kV el VAN es mayor que cero con resultados de 176265,43 pesos para una misma tasa de interés. Como ambas variantes tienen un balance de costo beneficio favorable, se recomienda como la mejor desde el punto de vista económico la variante de conexión a 33 kV por tener un mayor VAN. Conclusiones del capítulo La inclusión de la generación fotovoltaica distribuida en la provincia de Cienfuegos resulta hasta la fecha, beneficiosa para la operación de dicha red. El PSFV El Pino conectado a la red de 13 o de 33 kV de la barra de Yaguaramas, produce un efecto positivo en la disminución de pérdidas respecto al estado actual. La conexión de dicho parque junto a los previstos a conectarse en los próximos años y teniendo en cuenta la dinámica de crecimiento de las cargas, hacen más eficiente el uso de dicha generación distribuida en la operación de la red implicada. La mejor variante para la conexión del parque El Pino desde el punto de vista técnico es a la red de 13 kV de la manera descrita en el trabajo. El análisis económico preliminar realizado coloca a la variante de 33 kV como la mejor por los resultados obtenidos en el balance de costo beneficio y el criterio del VAN. 58 Conclusiones generales CONCLUSIONES GENERALES 1. En Cuba, los sistemas solares fotovoltaicos conectados a la red son una alternativa para cubrir parte del crecimiento de la demanda de energía, por las perspectivas que existen de incrementar la generación de electricidad por este medio. 2. La red de la Barra Yaguaramas 33 kV en su estado actual, requiere de fortalecer la capacidad de generación por las cargas importantes que presenta y teniendo en cuenta que las mismas muestran un crecimiento consecutivo al paso de los años. 3. Con la inserción del PSFV de Rodas y los otros propuestos en años posteriores, el estudio técnico arroja resultados positivos para ambas variantes de conexión, destacándose una disminución de pérdidas de energía en las líneas, con respecto a la situación actual. 4. El estudio técnico realizado demuestra que la variante de conexión a la red de 13 kV, es la opción más favorable para una mejor operación en la red de la Barra Yaguaramas. 5. En ambas variantes el balance de costo beneficio es favorable, pero se recomienda como la mejor desde el punto de vista económico la variante de conexión a 33 kV por tener un mayor VAN. 59 Recomendaciones RECOMENDACIONES 1. Para la realización de trabajos futuros vinculados con el tema, se recomienda tener en cuenta el gráfico de comportamiento arrojado por el PSFV Cantarrana, donde se obtuvieron resultados estadísticos más reales. 2. Con los resultados alcanzados en la investigación, se recomienda a la Empresa Eléctrica de Cienfuegos la aplicación práctica de estos, para el logro de una mejor operación de la red en la Barra 33 kV Yaguaramas, teniendo en cuenta el análisis técnico y el económico, posibles variables y alternativas para una decisión definitiva. 3. Efectuar estudios similares para el análisis de otros parques fotovoltaicos y su conexión a la red en el territorio nacional, donde se valoren las numerosas propuestas que pudieran surgir. 60 Bibliografía BIBLIOGRAFÍA [1] Sterling Barba, J. (2013). "Impacto de mecanismos de predicción de generación fotovoltaica en el sistema eléctrico," Instituto de Investigación Tecnológica, Madrid, España. [2] Díaz Urbina, C. J. (2015). "Análisis del impacto sobre las protecciones eléctricas al instalar sistemas solares fotovoltaicos en una red de distribución con nivel de tensión 13.2 kV" (Tesis de Grado). Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica y Computación, Universidad Nacional de Colombia, Manizales, Colombia. [3] Cornejo Lalupú, H. A. (2013). "Sistema solar fotovoltaico de conexión a red en el Centro Materno Infantil de la Universidad de Piura" (Tesis de Grado). Departamento de Ingeniería Mecánico-Eléctrica, Universidad de Piura, Perú. 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Disponible en http://www.cubainformacion.tv/. [22] Rodríguez, J. L. (2014). Cuba y sus perspectivas energéticas una revisión reciente (II). Cubadebate. Disponible enhttp://www.cubadebate.cu/. [23] R. Digital. (2015). Incrementan capacidad de generación fotovoltaica en Cienfuegos. Periódico Granma. Disponible en http://www.granma.cu/. Otras fuentes consultadas. Datos brindados por el Despacho Territorial de la OBE Cienfuegos Normativas y requisitos implementados por INEL y la Dirección de la UNE. 62 Anexos ANEXOS Anexo 1: Tabla de los datos generales de los transformadores de las baterías Fuel de Yaguaramas. No. Sub. Nombre Volt. Baja (kV) Volt. Alta (kV) Pot (MVA) Conex. %Z No. Tap Fabric. Municip. 242 242 242 Fuel Yaguaramas Fuel Yaguaramas Fuel Yaguaramas 4,16 4,16 4,16 34,5 34,5 34,5 8,5 8,5 8,5 Үn-Δ/G-1 Үn-Δ/G-1 Үn-Δ/G-1 10,0 10,0 10,0 5 5 5 Hyundai Hyundai Hyundai Abreus Abreus Abreus Anexo 2: Tabla de los datos generales de los transformadores de la línea 1400. No. Sub. Nombre AB-6618 Servicio Fuel Yaguaramas AB-6304 2474 Banco Semilla 1442 Pérez Leyva RB6303 Enrrollador 14 de Julio 2468 RB2012 2463 Fca. Pienso Palanquete Bombeo La Vega RB-6284 San Lino 1512 Turquino CAI 5 de Septiembre Rodas 4 kV Rodas 13.8 kV 1508 558 RB-6283 Bombeo Reinaldo RB-2868 Residuales #2 2510 El Pino 13 kV Volt. Baja (kV) Volt. Alta (kV) Pot (MVA) 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,48 19,1 19,1 19,1 19,1 19,1 34,5 0,05 0,05 0,05 0,025 0,050 0,500 13,8 0,24 0,24 0,24 0,48 0,24 0,48 0,24 0,24 13,8 6,3 6,3 4,16 13,8 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 13,8 34,5 19,1 19,1 19,1 34,5 19,1 34,5 19,1 19,1 34,5 34,5 34,5 34,5 34,5 19,1 19,1 19,1 19,1 19,1 34,5 0,500 0,050 0,050 0,050 1,000 0,015 1,000 0,0375 0,0375 2,500 2,500 2,500 4,000 1,000 0,015 0,025 0,0375 0,0375 0,0375 4,000 Conex. %Z No. Tap Fabric. Municip. Abreus Abreus DY-11 4,3 5 CGE Abreus DYn-1 5,3 5 G.E Rodas Rodas DYn-1 6,5 5 ETZ DY-1 6,3 5 ETZ Rodas Rodas Rodas Rodas DYn-1 YnD-11 YnD-11 DYn-1 DYn-1 6,7 6,5 6,5 7,3 6,2 5 5 5 5 5 ETZ ETZ ETZ ETZ ETZ Rodas Rodas Rodas Rodas Rodas Rodas Rodas DYn-1 7,1 5 ETZ Rodas 63 Anexo 3: Tabla de los datos generales de los transformadores de la línea 1410. Nombre Yaguaramas Acued. Yaguaramas Bombeo Acued. Yaguaramas Monumento El inglesito La Anaya banco 3 La Anaya banco 2 La Anaya banco 1 Bombeo Anaya Bbeo CPA A. Maceo Horquita San Ignacio Volt. Baja (kV) Volt. Alta (kV) Pot (MVA) 4,3 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 13,8 13,8 13,8 13,8 34,5 19,1 19,1 19,1 19,1 19,1 19,1 19,1 19,1 19,1 19,1 19,1 19,1 19,1 19,1 34,5 34,5 34,5 34,5 1,6 0,025 0,025 0,05 0,025 0,025 0,025 0,015 0,025 0,0375 0,0375 0,025 0,025 0,075 0,075 1,600 1,600 1,600 1,600 Conex. %Z No. Tap Fabric. Municip. DYn-1 5,5 5 CAMCA Abreus Abreus Abreus Abreus Abreus Abreus Abreus Abreus Abreus Abreus Abreus DY-1 DY-2 DYn-1 DYn-1 6,7 6,6 5,7 5,7 5 5 5 5 ETZ ETZ Italia Italia Abreus Abreus Anexo 4: Tabla de los datos generales de los transformadores de la línea 1415. No. Sub. Nombre GB-4610 GB-6379 Volt. Baja (kV) Volt.Alt a (kV) Pot (MVA) 19,1 19,1 19,1 19,1 19,1 19,1 19,1 19,1 19,1 19,1 19,1 19,1 19,1 19,1 19,1 34,5 19,1 34,5 34,5 0,0375 0,0375 0,050 0,050 0,038 0,050 0,075 0,075 0,075 0,050 0,050 0,050 0,050 0,050 0,038 0,500 0,038 0,0375 0,0375 0,0375 2,500 2,500 1,600 1,600 1,600 1,000 1,000 0,0375 0,015 GB-6418 Organopónico Viet-Nam GB-6380 Bbeo Guanito GB-6637 Bbeo UBPC Regadío GB-6375 Organopónico Bco Semilla Guanito GB-6376 Bbeo Pista Guanito GB-2371 1431 GB-2370 Casimba Trueba El retiro GB 6617 Bbeo Autoconsumo A. Sánchez 2493 CAI A. Sánchez 6.3 kV 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 13,8 0,24 0,48 0,48 0,48 6,3 6,3 2449 GEA A. Sánchez 13,8 34,5 501 Fca. de Torula 564 GB-2377 GB-2402 Viet-Nam 0,48 0,48 4,16 0,24 0,24 34,5 34,5 34,5 19,1 19,1 34,5 34,5 Conex. %Z No. Tap Fabric. Y-Y DYn-1 4,5 5 OSAKA DY-1 5,2 5,2 5,2 6,4 6,4 5,7 5,7 7,0 6,6 6,4 5 OSAKA YnD-11 YnD-11 DYn-1 DYn-1 DY-1 DY-5 DYn-1 Municip. Aguada Aguada Aguada Aguada Aguada Aguada Aguada Aguada Aguada Aguada Aguada Aguada Aguada Aguada Aguada Aguada Aguada Aguada 5 5 5 5 5 5 5 ETZ ETZ TAMINI TAMINI ETZ ETZ Aguada Aguada Aguada Aguada Aguada 64 GB-2401 2462 Finca Los Gallegos Perseverancia GB-6611 CAI 1 de Mayo GB-2403 Batey Carreño GB-2591 CIAL 2441 Federal 420 Aguada GB-6378 Bbeo Hortícola GB-6433 2490 2486 Santana Plan Arroz Galeón Viejo GB 6606 Bombeo MININT GB-6389 1486 Arrocera Fbca GB-2527 Taller Plan Arroz GB-6618 Chafarina GB-6638 CCS Jesús Sardiñas GB-6614 Bbeo Osvaldo R. GB-6609 Maq. Riego La Capitana GB-6405 Bombeo Luis Morejón GB-6632 UBPC Desquite GB-6621 Enrrollador El desquite GB-2531 GB-2532 GB-2533 Marconi 1 Marconi 2 Marconi 3 GB-6404 finca Ángel Alejo (Bbeo El Congo) 0,24 0,24 13,8 0,48 0,48 0,48 0,24 0,24 0,24 4,16 4,16 4,16 19,1 19,1 34,5 19,1 19,1 19,1 19,1 19,1 19,1 34,5 34,5 34,5 0,0375 0,015 1,000 0,050 0,050 0,050 0,025 0,025 0,0375 1,000 1,000 1,000 4,16 34,5 13,8 0,24 0,24 0,24 0,24 13,8 0,48 0,48 0,48 0,48 0,24 0,48 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,48 0,48 0,48 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 34,5 19,1 19,1 19,1 19,1 34,5 34,5 34,5 34,5 34,5 19,1 34,5 19,1 19,1 19,1 19,1 19,1 19,1 19,1 19,1 19,1 19,1 19,1 19,1 19,1 19,1 19,1 19,1 19,1 19,1 19,1 19,1 19,1 19,1 19,1 19 19 DYn-1 6,1 5 ETZ Aguada Aguada Aguada Aguada Aguada DY-1 DYn-1 6,6 6,7 6,4 5 5 5 ETZ ETZ ETZ 1,000 DYn-1 6,5 5 ETZ 1,600 0,0375 0,0375 0,0375 0,250 1,600 0,200 0,100 0,075 0,075 0,150 0,500 0,0375 0,0375 0,0100 0,0375 0,0375 0,0375 0,0375 0,0375 0,0375 0,0375 0,0375 0,050 0,050 0,050 0,025 0,025 0,038 0,038 0,038 0,025 0,025 0,015 0,025 0,025 0,025 DYn-1 6,7 5 ETZ Aguada Aguada Aguada Aguada DYn-1 DY-1 DY-1 DYn-1 1,7 5,7 5,45 4,50 3,23 3,23 4,9 5,1 5 Tamini SouthWel Aguada Cienfuegos Aguada Aguada 5 5 ETZ Aguada Aguada Aguada Aguada Aguada Aguada Aguada Aguada Aguada Aguada Aguada Aguada Aguada Aguada Aguada Aguada Aguada Aguada Aguada 65 Anexo 5: Tabla de los resultados del flujo de potencia en el Radial de la Barra 33 kV de Yaguaramas en el estado actual para los horarios máxima demanda y de máxima entrega de los parques. Resultados del flujo de potencia de la Barra de 33 kV de Yaguaramas en el estado actual. HORA DE ANALISIS 9:00 AM Años 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Unidad Pc 33054 33365 33685 34013 34351 34697 35053 35418 35794 36179 36575 36983 37401 37831 38273 38727 39194 39674 40168 40675 41197 41734 42286 42854 43438 kW Qc 16258 16368 16480 16594 16712 16832 16955 17080 17209 17341 17476 17615 17757 17902 18051 18204 18360 18521 18685 18854 19027 19204 19386 19572 19764 kvar Sc 36836 37164 37500 37845 38201 38564 38938 39321 39716 40120 40536 40964 41402 41853 42316 42792 43281 43784 44301 44832 45379 45940 46518 47112 47723 kva fp 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 FC 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 PL 612 629 647 665 685 705 727 750 773 798 824 852 881 911 943 977 1012 1050 1089 1131 1175 1221 1270 1321 1376 kW QL 1418 1457 1497 1539 1582 1628 1676 1727 1779 1835 1893 1954 2017 2085 2155 2229 2307 2389 2475 2566 2662 2762 2868 2980 3098 kvar PCu 379 384 390 397 404 411 418 426 434 443 452 461 472 482 494 506 518 532 546 561 577 594 612 631 651 kW PFe 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 kW PT 1046 1069 1093 1118 1144 1172 1201 1231 1263 1297 1332 1369 1408 1449 1493 1538 1586 1637 1691 1747 1807 1870 1937 2008 2083 kW Eac 506 513 519 526 533 540 547 555 563 571 579 587 596 605 614 624 634 644 654 665 676 687 699 711 724 MW.h Erc 218 220 222 224 226 228 230 233 235 237 240 242 245 248 250 253 256 259 262 265 269 272 275 279 283 Mvar.h EaL 7218 7222 7226 7230 7234 7239 7243 7248 7253 7258 7263 7268 7274 7279 7285 7291 7297 7303 7310 7317 7324 7331 7338 7346 7354 kW.h ECu 4277 4281 4286 4290 4294 4299 4304 4309 4314 4319 4324 4330 4336 4342 4348 4354 4361 4367 4374 4382 4389 4397 4405 4413 4422 kW.h EFe 1338 1338 1338 1338 1338 1338 1338 1338 1338 1338 1338 1338 1338 1338 1338 1338 1338 1338 1338 1338 1338 1338 1338 1338 1338 kW.h ET 12834 12842 12850 12858 12867 12876 12885 12895 12905 12915 12925 12936 12947 12959 12971 12983 12996 13009 13022 13036 13051 13066 13081 13097 13113 kW.h PT 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 5 % ET 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 % Pd 34100 34434 34778 35131 35495 35869 36254 36649 37057 37476 37907 38352 38809 39280 39766 40265 40780 41311 41859 42422 43004 43604 44223 44862 45521 kW Qd 17676 17825 17977 18133 18294 18460 18631 18807 18988 19176 19369 19569 19774 19987 20206 20433 20667 20910 21160 21420 21689 21966 22254 22552 22862 kvar Sd 38409 38774 39149 39535 39932 40341 40761 41193 41639 42097 42569 43056 43556 44073 44605 45153 45718 46301 46903 47523 48164 48824 49507 50211 50939 kva Ed 518834 525842 531850 538858 545867 552876 559885 567895 575905 583915 591925 599936 608947 617959 626971 636983 646996 657009 667022 678036 689051 700066 712081 724097 737113 kW.h Años 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Unidad Pc 28673 28968 29271 29582 29901 30230 30568 30915 31272 31639 32017 32405 32804 33215 33637 34071 34518 34978 35450 35937 36438 36953 37483 38029 38591 kW Qc 13644 13743 13845 13950 14056 14166 14278 14393 14511 14632 14756 14883 15014 15148 15285 15426 15570 15718 15871 16027 16187 16352 16521 16694 16872 kvar Sc 31754 32063 32380 32706 33040 33385 33738 34101 34475 34859 35254 35659 36077 36506 36947 37400 37867 38347 38841 39349 39872 40409 40962 41532 42118 kva fp 0,9 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,92 0,92 0,92 0,92 0,92 0,92 FC 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 HORA DE ANALISIS 12:00 PM PL 472 486 501 517 534 551 569 589 609 631 653 677 702 729 756 786 817 850 884 921 960 1001 1044 1090 1138 kW QL 1053 1084 1116 1151 1187 1224 1264 1305 1349 1395 1443 1494 1548 1604 1663 1726 1791 1861 1934 2011 2093 2179 2270 2367 2468 kvar PCu 267 272 277 282 288 293 300 306 313 321 328 337 345 355 365 375 386 398 410 424 438 453 469 486 504 kW PFe 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 kW PT 794 813 833 855 877 900 925 951 978 1007 1037 1069 1103 1139 1177 1217 1259 1303 1351 1400 1453 1509 1569 1631 1698 kW Eac 506 513 519 526 533 540 547 555 563 571 579 587 596 605 614 624 634 644 654 665 676 687 699 711 724 MW.h 66 Erc 218 220 222 224 226 228 230 233 235 237 240 242 245 248 250 253 256 259 262 265 269 272 275 279 283 Mvar.h EaL 7172 7175 7179 7183 7187 7191 7195 7200 7204 7209 7214 7219 7224 7229 7235 7241 7246 7252 7259 7265 7272 7279 7286 7293 7300 kW.h ECu 4236 4240 4243 4247 4252 4256 4260 4265 4269 4274 4279 4284 4290 4295 4301 4307 4313 4319 4325 4332 4339 4346 4354 4362 4369 kW.h EFe 1338 1338 1338 1338 1338 1338 1338 1338 1338 1338 1338 1338 1338 1338 1338 1338 1338 1338 1338 1338 1338 1338 1338 1338 1338 kW.h ET 12746 12753 12761 12769 12777 12785 12794 12803 12812 12821 12831 12841 12852 12863 12874 12885 12897 12910 12922 12935 12949 12963 12978 12993 13008 kW.h PT 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4 4 4 4 4 % ET 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 % Pd 29467 29781 30104 30437 30778 31130 31493 31866 32250 32646 33054 33474 33907 34354 34814 35288 35777 36281 36801 37337 37891 38462 39052 39660 40289 kW Qd 14697 14827 14961 15101 15243 15390 15542 15698 15860 16027 16199 16377 16562 16752 16948 17152 17361 17579 17805 18038 18280 18531 18791 19061 19340 kvar Sd 32929 33268 33617 33977 34346 34726 35119 35523 35939 36368 36810 37265 37736 38221 38720 39236 39767 40315 40882 41466 42070 42693 43338 44003 44690 kva Ed 518746 525753 531761 538769 545777 552785 559794 567803 575812 583821 591831 599841 608852 617863 626874 636885 646897 656910 666922 677935 688949 699963 711978 723993 737008 kW.h Unidad Anexo 6: Tabla de los resultados del flujo de potencia en el Radial de la Barra 33 kV de Yaguaramas en la variante 1 para los horarios máxima demanda y de máxima entrega de los parques. Resultados del flujo de potencia de la Barra de 33 kV de Yaguaramas con la conexión del PSFV propuesto "El Pino" conectado a la red de 13 kV. HORA DE ANALISIS 9:00 AM Años 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Pc 31166 31542 31928 32324 28888 29336 27432 27921 28422 28935 29459 29996 30547 31110 31688 32279 32886 33508 34145 34798 35469 36156 36861 37585 38328 kW Qc 16212 16345 16481 16620 16762 16908 17058 17212 17369 17530 17695 17865 18039 18217 18400 18588 18780 18978 19180 19388 19602 19821 20046 20276 20513 kvar Sc 35130 35525 35931 36346 33399 33860 32303 32800 33309 33831 34365 34913 35476 36051 36643 37248 37871 38509 39163 39835 40525 41233 41959 42705 43472 kva fp 0,89 0,89 0,89 0,89 0,87 0,87 0,85 0,86 0,86 0,86 0,86 0,86 0,86 0,87 0,87 0,87 0,87 0,87 0,88 0,88 0,88 0,88 0,88 0,88 0,89 FC 0,6 0,6 0,6 0,6 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 PL 587 605 624 644 665 687 591 613 637 661 687 714 743 773 804 838 873 911 950 992 1036 1082 1132 1184 1239 kW QL 1370 1411 1454 1500 1546 1596 1329 1379 1431 1486 1545 1606 1670 1738 1810 1886 1965 2049 2138 2232 2331 2436 2546 2663 2787 kvar PCu 364 369 376 382 407 414 433 440 448 456 464 474 483 493 504 516 528 541 555 569 585 601 619 637 657 kW PFe 54 54 54 54 61 61 63 63 63 63 63 63 63 63 63 63 63 63 63 63 63 63 63 63 63 kW PT 1004 1028 1053 1079 1134 1162 1087 1116 1147 1180 1214 1250 1289 1329 1372 1417 1464 1515 1568 1624 1684 1747 1813 1884 1959 kW Eac 452 459 467 474 430 438 415 424 433 443 452 462 473 483 494 505 517 529 541 553 566 579 593 606 621 MW.h Erc 208 210 212 215 217 219 222 225 227 230 233 236 239 242 245 248 251 255 258 262 265 269 273 277 281 Mvar.h EaL 6784 6788 6792 6796 6300 6203 5187 5108 5030 4953 4877 4803 4730 4658 4588 4518 4450 4383 4317 4252 4188 4125 4064 4003 3943 kW.h ECu 3844 3848 3852 3857 3891 3833 4000 3941 3884 3827 3771 3716 3662 3609 3557 3506 3456 3407 3359 3311 3264 3219 3174 3130 3086 kW.h EFe 1295 1295 1295 1295 1468 1468 1511 1511 1511 1511 1511 1511 1511 1511 1511 1511 1511 1511 1511 1511 1511 1511 1511 1511 1511 kW.h ET 11923 11931 11939 11948 11659 11504 10698 10560 10424 10291 10160 10030 9904 9779 9656 9536 9417 9301 9186 9074 8964 8855 8748 8644 8541 kW.h PT 3 3 3 3 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 5 5 5 5 5 % ET 3 3 2 2 3 3 3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 % Pd 32170 32570 32981 33403 30022 30498 28519 29037 29569 30115 30673 31246 31836 32439 33060 33696 34350 35023 35713 36422 37153 37903 38674 39469 40287 kW Qd 17582 17756 17935 18120 18308 18504 18387 18591 18800 19016 19240 19471 19709 19955 20210 20474 20745 21027 21318 21620 21933 22257 22592 22939 23300 kvar Sd 36661 37096 37542 38001 35164 35672 33933 34479 35039 35616 36208 36816 37443 38085 38748 39428 40128 40850 41592 42355 43144 43955 44789 45651 46540 kva 67 Ed 463923 470931 478939 485948 441659 449504 425698 434560 443424 453291 462160 472030 482904 492779 503656 514536 526417 538301 550186 562074 574964 587855 601748 614644 629541 kW.h P entrega PINO E entrega PINO P entrega YAGUAR Pent total YAG E entrega YAGUAR Eent total YAG P entrega AGUADA E entrega AGUADA -1290 -1279 -1269 -1259 -1249 -1239 -1229 -1219 -1209 -1200 -1190 -1181 -1171 -1162 -1152 -1143 -1134 -1125 -1116 -1107 -1098 -1089 -1081 -1072 -1063 kW -17410 -17270 -17132 -16995 -16859 -16724 -16590 -16458 -16326 -16195 -16066 -15937 -15810 -15683 -15558 -15433 -15310 -15188 -15066 -14946 -14826 -14707 -14590 -14473 -14357 kW.h -961 -953 -945 -938 -930 -923 -915 -908 -901 -894 -886 -879 -872 -865 -858 -852 -845 -838 -831 -825 -818 kW -3844 -3812 -3780 -3752 -3720 -3692 -3660 -3632 -3604 -3576 -3544 -3516 -3488 -3460 -3432 -3408 -3380 -3352 -3324 -3300 -3272 kW -12969 -12865 -12762 -12660 -12559 -12458 -12358 -12260 -12161 -12064 -11968 -11872 -11777 -11683 -11589 -11497 -11405 -11313 -11223 -11133 -11044 kW.h -51876 -51460 -51048 -50640 -50236 -49832 -49432 -49040 -48644 -48256 -47872 -47488 -47108 -46732 -46356 -45988 -45620 -45252 -44892 -44532 -44176 kW.h -2363 -2344 -2326 -2307 -2289 -2270 -2252 -2234 -2216 -2199 -2181 -2163 -2146 -2129 -2112 -2095 -2078 -2062 -2045 kW -31905 -31650 -31396 -31145 -30896 -30649 -30404 -30160 -29919 -29680 -29442 -29207 -28973 -28741 -28511 -28283 -28057 -27833 -27610 kW.h Unidad HORA DE ANALISIS 12:00PM Años 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Pc 25134 25492 25860 26238 18940 19399 15142 15659 16186 16724 17274 17834 18407 18992 19589 20200 20824 21462 22115 22783 23466 24165 24881 25614 26364 kW Qc 13444 13562 13683 13807 13934 14064 14198 14335 14476 14620 14768 14920 15076 15236 15401 15570 15743 15921 16104 16291 16484 16682 16885 17094 17309 kvar Sc 28504 28875 29257 29649 23513 23961 20757 21230 21715 22213 22726 23252 23793 24348 24918 25504 26105 26723 27357 28008 28677 29364 30069 30794 31538 kva fp 0,88 0,89 0,89 0,89 0,81 0,82 0,74 0,75 0,75 0,76 0,77 0,78 0,78 0,79 0,79 0,8 0,81 0,81 0,82 0,82 0,82 0,83 0,83 0,84 0,84 FC 0,6 0,6 0,6 0,6 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 PL 441 456 471 487 510 528 378 394 410 427 445 465 486 508 531 556 582 610 640 672 706 742 780 821 864 kW QL 1001 1031 1064 1098 1140 1178 758 789 822 857 894 934 976 1021 1069 1120 1175 1233 1295 1361 1431 1506 1585 1670 1760 kvar PCu 252 257 262 267 346 351 406 411 416 422 427 434 441 448 456 465 474 484 495 507 519 533 547 563 579 kW PFe 54 54 54 54 61 61 63 63 63 63 63 63 63 63 63 63 63 63 63 63 63 63 63 63 63 kW PT 747 766 787 808 917 940 848 867 889 911 936 962 989 1019 1050 1084 1120 1158 1199 1242 1288 1338 1390 1447 1507 kW Eac 452 459 467 474 430 438 415 424 433 443 452 462 473 483 494 505 517 529 541 553 566 579 593 606 621 MW.h Erc 208 210 212 215 217 219 222 225 227 230 233 236 239 242 245 248 251 255 258 262 265 269 273 277 281 Mvar.h EaL 6753 6757 6761 6765 6271 6175 5155 5076 4999 4922 4847 4773 4701 4629 4559 4490 4422 4355 4289 4225 4161 4099 4037 3977 3918 kW.h ECu 3804 3807 3811 3815 3852 3794 3937 3879 3822 3766 3711 3657 3604 3551 3500 3449 3400 3351 3303 3256 3210 3165 3120 3077 3034 kW.h EFe 1295 1295 1295 1295 1468 1468 1511 1511 1511 1511 1511 1511 1511 1511 1511 1511 1511 1511 1511 1511 1511 1511 1511 1511 1511 kW.h ET 11852 11859 11867 11875 11590 11437 10604 10467 10332 10199 10069 9941 9815 9691 9570 9450 9332 9217 9104 8992 8882 8775 8669 8565 8463 kW.h PT 3 3 3 3 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 % ET 3 3 2 2 3 3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 % Pd 25881 26258 26647 27046 19857 20339 15990 16526 17075 17635 18210 18796 19396 20011 20639 21284 21944 22620 23314 24025 24754 25503 26271 27061 27871 kW Qd 14445 14593 14747 14905 15074 15242 14956 15124 15298 15477 15662 15854 16052 16257 16470 16690 16918 17154 17399 17652 17915 18188 18470 18764 19069 kvar Sd 29639 30041 30455 30881 24930 25416 21894 22402 22926 23463 24019 24589 25177 25782 26405 27047 27708 28389 29091 29813 30557 31324 32114 32930 33770 kva Ed 463852 470859 478867 485875 441590 449437 425604 434467 443332 453199 462069 471941 482815 492691 503570 514450 526332 538217 550104 561992 574882 587775 601669 614565 629463 kW.h P entrega PINO E entrega PINO P entrega YAGUAR -2579 -2559 -2538 -2518 -2498 -2478 -2458 -2438 -2419 -2399 -2380 -2361 -2342 -2323 -2305 -2286 -2268 -2250 -2232 -2214 -2196 -2179 -2161 -2144 -2127 kW -17410 -17270 -17132 -16995 -16859 -16724 -16590 -16458 -16326 -16195 -16066 -15937 -15810 -15683 -15558 -15433 -15310 -15188 -15066 -14946 -14826 -14707 -14590 -14473 -14357 kW.h -1921 -1906 -1891 -1876 -1861 -1846 -1831 -1816 -1802 -1787 -1773 -1759 -1745 -1731 -1717 -1703 -1690 -1676 -1663 -1649 -1636 kW 68 Pent total YAG E entrega YAGUAR Eent total YAG P entrega AGUADA E entrega AGUADA -7684 -7624 -7564 -7504 -7444 -7384 -7324 -7264 -7208 -7148 -7092 -7036 -6980 -6924 -6868 -6812 -6760 -6704 -6652 -6596 -6544 kW -12969 -12865 -12762 -12660 -12559 -12458 -12358 -12260 -12161 -12064 -11968 -11872 -11777 -11683 -11589 -11497 -11405 -11313 -11223 -11133 -11044 kW.h -51876 -51460 -51048 -50640 -50236 -49832 -49432 -49040 -48644 -48256 -47872 -47488 -47108 -46732 -46356 -45988 -45620 -45252 -44892 -44532 -44176 kW.h -4727 -4689 -4651 -4614 -4577 -4541 -4504 -4468 -4432 -4397 -4362 -4327 -4292 -4258 -4224 -4190 -4157 -4123 -4090 kW -31905 -31650 -31396 -31145 -30896 -30649 -30404 -30160 -29919 -29680 -29442 -29207 -28973 -28741 -28511 -28283 -28057 -27833 -27610 kW.h Anexo 7: Tabla de los resultados del flujo de potencia en el Radial de la Barra 33 kV de Yaguaramas en la variante 2 para los horarios máxima demanda y de máxima entrega de los parques. Resultados del flujo de potencia de la Barra de 33 kV de Yaguaramas con la conexión del PSFV propuesto "El Pino" conectado a la red de 33 kV. HORA DE ANALISIS 9:00 AM Años 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Pc 31764 32086 32416 32755 29259 29646 27679 28104 28538 28981 29435 29899 30374 30861 31358 31868 32390 32924 33472 34033 34608 35198 35802 36421 37057 kW Qc 16258 16368 16480 16594 16712 16832 16955 17080 17209 17341 17476 17615 17757 17902 18051 18204 18360 18521 18685 18854 19027 19204 19386 19572 19764 kvar Sc 35683 36020 36365 36719 33695 34091 32459 32887 33325 33773 34232 34702 35184 35677 36182 36701 37232 37776 38334 38907 39494 40096 40714 41347 41998 kva fp 0,89 0,89 0,89 0,89 o,87 o,88 0,86 0,86 0,86 0,86 0,86 0,87 0,87 0,87 0,87 0,87 0,87 0,88 0,88 0,88 0,88 0,88 0,88 0,88 0,89 FC 0,64 64 64 64 65 65 66 66 66 66 66 66 66 66 66 66 66 66 66 66 66 66 66 66 66 PL 592 609 627 646 666 687 590 610 632 655 679 704 731 759 789 820 853 888 924 963 1004 1047 1093 1141 1193 kW QL 1375 1413 1453 1495 1538 1584 1313 1358 1406 1456 1508 1564 1622 1683 1748 1815 1887 1962 2041 2125 2213 2306 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646185 kW.h P entrega PINO E entrega PINO P entrega YAGUAR Pent total YAG E entrega YAGUAR Eent total YAG P entrega AGUADA -2579 -2559 -2538 -2518 -2498 -2478 -2458 -2438 -2419 -2399 -2380 -2361 -2342 -2323 -2305 -2286 -2268 -2250 -2232 -2214 -2196 -2179 -2161 -2144 -2127 kW -17410 -17270 -17132 -16995 -16859 -16724 -16590 -16458 -16326 -16195 -16066 -15937 -15810 -15683 -15558 -15433 -15310 -15188 -15066 -14946 -14826 -14707 -14590 -14473 -14357 kW.h -1921 -1906 -1891 -1876 -1861 -1846 -1831 -1816 -1802 -1787 -1773 -1759 -1745 -1731 -1717 -1703 -1690 -1676 -1663 -1649 -1636 kW -7684 -7624 -7564 -7504 -7444 -7384 -7324 -7264 -7208 -7148 -7092 -7036 -6980 -6924 -6868 -6812 -6760 -6704 -6652 -6596 -6544 kW -12969 -12865 -12762 -12660 -12559 -12458 -12358 -12260 -12161 -12064 -11968 -11872 -11777 -11683 -11589 -11497 -11405 -11313 -11223 -11133 -11044 kW.h -51876 -51460 -51048 -50640 -50236 -49832 -49432 -49040 -48644 -48256 -47872 -47488 -47108 -46732 -46356 -45988 -45620 -45252 -44892 -44532 -44176 kW.h -4727 -4689 -4651 -4614 -4577 -4541 -4504 -4468 -4432 -4397 -4362 -4327 -4292 -4258 -4224 -4190 -4157 -4123 -4090 kW 70 E entrega AGUADA -31905 -31650 -31396 -31145 -30896 -30649 -30404 -30160 -29919 -29680 -29442 -29207 -28973 -28741 -28511 -28283 -28057 -27833 -27610 Anexo 8: Tabla de la potencia y energía entregada por los parques en el período de 25 años. Resultados de la potencia y energía entregada en la variante de conexión a 13 kV por los parques en el período de 25 años. 9:00 AM PSFV PINO SOLO PINO CON 4 YAGUARAMAS 6 PINO CON 4 YAGUARAMAS Y AGUADA 7 Años 1 2 3 4 5 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Unidad P entrega PINO E entrega PINO P entrega YAGUAR Pent total YAG E entrega YAGUAR Eent total YAG P entrega AGUADA E entrega AGUADA -1290 -1279 -1269 -1259 -1249 -1239 -1229 -1219 -1209 -1200 -1190 -1181 -1171 -1162 -1152 -1143 -1134 -1125 -1116 -1107 -1098 -1089 -1081 -1072 -1063 kW -17410 17270 17132 16995 -16859 -16590 -945 16458 -938 16326 -930 16195 -923 16066 -915 15937 -908 15810 -901 15683 -894 15558 -886 15433 -879 15310 -872 15188 -865 15066 -858 14946 -852 14826 -845 14707 -838 14590 -831 14473 -825 14357 -818 kW.h -961 16724 -953 -3844 -3812 -3780 -3752 -3720 -3692 -3660 -3632 -3604 -3576 -3544 -3516 -3488 -3460 -3432 -3408 -3380 -3352 -3324 -3300 -3272 kW -12969 12865 51460 -12762 12660 50640 -2344 12559 50236 -2326 12458 49832 -2307 12358 49432 -2289 12260 49040 -2270 12161 48644 -2252 12064 48256 -2234 11968 47872 -2216 11872 47488 -2199 11777 47108 -2181 11683 46732 -2163 11589 46356 -2146 11497 45988 -2129 11405 45620 -2112 11313 45252 -2095 11223 44892 -2078 11133 44532 -2062 11044 44176 -2045 kW.h 31650 31396 31145 30896 30649 30404 30160 29919 29680 29442 29207 28973 28741 28511 28283 28057 27833 27610 kW.h -2438 -2419 -2399 -2380 -2361 -2342 -2323 -2305 -2286 -2268 -2250 -2232 -2214 -2196 -2179 -2161 -2144 -2127 kW 16326 -1861 16195 -1846 16066 -1831 15937 -1816 15810 -1802 15683 -1787 15558 -1773 15433 -1759 15310 -1745 15188 -1731 15066 -1717 14946 -1703 14826 -1690 14707 -1676 14590 -1663 14473 -1649 14357 -1636 kW.h -51876 -51048 -2363 -31905 kW kW.h kW 12:00 PM PSFV PINO SOLO PINO CON 4 YAGUARAMAS P entrega PINO E entrega PINO P entrega YAGUAR Pent total YAG E entrega YAGUAR Eent total YAG P entrega AGUADA E entrega AGUADA -2579 -2559 -2538 -2518 -2498 -2478 -17410 17270 17132 16995 -16859 -16590 -1921 16724 -1906 -1891 16458 -1876 -7684 -7624 -7564 -7504 -7444 -7384 -7324 -7264 -7208 -7148 -7092 -7036 -6980 -6924 -6868 -6812 -6760 -6704 -6652 -6596 -6544 kW -12969 12865 51460 -12762 12660 50640 -4689 12559 50236 -4651 12458 49832 -4614 12358 49432 -4577 12260 49040 -4541 12161 48644 -4504 12064 48256 -4468 11968 47872 -4432 11872 47488 -4397 11777 47108 -4362 11683 46732 -4327 11589 46356 -4292 11497 45988 -4258 11405 45620 -4224 11313 45252 -4190 11223 44892 -4157 11133 44532 -4123 11044 44176 -4090 kW.h 31650 31396 31145 30896 30649 30404 30160 29919 29680 29442 29207 28973 28741 28511 28283 28057 27833 27610 kW.h -51876 PINO CON 4 YAGUARAMAS Y AGUADA -2458 -51048 -4727 -31905 71 kW kW.h kW kW.h Anexo 9: Tabla del análisis económico preliminar de la conexión del PSFV El Pino 2,6 MWp. Tabla de inversión total y costos de mantenimiento y explotación de la variante 13 KV. Inversión CABLES precio MLC($/kg) 4,39 4,39 precio MN ($/kg) 0,69 0,69 precio MLC(u) 4,89 precio MN (u) 20,89 precio MT(u) 25,78 precio MLC(u) 4,89 precio MN (u) 20,89 precio MT(u) 12,37 precio MLC(u) 11,94 precio MN (u) 0,43 Cantidad precio MT(u) precio MLC(u) precio MN (u) 557 15033,43 26,99 25,47 1,52 precio MT(u) 146,05 precio MLC(u) 125,83 precio MN (u) 20,22 tipo de cable 3 fase AAAC-78 mm² 1 neutro AAAC-78 mm² Valor inversión en cables peso (kg/m) 0,228 0,228 69494,4 POSTES Valor inversión en postes Cantidad 185 4769,3 CRUCETAS DE 8 PIES Valor inversión en crucetas Cantidad 188 4846,64 AISLADORES SUSPENSIÓN POLÍMEROS Para dos remates Valor inversión en aisladores Cantidad 6 74,22 AISLADORES PEDESTAL POLÍMEROS para 185 postes tipo A x 3 fases mas 2 puentes Valor inversión en aisladores CUCHILLA 13 kV monofásica Valor inversión en cuchilla Valor total de la inversión Cantidad 1 438,15 94656 precio MT($/kg) 5,08 5,08 longitud (m) 15000 15000 $ separación (m) precio MT(u) 80 25,78 $ Monedas MT MLC MN Costo de la energía ($/kWh) 0,3877 (CUC/kWh) 0,131 (CUP/kWh) 0,2567 $ $ $ $ $ Gastos MANTENIMIENTO 1 día 6 brigadas Gasto de salario por brigada Gasto de combustible Gasto total Costos de mantenimiento total Gasolina especial Petróleo 1389,42 1704,42 km/litro km/litro $ $ precio MT($) 231,57 precio MT($) 1 litro en $ 6,3 10,36 315 1 0,79 km recorridos costo combustible 50 315 72 Tabla de inversión total y costos de mantenimiento y explotación de la variante 33 KV. Inversión CABLES tipo de cable 3 fase AAAC-158 mm² 1 neutro AAAC-78 mm² Valor inversión en cables POSTES Valor inversión en postes CRUCETAS DE 8 PIES Valor inversión en crucetas AISLADORES SUSPENSIÓN POLÍMEROS Para dos remates Valor inversión en aisladores AISLADORES PEDESTAL POLÍMEROS 2 crucetas tipo A x 3 fases mas 2 puentes Valor inversión en aisladores CUCHILLA 33 kV monofásica Valor inversión en cuchilla Valor total de la inversión peso (kg/m) 0,459 0,228 929,631 Cantidad 3 1115,31 Cantidad 6 208,86 Cantidad 6 129,24 longitud (m) 100 100 $ separación (m) 80 $ precio MT($/kg) precio MLC($/kg) precio MN ($/kg) 5,91 5,09 0,82 5,08 4,39 0,69 precio MT(u) 371,77 precio MLC(u) 41,94 precio MN (u) 329,83 precio MT(u) 34,81 precio MLC(u) 22,13 precio MN (u) 12,68 precio MT(u) 21,54 precio MLC(u) 19,55 precio MN (u) 1,99 precio MT(u) 30,8 precio MLC(u) 28,76 precio MN (u) 2,04 precio MT(u) 160,75 precio MLC(u) 141,61 precio MN (u) 19,14 precio MT($) 1 litro en $ km recorridos 0,1 6,3 10,36 0,63 1 0,79 costo combustible 0,63 $ $ 8 246,4 Cantidad 1 482,25 3111,69 $ $ $ Gastos MANTENIMIENTO 1/2 día 1 brigada Gasto total Gasto total Costos de mantenimiento total Gasto de salario por brigada 115,79 Gasto de combustible Gasolina especial Petróleo 115,79 116,42 precio MT($) 231,57 $ km/litro km/litro $ $ 73 Tabla de los resultados del análisis costo beneficio en la variante 13 kV. Años n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Ahorro pérdidas de energía al año ($) 4321 4321 4321 4321 9299 10314 20470 21306 22132 22949 23755 24542 25328 26095 Valor total de la inversión Costos de mantenimiento y exp. total anual 94656 92040 89423 86807 84190 76596 67986 49221 29619 9191 12053 9998 12839 10784 1704,42 1704,42 1704,42 1704,42 1704,42 1704,42 1704,42 1704,42 1704,42 1704,42 1704,42 1704,42 1704,42 1704,42 Beneficios=Ahorro-Inversión-Costos -92039,66 -89423,17 -86806,69 -84190,20 -76595,72 -67985,72 -49220,61 -29619,19 -9191,42 12052,74 9997,86 12839,26 10784,38 13605,88 Tasa de interés k 0,07 (1+k)^n 1,07 1,14 1,23 1,31 1,40 1,50 1,61 1,72 1,84 1,97 2,10 2,25 2,41 2,58 -86018,37 2285,34 2135,83 1996,10 5414,76 5737,20 11685,97 11408,20 11111,35 10799,45 10476,08 10139,95 9802,97 9458,96 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 TOTAL 26851 27608 28345 29072 29798 30515 31222 31919 32596 33283 33960 558641,12 Beneficio total 13606 11541 14363 12278 15089 13005 15806 13711 16503 14388 17190 94656,14 inv. inicial VAN($) 4044,33 TIR 7% 1704,42 1704,42 1704,42 1704,42 1704,42 1704,42 1704,42 1704,42 1704,42 1704,42 1704,42 42610,50 costo total 11541,04 14362,53 12277,78 15089,32 13004,57 15806,15 13711,44 16503,07 14388,45 17190,04 15065,46 421374,48 B.neto total 2,76 2,95 3,16 3,38 3,62 3,87 4,14 4,43 4,74 5,07 5,43 9114,40 8774,43 8433,64 8096,94 7768,19 7445,24 7128,89 6819,81 6516,47 6225,59 5943,05 Tabla de los resultados del análisis costo beneficio en la variante 33 kV. Años n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Ahorro pérdidas de energía al año ($) 2011 2011 2011 2011 7178 8224 18419 19285 20151 20997 21824 22650 23466 24263 Valor total de la inversión Costos de mantenimiento y exp. total anual 3112 1217 678 1217 678 6384 1723 16579 2589 17445 3436 18272 4262 19088 116,42 116,42 116,42 116,42 116,42 116,42 116,42 116,42 116,42 116,42 116,42 116,42 116,42 116,42 Beneficios=Ahorro-Inversión-Costos -1216,99 677,70 1216,99 677,70 6384,16 1723,08 16579,10 2589,25 17445,27 3435,51 18271,62 4261,86 19088,01 5058,34 Tasa de interés k 0,07 (1+k)^n 1,07 1,14 1,23 1,31 1,40 1,50 1,61 1,72 1,84 1,97 2,10 2,25 2,41 2,58 -1137,38 1654,90 1546,64 1445,46 5035,01 5402,20 11397,68 11156,16 10897,46 10614,73 10312,90 10005,14 9689,37 9364,37 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 TOTAL 25049 25836 26602 27359 28106 28852 29589 30306 31013 31720 32427 511360,07 Beneficio total VAN($) 176265,43 TIR 163% 5058 19875 5845 20641 6602 21388 7348 22125 8065 22831 8772 3111,69 inv. inicial 116,42 116,42 116,42 116,42 116,42 116,42 116,42 116,42 116,42 116,42 116,42 2910,38 costo total 19874,54 5844,87 20641,15 6601,52 21387,85 7348,22 22124,59 8065,05 22831,47 8771,93 23538,35 505338,01 B.neto total 2,76 2,95 3,16 3,38 3,62 3,87 4,14 4,43 4,74 5,07 5,43 9036,82 8712,05 8384,79 8060,12 7739,29 7425,95 7118,07 6814,20 6517,53 6230,50 5953,14 74