Centro de interpretación de la naturaleza del Parque Nacional de los Picos de Europa
Se trata de un edificio singular, denominado comúnmente como "Aula de la Naturaleza" con finalidades principalmente lúdico-didácticas, aunque también, indirectamente, turísticas. Con él se pretende concienciar sobre la necesidad de respetar nuestro entorno tanto a nivel de flora como de fauna al mismo tiempo que se muestra la diversidad del propio Parque Nacional.
El edificio está compuesto por una planta baja de gran superficie y tres plantas superiores. La planta baja, en su interior, consta de una gran sala de exposiciones donde se muestra la minería, etnografía, flora, fauna y topografía relativas a los diversos biotopos y ecosistemas que componen el Parque Nacional de los Picos de Europa; en la misma planta, una librería-tienda, una sala de espera, servicios, una sala técnica, el recibidor y el acceso a las plantas superiores y, al exterior, se ubica el garaje, un almacén, el taller, la sala de calderas, el cuarto de instalaciones y los vestuarios. En la primera planta se encuentra la parte inferior de la sala de proyecciones ÒIMAXÓ. En la segunda planta se localizan los despachos, una sala de reuniones, aseos, la parte intermedia de la sala de proyecciones y la vivienda del guarda. En la tercera planta encontramos la sala de juntas, la biblioteca, el archivo, un almacén, un gran mirador y la entrada a la sala de proyecciones ÒIMAXÓ. Y, por ultimo, la cubierta que está compuesta por una gran terraza plana donde se ubican las instalaciones de producción energética solar-fotovoltáica y solar térmica.
Antecedentes
Propuesta inicial de producción eléctrica
Se realizo una primera propuesta que recogía el proyecto ideal para este enclave, en Cantabria, lugar que, por sus condiciones climatológicas, dispone de un mayor potencial hidráulico que solar. Dicha propuesta se basaba en un sistema combinado de producción hidráulica y solar mediante una central micro-hidráulica a pie del río Deva (ver plano de situación), la cual hubiera producido el 64% de la energía eléctrica necesaria, y apoyo de una mini central solar-fotovoltáica, para cubrir el restante 36%, situada en la cubierta del edifício y estando todo ello en conexión a red. Esta propuesta fue rechazada porque la ubicación más conveniente para ella se encontraba fuera de los límites de la finca (8m).
Propuesta inicial de producción térmica
Se realizó una primera propuesta que recogía el proyecto ideal para este enclave, en Cantabria, lugar que, por sus condiciones climatológicas y la gran cantidad de masa forestal existente, dispone de un mayor potencial de biomasa que solar, ya que el continuado mantenimiento de los bosques proporciona un residuo de limpiezas y podas con gran potencial energético. Dicha propuesta se basaba en una línea de colectores solares Heat-Pipe en la cubierta, los cuales cubrir’an el 23% de las necesidades de calefacción y A.C.S., y apoyo de una caldera de baja temperatura y alto rendimiento, con tolva de carga automática, recuperador de humos y turbulador para bajar las emisiones, cubriendo el restante 77%. Por tanto el proyecto ha debido ser ajustado a los condicionantes municipales, arquitectónicos y sobre todo económicos.
Proyecto definitivo
Sistema de producción eléctrica
Consiste en una minicentral fotovoltáica ubicada en la terraza plana de la cubierta y compuesta por una alineación a 3 módulos de 50 metros de longitud, con un total de 288 módulos ATERSA A-85 colocados a 60¼ de inclinación y conectados a 6 inversores PRM-4000/8, con ello podemos tener una producción de 22.480 W.p. El presente proyecto tiene por objeto la instalación de un generador solar fotovoltáico acoplado a un inversor que opera en paralelo con la red eléctrica, con una potencia pico instalada de 24.480 Kwp. Una instalación fotovoltáica se caracteriza por ser simple, de larga duración, elevada fiabilidad, apenas requiere mantenimiento y no produce contaminación ambiental. Hay que tener en cuenta, que el periodo de máxima producción de electricidad de un campo fotovoltáico, coincide con el momento de máximo consumo. Es decir, la producción de energía se realiza sobre todo en horas punta de consumo. La innovación técnica del proyecto, es la utilización de un NUEVO inversor estático de alta frecuencia con semiconductores de última generación desarrollados por la compañía ATERSA. En este proyecto de conexión a red se implanta la tecnología mejorada, tras las conclusiones obtenidas tras las diferentes centrales instaladas en viviendas (Madrid, Canarias, Mallorca, Andalucía, Valencia, ...) en la Universidad Politécnica de Madrid, Instituto Pacifico de Madrid, diversas gasolineras de REPSOL, etc.
Generalidades de funcionamiento
Una central fotovoltáica de conexión a la red eléctrica tiene dos elementos principales: un campo fotovoltáico con una potencia determinada y un inversor o conjunto de inversores. El funcionamiento general consiste en transformar la energía recibida del sol en energía eléctrica mediante los módulos fotovoltáicos. Esta energía es conducida a un inversor que transforma la corriente continua en corriente alterna, para conectar directamente a la red eléctrica de la empresa distribuidora, perfectamente sincronizado y cumpliendo la normativa sobre tolerancias y distorsión m‡xima permitida. Para conseguir el máximo rendimiento del campo fotovoltáico, el inversor dispone de un circuito que busca en todo momento el punto de máxima potencia del campo fotovoltáico.
Descripción de los elementos del sistema
Módulos fotovoltaicos
Están constituidos por células cuadradas fotovoltáicas de silicio monocristalino de alta eficiencia, de un tama–o de 5Ó, capaces de producir energía con tan solo un 4-5% de radiación solar. Este hecho asegura una producción que se extiende desde el amanecer hasta el atardecer, aprovechando toda la potencia útil posible que nos es suministrada por el sol. Las conexiones redundantes múltiples en la parte delantera y trasera de cada célula, ayudan a asegurar la fiabilidad del circuito del módulo.
Gracias a su construcción con marcos laterales de metal y el frente de vidrio, de conformidad con estrictas normas de calidad, estos módulos soportan las inclemencias climáticas más duras, funcionando eficazmente sin interrupción durante su larga vida útil.
La serie de 36 células de alta eficiencia, está totalmente embutida en EVA y protegida contra la suciedad, humedad y golpes por un frente especial de vidrio templado antirreflector de bajo contenido en hierro y una lámina de TEDLAR en su parte posterior, asegurando de esta forma su total estanqueidad.
Funcionamiento:
La caja de conexiones intemperie con el terminal positivo y el negativo, lleva incorporados dos diodos de derivación, que evitan la posibilidad de avería de las células y su circuito, por sombreados parciales de uno o varios módulos dentro de un conjunto de resistencias eléctricas.
| Potencia (W en prueba + 10%): 85 W |
| Numero de células en serie: 36 de 52 |
| Corriente en punto de máxima potencia: 7,1 A |
| Tensión en punto de máxima potencia: 17,3V |
| Corriente de cortocircuito: 5,1 A |
| Tensión de circuito abierto: 21,2 V |
Características Físicas
| Longitud: 1200 |
| Anchura: 526 mm |
| Espesor: 35 mm |
| Peso: 8,2 Kg |
| Especificaciones en condiciones de prueba standard de: 1.000 W/m2, temperatura de la Célula 25¼C y masa de aire de 1,5 |
| Homologado segœn CEC-SPECIFICATION n¼ 503 por el JRC de ISPRA |
El inversor TAURO PRM es un equipo diseñado para inyectar en la red eléctrica comercial la energía producida por un generador fotovoltaico.
El sistema TAURO proporciona una solución modular para sistemas de conexión a red, adecuado para su utilización en entornos domésticos en los que la facilidad de utilización, mantenimiento, bajo nivel sonoro y el aspecto estético son aspectos apreciados.
Por otra parte, la arquitectura del diseño permite su reciclado en el caso de nuevas aplicaciones o futuras ampliaciones, conformando un sistema abierto a los futuros cambios que puedan producirse.
El número de paneles de la instalación y su cableado estará primeramente en función de la potencia que se va a instalar y de la potencia de cada panel.
En los diferentes modelos de TAURO PRM las siglas PRM significan que la conexión se realiza desde Paneles-hacia-Red-Monofásica. La primera cifra indica la potencia nominal pico de paneles 1000,2000,3000,4000 en cada caso y la segunda cifra después de la barra indica el n¼ de paneles de cada serie.
De esta manera el 4000/8 indica que la potencia nominal pico de paneles de la instalación deberá ser de 4000 Wp y el cableado se hará con series de 8 paneles cada serie. El número de series dependerá de la potencia instalada y del modelo de panel.
En sistemas de conexión a red, la superficie disponible para la instalación del generador fotovoltáico puede estar limitada por elementos constructivos, por ello el equipo está diseñado para poder trabajar con diferentes potencias sin problema.
Es más, a lo largo del día la radiación solar irá cambiando desde 0 hasta el máximo, y en todos los casos el equipo resuelve la situación, aprovechando al máximo la energía generada.
El inversor dispone de una limitación de potencia establecida en su programación, lo que permite su conexión a campos de módulos fotovoltáicos de una potencia superior en un 10% a la del equipo para casos especiales de zonas de baja radiaci—n media.
El inversor de conexión a red TAURO PRM dispone de un sistema de control que le permite un funcionamiento completamente automatizado.
Durante los periodos nocturnos el inversor permanece parado vigilando los valores de tensión de la red y del generador fotovoltáico. Al amanecer, la tensión del generador fotovoltáico aumenta, lo que pone en funcionamiento el inversor que comienza a inyectar corriente en la red. A continuación se describe el funcionamiento del equipo frente a situaciones particulares.
En el caso de que se interrumpa el suministro en la red eléctrica, el inversor se encuentra en situación de cortocircuito, en este caso, el inversor se desconecta por completo y espera a que se restablezca la tensión en la red para iniciar de nuevo su funcionamiento.
Si la tensión de red se encuentra fuera del rango de trabajo aceptable, tanto si es superior como si es inferior, el inversor interrumpe su funcionamiento hasta que dicha tensión vuelva a encontrarse dentro del rango admisible. A partir de 250 Vca el equipo reduce la potencia a fin de no incrementar más esta tensión. Si a pesar de esta reducción la tensión sobrepasa 255 Vca, se parará
Si la frecuencia de la red está fuera de los límites de trabajo se para inmediatamente pues esto indicaría que la red es inestable o está en modo isla.
El inversor dispone de un sistema de refrigeración por convección. Está calculado para un rango de temperaturas similar al que puede haber en el interior de una vivienda.
En el caso de que la temperatura ambiente se incremente excesivamente o accidentalmente se tapen los canales de ventilación, el equipo seguirá funcionando pero reducirá la potencia de trabajo a fin de no sobrepasar internamente los 75¼C.
Esta situación se indica con el led de temperatura intermitente.
Si internamente se llega a 80¼C, se parará y el intermitente se quedará fijo iluminado.
Tensión del generador fotovoltáico baja
En este caso, el inversor no puede funcionar. Es la situación en la que se encuentra durante la noche. O si de desconecta el generador solar. El led de paneles estará fijo apagado.
Los generadores fotovoltáicos alcanzan el nivel de tensión de trabajo a partir de un valor de radiación solar muy bajo ( 2...8mW/cm2). Cuando el inversor detecta que se dispone de tensión suficiente para iniciar el funcionamiento, el sistema se pone en marcha solicitando potencia del generador fotovoltáico. Si el generador no dispone de potencia debido a que la radiación solar es muy baja, el valor de intensidad mínima de funcionamiento no se verifica, lo que genera una orden de parada del equipo. Y posteriormente se inicia un nuevo intento de conexión. El intervalo entre intentos es aproximadamente de 3 minutos.
Cálculos
El generador solar que se instalará, tendr‡ una potencia de 24.480- kwp, potencia que se conseguirá con 288 módulos fotovoltáicos de 85 Wp de potencia cada uno de ellos, formando 6 grupos de 48 módulos en serie. El campo fotovoltáico estar‡ compuesto por 6 subcampos con 48 módulos cada uno. El conexionado de cada subcampo está realizado en 4 grupos de 8 módulos en serie y todos los grupos en paralelo.
Sistema de producción térmica
Consiste en una minicentral termosolar ubicada en la terraza plana de la cubierta y compuesta por dos alienaciones de colectores solares a lo largo de toda la terraza, con un total de 44 equipos de tubo de vacío por el sistema "Heat-Pipe" de 3 m2 de superficie útil de absorción cada uno y fabricados por la firma Viessmannn, modelo DuoSol H30.
Su funcionamiento está controlado por una central electrónica "Solartrol-M", con un sensor compuesto por célula solar CS-10 que actua sobre las bombas recirculadoras en cada uno de los circuitos, de forma independiente, transportando la energía térmica mediante fluido caloportador "Tylicor-HTL".
Mediante central de regulación termostática de 8 zonas "Termocontrol DCS" diagnostica las necesidades térmicas de cada zona y elemento, en función de las prioridades designadas:
En la época de baja demanda térmica y alta radiación solar, o sea en VERANO, los colectores aportarán su energía térmica a la planta de desecado de la fábrica que se encuentra al margen de la carretera.
En invierno cuando la energía solar no pueda aportar la energ’a suficiente. Esta será aportada por el gran acumulador, y si éste tampoco puede, el fluido caloportador circulará por una caldera de gas GLP a condensación y baja temperatura "Vertomat KR-285" de la firma Viessmann, la cual aportará directamente al colector de distribución la energía térmica (de forma que no acumula).
En principio los elementos emisores estaban previstos por el sistema de "Muro Bajo Radiante" y "Zócalo Radiante" pero los condicionantes arquitectónicos (como las paredes a lamas de madera) han impedido su implantación, por lo que se ha recurrido al tradicional suelo radiante.
Esquema de la instalación. Haz clic para verlos.
Sección de captadores (199K)
Alineación de paneles (570K)
Esquema general (922K)
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