Este proyecto consiste en la construcción de un sistema de generación de energía fotovoltaica distribuida en la azotea de una planta industrial de una sola planta. La planta cuenta con una estructura de marco curvado y techo de vigas de acero, con una superficie total de aproximadamente 2781,14 metros cuadrados. El diseño incorpora 384 módulos fotovoltaicos de silicio monocristalino de 535 Wp en la azotea, con una capacidad instalada total de 205,44 kWp. Estos módulos están equipados con dos inversores de 100 kW conectados a la red eléctrica, conectados a la red de distribución de baja tensión de la planta mediante un armario de conexión a red. El sistema utiliza una instalación fija, aprovechando al máximo los recursos de la azotea y permitiendo la generación de energía sin interrupciones durante todo el día, de 9:00 a 15:00 h en el solsticio de invierno. El diseño considera exhaustivamente las cargas estructurales, la protección de seguridad, la conexión a tierra y los requisitos de protección contra rayos para garantizar el funcionamiento seguro, estable y eficiente del sistema durante sus 25 años de vida útil, lo que respalda firmemente las iniciativas de la empresa en materia de ahorro energético, reducción de emisiones y producción sostenible.
I. Descripción del Proyecto
1. Tipo de Edificio: Planta Industrial
2. Ubicación del Proyecto: Pekín
3. Número de Plantas: 1 sobre rasante
4. Altura del Edificio: 18,30 m
5. Superficie Total de Construcción: 2939,2 m²
6. El taller de fundición de hierro conformado es una estructura de pórtico curvado con cimentación de pilotes, cerchas de acero, cerchas de acero trapezoidales y un panel de cubierta ligero. La estructura tiene un vano de 24,1 m de este a oeste. Hay 20 pórticos curvados que corren de norte a sur, con una longitud de 115,4 m. Las naves están espaciadas a 5,5 m, 6,0 m y 6,6 m. El peso muerto de los paneles de la cubierta (incluyendo correas, otros componentes auxiliares, tuberías e iluminación) es de 0,30 kN/m².
II. Bases de Diseño
1. Contrato de diseño firmado con la Parte A y resumen del diseño proporcionado por la Parte A.
2. Normas, especificaciones y estándares nacionales de diseño vigentes.
III. Contenido y Alcance del Diseño
1. Contenido: Sistema de generación de energía fotovoltaica
2. Alcance: Central fotovoltaica en cubierta.
IV. Sistema Fotovoltaico
1. La superficie de la cubierta de este proyecto es de 2781,14 m². Durante el solsticio de invierno, de 9:00 a 15:00, el sistema fotovoltaico estará completamente cubierto con paneles solares, que se instalarán de forma fija.
2. Esta unidad de generación de energía estará equipada con 384 módulos fotovoltaicos de 535 Wp, con una capacidad instalada de 205,44 kWp.
3. Esta unidad de generación de energía consta de dos inversores de 100 kW. Cada cadena básica de generación de energía consta de 16 módulos conectados en serie. 12/12 módulos están conectados en paralelo a un único inversor de 100 kW, y dos inversores están conectados en paralelo al armario de la red.
4. Cada cadena de módulos: 535 x 16 = 8560 Wp.
5. La vida útil de diseño de este proyecto es de 25 años. La importancia estructural de esta estructura es de Clase C, la intensidad de fortificación sísmica es de 8, la aceleración sísmica básica de diseño es de 0,20 g y el grupo sísmico de diseño es el Grupo II.
6. Las elevaciones en la figura son elevaciones relativas; la elevación correspondiente a 0,000 es la elevación de control del tejado.
7. Las conexiones entre la cimentación de soporte y el canalón o parapeto se realizan en las cuatro direcciones: este, oeste, sur y norte.
8. Se instalará un dispositivo de control de conexión a la red en la ubicación del sistema de generación de energía solar, junto con señales y símbolos de advertencia específicos.
9. Los módulos fotovoltaicos se marcarán con señales de advertencia de tensión eléctrica. Se implementarán medidas de seguridad contra descargas eléctricas y se colocarán señales de advertencia en las áreas conductoras accesibles de los módulos fotovoltaicos.
10. Se instalará una conexión a tierra de protección contra rayos para el sistema fotovoltaico en la azotea. La conexión a tierra de protección contra rayos del sistema fotovoltaico estará integrada con el sistema de protección contra rayos del edificio. La instalación del sistema fotovoltaico no afectará al sistema de protección contra rayos del edificio.
V. Otras notas
Las dimensiones en las figuras están en milímetros (mm) a menos que se indique lo contrario, y las elevaciones están en metros (m).
Descripción del diseño del sistema fotovoltaico industrial
Dibujo de disposición del módulo de planta industrial
Notas:
1. Este diagrama muestra la disposición de los componentes en el taller de fundición de hierro. Los paneles utilizados son células solares de silicio monocristalino.
2. Los paneles fotovoltaicos de la azotea están colocados paralelos a la cubierta. Se instalaron 384 módulos fotovoltaicos de 535 Wp, con una capacidad instalada total de 205,44 kWp.
3. El inversor está ubicado a lo largo del perímetro del edificio.
4. El sistema fotovoltaico de la azotea está equipado con protección contra rayos y toma de tierra.
Dibujo de disposición del módulo de planta industrial
Disposición de la unidad de planta industrial
Las abrazaderas en forma de T se utilizan junto con los rieles guía para fijar los módulos fotovoltaicos a la estructura del tejado. Las corrugaciones en forma de T están diseñadas para adaptarse a la forma de los paneles del tejado, garantizando así la estabilidad y la impermeabilidad.
Los diagramas de disposición de las abrazaderas para módulos de 1×7 y de 1×1 corresponden a las posiciones de instalación de las abrazaderas para siete módulos y un solo módulo, respectivamente.
Los diagramas de disposición de las abrazaderas para módulos de 1×7 y de 1×1 muestran la disposición de instalación de las abrazaderas.
Los diagramas de disposición de las abrazaderas para módulos de 1×8 y de 1×8 son para el montaje de ocho módulos.
El diagrama de disposición de la unidad de planta industrial muestra la disposición general de los paneles fotovoltaicos en todo el tejado de la planta, lo que proporciona una referencia para la instalación.
Diagrama de instalación del soporte del inversor
Vigas de protección solar y contra la lluvia: Instaladas sobre el inversor, proporcionan protección contra la lluvia y el sol, prolongando la vida útil del equipo.
Pernos hexagonales M8×25: Se utilizan para fijar los puntos de conexión clave, garantizando una conexión segura entre el soporte y los componentes.
Tirantes diagonales (n.° 3): Conectan las columnas y los travesaños, mejorando la estabilidad estructural y la resistencia al viento.
Travesaño y viga inferior: Sirviendo como la estructura principal de carga del soporte del inversor, el travesaño soporta el peso del inversor, mientras que la viga inferior proporciona el soporte general.
Columnas: Fije la viga inferior, el travesaño y los tirantes diagonales al suelo o a la cimentación.
Las juntas están impermeabilizadas con pegamento para evitar la infiltración de agua de lluvia y proteger los equipos eléctricos.
Panel de acero inoxidable (con apertura frontal): Proporciona protección física al inversor y facilita el mantenimiento y la inspección. Abrazaderas en forma de T y rieles guía: Se utilizan para fijar los paneles fotovoltaicos. Combinadas con las abrazaderas para tejas de acero con recubrimiento de color, garantizan una instalación segura y estable en el tejado.
Abrazaderas para tejas de acero con recubrimiento de color: Se adaptan a techos metálicos y fijan el soporte al tejado de forma segura.
Los planos incluyen:
Vista lateral de la instalación del soporte del inversor: Muestra la relación estructural entre las columnas, las vigas, los tirantes y el escudo desde un lateral.
Vista trasera de la instalación del soporte del inversor: Muestra la disposición general del inversor, el escudo y el soporte desde la parte trasera.
Vista superior de la instalación del soporte del inversor: Ofrece una vista de arriba a abajo de la posición de instalación y la relación entre los componentes, lo que facilita la disposición y la medición general.
Diagrama del sistema eléctrico
Diagrama de cableado de la cadena fotovoltaica
Notas:
1. Los conectores MC4 no deben tocar el tejado, no deben fijarse a los rieles de montaje fotovoltaico ni agruparse con los cables fotovoltaicos. Los conectores MC4 deben estar suspendidos en el aire o colocados en conductos (no los sobrecargue cuando estén suspendidos).
2. Los cables entre líneas y los cables de extensión no deben tocar el tejado y deben tenderse a través de conductos. Estos conductos deben fijarse al marco del módulo o a los rieles. 3. Debido a que la longitud del cable integrado en los módulos es insuficiente, se requieren cables fotovoltaicos y conectores MC4 adicionales para la conexión entre módulos fotovoltaicos. Por razones de seguridad y comodidad, los conectores MC4 para módulos fotovoltaicos no son aptos para la fabricación e instalación in situ. Deben fabricarse en componentes estándar (con una longitud de cable suficiente) por el fabricante correspondiente, basándose en la longitud real in situ, para una instalación rápida, evitando la fabricación in situ. 4. Los cables entre módulos y los cables de extensión no deben tocar el tejado y deben fijarse al marco del módulo con abrazaderas. Al fijar los cables, asegúrese de que las abrazaderas estén lo suficientemente apretadas para evitar que se salgan. 5. Las cadenas conectadas al mismo MPPT deben estar orientadas en la misma dirección y tener el mismo número de módulos. 6. Las etiquetas de cable que indican el número de cadena deben colocarse en ambos extremos del cable fotovoltaico de salida de cada cadena.
Diagrama de cableado primario del punto de conexión a la red
1. Configuración del sistema fotovoltaico
Paneles solares: Módulos de silicio monocristalino de 535 Wp
Número de módulos fotovoltaicos: 384
Configuración de cadena simple: 16 módulos conectados en serie forman una cadena generadora básica, con una potencia de cadena simple de 8,56 kWp (535 Wp x 16 módulos).
Conexión en paralelo y conexión del inversor: Se conecta un inversor de 100 kW por cada 12 cadenas conectadas en paralelo, con dos inversores conectados en paralelo a un armario conectado a la red.
Capacidad total instalada: 205,44 kWp (8,56 kWp x 24 cadenas).
2. Configuración del inversor
Número de inversores: 2
Capacidad de la unidad simple: 100 kW
Método de conexión: Conexión en paralelo a un armario conectado a la red.
3. Equipos de Conexión a la Red y Distribución Eléctrica
Armario de Conexión a la Red:
Seccionador 400A/4P (dispositivo de aislamiento para la conexión de energía fotovoltaica);
Interruptor automático 400A/4P 400V;
Protector contra sobretensiones HYS4-B;
Contador electrónico bidireccional de energía (con módulo de comunicación inalámbrica y colector de energía);
Transformador de corriente 600/5 (un juego con clase de precisión de 0,2 s y otro de 0,5 s).
Armario de medición conectado a la red: Suministrado por la oficina de suministro eléctrico, cumple con los requisitos de medición de energía fotovoltaica conectada a la red.
Diagrama de configuración del gabinete de rejilla
Requisitos Técnicos:
1. El armario de generación distribuida conectado a la red eléctrica debe contar con una sala de medida independiente y estar equipado con equipos de medida de baja tensión. El transformador de corriente de medida y el contador deben instalarse en el compartimento de medida dentro del armario de baja tensión.
2. El transformador de corriente de medida debe ser de clase 0.2S. La puerta de la sala de medida y la caja de terminales secundaria del transformador de corriente de medida deben estar equipadas con precintos de plomo aprobados por la compañía eléctrica.
3. El equipo de medida y los terminales de control de carga deben ser proporcionados por la compañía eléctrica. La sala de medida de baja tensión debe contar con amplio espacio para los instrumentos de medida y el panel de medida debe estar equipado con una abertura de observación.
4. El interruptor QF del armario de generación distribuida conectado a la red eléctrica debe estar equipado con protección contra sobrecarga de retardo largo, cortocircuito de retardo corto, cortocircuito instantáneo y falla a tierra, así como con funciones de disparo por subtensión y cierre por detección de tensión activa. El ajuste de disparo por subtensión debe establecerse en 20 % UN, 10 segundos, y el ajuste de detección de tensión activa debe establecerse en más del 85 %.
5. Todos los equipos y estructuras deben estar correctamente conectados a tierra, con una resistencia de tierra no superior a 4 Ω ni superior a la resistencia total del edificio.
6. Este armario conectado a la red se instala en interiores, con una configuración de entrada y salida inferior, y se conecta a la barra colectora de baja tensión existente a través del armario conectado a la red.
Diagrama de configuración del gabinete de rejilla
Notas:
1. La malla principal de puesta a tierra de este proyecto utiliza acero plano galvanizado en caliente de 40x4.
2. Todos los conductores metálicos activos en el tejado, incluyendo paneles solares, inversores y bandejas de cables, deben estar conectados a tierra de forma fiable. La resistencia de puesta a tierra no debe superar los 40 Ω ni la resistencia total del edificio.
3. El tejado de este proyecto ya cuenta con un sistema integral de protección contra rayos, con pararrayos que lo atraviesan. Los nuevos pararrayos del sistema fotovoltaico se conectarán a tierra soldándolos de forma fiable a los pararrayos existentes.
4. El acero plano que se muestra en este diagrama debe colocarse a 10 cm del borde del módulo. La posición puede ajustarse según las condiciones reales del emplazamiento. Cualquier ajuste requiere la aprobación del instituto de diseño antes de comenzar la construcción.
Diagrama de conexión a tierra de protección contra rayos
Notas:
1. La malla principal de puesta a tierra de este proyecto utiliza acero plano galvanizado en caliente de 40x4.
2. Todos los conductores metálicos activos en el tejado, incluyendo paneles solares, inversores y bandejas de cables, deben estar conectados a tierra de forma fiable. La resistencia de puesta a tierra no debe superar los 40 Ω ni la resistencia total del edificio.
3. El tejado de este proyecto ya cuenta con un sistema integral de protección contra rayos, con pararrayos que lo atraviesan. Los nuevos pararrayos del sistema fotovoltaico se conectarán a tierra soldándolos de forma fiable a los pararrayos existentes.
4. El acero plano que se muestra en este diagrama debe colocarse a 10 cm del borde del módulo. La posición puede ajustarse según las condiciones reales del emplazamiento. Cualquier ajuste requiere la aprobación del instituto de diseño antes de comenzar la construcción.
