ES2978213T3 - Sistema para energizar cargas eléctricas con corriente alterna en una planta fotovoltaica - Google Patents

Abstract

Sistema para energizar cargas eléctricas (200) con corriente alterna en una planta fotovoltaica (300), comprendiendo la planta fotovoltaica (300) una línea principal de alimentación de corriente continua (301), un generador fotovoltaico (302) que comprende un circuito fotovoltaico (303) que está formado por una o más cadenas fotovoltaicas (304) conectadas en paralelo a la línea principal de alimentación de corriente continua (301) y es capaz de generar una primera corriente continua (IDC1) y una tensión continua continua, y, una línea principal de alimentación de corriente alterna (305) conectada a una red de distribución eléctrica (306). El sistema (100) comprende un aparato convertidor (109) adaptado para ser conectado a la línea principal de alimentación de CA (305) y a la línea principal de alimentación de CC (301) y configurado para convertir una corriente alterna que circula en la línea principal de alimentación de CA (305) en una segunda corriente continua (IDC2), alimentando esta última al circuito fotovoltaico (303) a través de la línea principal de alimentación de CC (301) si el voltaje de CC generado por el generador fotovoltaico (302) es menor que un límite preestablecido, de modo de energizar el generador fotovoltaico (302). El sistema (100) comprende además un convertidor secundario DC/AC (106) adaptado para ser conectado a la entrada de una línea de alimentación DC secundaria (104) que está conectada a los conectores de un módulo fotovoltaico (308) del generador fotovoltaico (302), o de un circuito formado por una pluralidad de dichos módulos fotovoltaicos (308) conectados entre sí en serie, y a la salida de la carga eléctrica (200), estando configurado el convertidor secundario DC/AC (106) para convertir una corriente continua que circula en la línea de alimentación DC secundaria (104) en una corriente de alimentación alterna (IAC), alimentando esta última a la carga eléctrica (200) para energizarla. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema para energizar cargas eléctricas con corriente alterna en una planta fotovoltaica

Esta invención se refiere a un sistema para energizar cargas eléctricas con corriente alterna en una planta fotovoltaica.

La invención también se dirige a un método para energizar con cargas eléctricas de corriente alterna de una planta fotovoltaica y a una planta fotovoltaica que comprende un sistema de este tipo.

El sistema de acuerdo con la invención encuentra una aplicación particular, aunque todavía no es exclusiva, en el sector técnico de la planificación y producción de plantas fotovoltaicas, en particular, de grandes plantas fotovoltaicas, es decir, que son capaces de producir potencia que es mayor que, o igual a, 100 kW.

Típicamente, a las grandes plantas fotovoltaicas se suministran una pluralidad de inversores centralizados, alojados en cabinas y habitaciones climatizadas, que están vinculados a la red de distribución de potencia de media tensión y a un grupo respectivo de módulos fotovoltaicos para convertir la corriente continua generada por dichos módulos en corriente alterna para alimentar la red de distribución.

A las plantas fotovoltaicas se suministran, generalmente, una pluralidad de dispositivos eléctricos abastecidos de potencia con corriente alterna, tales como cámaras de videovigilancia, sensores perimetrales de instalaciones de alarma, dispositivos de iluminación, seguidores fotovoltaicos y diversos tipos de sensores (irradiación, viento, temperatura, etc.) que se pueden colocar en diversos puntos de la planta, incluyendo a cientos de metros del inversor central, es decir, a cientos de metros de los conectores de la red de distribución de energía de la que se puede extraer la energía para abastecerlos de potencia.

Una primera solución para el problema de abastecer de potencia tales dispositivos es la de prever que la instalación de nuevas líneas de potencia sea capaz de conectar los dispositivos eléctricos mencionados anteriormente directamente a la red de distribución de potencia. El Solicitante, sin embargo, ha observado que esta solución implica un esfuerzo de excavación complejo y costoso con el posicionamiento de un gran número de considerablemente largos, nuevos cables eléctricos que lo hacen económicamente desventajoso.

Una segunda solución conocida al problema mencionado anteriormente es la de abastecer de potencia los dispositivos eléctricos con baterías, que, a su vez, se recargan de diversas maneras. Sin embargo, el Solicitante ha observado que esta solución conlleva un aumento considerable de los costes de la implementación y el mantenimiento de la planta fotovoltaica, debido a la vida útil de las baterías, que, en aproximadamente de 1 a 4 años, está limitada en comparación con la de los dispositivos eléctricos que se sirven, esto además del coste de las propias baterías, que es típicamente mayor que el valor de los dispositivos eléctricos con consumo de potencia de más de 10 W. Además, la colocación generalizada de los dispositivos eléctricos dificulta suministrar a las plantas fotovoltaicas un número suficientemente grande de cabinas o contenedores para proteger las baterías del clima o de las variaciones de temperatura que comprometen su vida útil.

Un dispositivo inversor de muestra se describe en el documento EP 2926431 A1.

Un ejemplo de sistemas de potencia solar para su uso en redes de comunicaciones se divulga en el documento US 2012/217800 A1.

Un sistema de aire acondicionado fotovoltaico se divulga en el documento US 2016/231010 A1. El problema técnico en la base de esta invención es, por lo tanto, el de suministrar a un sistema para energizar cargas eléctricas corriente alterna en una planta fotovoltaica, un método para energizar cargas eléctricas con corriente alterna en una planta fotovoltaica y una planta fotovoltaica que comprende un sistema de este tipo que está funcional y estructuralmente concebido para remediar al menos una de las quejas relacionadas con la técnica anterior citada.

Dentro del alcance de este problema, uno de los propósitos de la invención es el de poner a disposición un sistema para energizar cargas eléctricas con corriente alterna en una planta fotovoltaica y poner a disposición una planta fotovoltaica que comprende un sistema de este tipo, que son relativamente baratos de producir.

Un propósito adicional de la invención es el de poner a disposición un sistema para energizar cargas eléctricas con corriente alterna en una planta fotovoltaica y poner a disposición una planta fotovoltaica que comprende un sistema de este tipo que sean fiables y preferentemente duraderos.

Un propósito adicional de la invención es el de suministrar a una planta fotovoltaica y un sistema para energizar cargas eléctricas corriente alterna en una instalación de este tipo que tiene una complejidad estructural mínima.

Un propósito adicional de la invención es el de poner a disposición un método para energizar, de forma sencilla y fiable, cargas eléctricas de CA en una planta fotovoltaica.

Este problema se resuelve y al menos uno de estos propósitos se logra por medio de un sistema para energizar cargas eléctricas con corriente alterna en una planta fotovoltaica, un método para energizar cargas eléctricas con corriente alterna en una planta fotovoltaica y una planta fotovoltaica que comprende un sistema de este tipo logrado de acuerdo con las respectivas reivindicaciones independientes adjuntas a esta descripción.

Las características preferidas de la invención están definidas en las reivindicaciones dependientes.

De acuerdo con un primer aspecto de la invención, la planta fotovoltaica comprende una línea de potencia de CC principal, es decir, una línea de potencia principal en la que puede fluir corriente continua y una línea de potencia de CA principal, es decir, una línea de potencia principal en la que puede fluir una corriente alterna.

La línea de potencia de CA principal puede someterse a tensión de CA, preferentemente baja tensión de CA (que oscila entre 50 y 1.000 V). La línea de potencia de CA principal se puede conectar a una red de distribución eléctrica capaz de suministrar tensión de CA a la línea de potencia de CA principal. La red de distribución eléctrica es preferentemente del tipo de media tensión, es decir, una red eléctrica sometida a una tensión de CA entre 1.000 y 42.000 V. La línea de potencia de CA principal se puede conectar a la red de distribución eléctrica a través de una cabina de transformador de BT/MT (baja tensión/media tensión).

Cabe señalar que la conexión de la línea de potencia de CA principal a la red de distribución eléctrica garantiza la presencia continua de una tensión de CA en la línea de potencia de CA principal.

La planta fotovoltaica incluye, además, un generador fotovoltaico que comprende un circuito fotovoltaico que se compone de una o más cadenas fotovoltaicas conectadas en paralelo a la línea de potencia de CC principal. El generador fotovoltaico es apto para generar una primera corriente continua y una tensión de CC continua cuando se somete a radiación solar.

Por lo tanto, las cadenas fotovoltaicas están conectadas entre sí en paralelo. Preferentemente, las cadenas fotovoltaicas incluyen una pluralidad de módulos fotovoltaicos conectados entre sí en serie.

Preferentemente, la generación de la primera corriente y de la tensión de CC se basa en el fenómeno físico denominado efecto fotovoltaico.

Más generalmente, el generador fotovoltaico es apto para generar potencia eléctrica caracterizada por la primera corriente continua y por la tensión de CC continua. De acuerdo con un aspecto de la invención, la planta fotovoltaica, en particular, el generador fotovoltaico, es apto para generar potencia mayor que, o igual a, 100 kW.

Preferentemente, la primera corriente continua, o al menos parte de la misma, se alimenta a la línea de potencia de CC principal. La línea de potencia de CC principal puede someterse a la tensión de CC continua suministrada por el generador fotovoltaico.

Un inversor de CC/CA, también conocido como inversor de CC/CA centralizado, se puede conectar en la entrada a la línea de potencia de CC principal y en la salida a la línea de potencia de CA principal.

De acuerdo con un aspecto de la invención, el inversor de CC/CA se coloca, o se pretende colocar, entre la línea de potencia de CA principal y la línea de potencia de CC principal.

El inversor de CC/CA puede alojarse en un armario o una habitación.

El inversor de CC/CA está configurado para suministrar potencia eléctrica saliente, para alimentarlo a la línea de potencia de CA principal. En particular, el inversor de CC/CA está configurado para convertir una corriente continua que circula en la línea de potencia de CC principal en una corriente alterna de CA y alimentar esta última a la línea de potencia de CA principal. Preferentemente, el inversor de CC/CA está configurado para suministrar potencia a la línea de potencia de Ca principal que funciona a una tensión de CA que tiene una frecuencia y amplitud determinadas en función de condiciones eléctricas preestablecidas (por ejemplo, de la red de distribución eléctrica).

En la planta fotovoltaica hay al menos una carga eléctrica que puede energizarse con corriente alterna, preferentemente a baja tensión (por ejemplo, 110, 220, 230 o 240 V y 50 o 60 Hz). La planta fotovoltaica incluye al menos una carga eléctrica. Cada carga eléctrica puede caracterizarse por una potencia nominal respectiva que representa la potencia eléctrica consumida por la carga eléctrica en su condición de funcionamiento normal. La carga eléctrica puede ser un dispositivo eléctrico o una pluralidad de dispositivos eléctricos vinculados entre sí en paralelo.

Preferentemente, el dispositivo eléctrico mencionado anteriormente se puede seleccionar del grupo compuesto por: una cámara de videovigilancia, un sensor perimetral de una instalación de alarma, un dispositivo de iluminación, un enlace de radio, un punto de acceso Wi-Fi, un dispositivo para el mantenimiento de la planta fotovoltaica (tal como, por ejemplo, un taladro, una amoladora angular, una máquina de soldar), un seguidor fotovoltaico, un sensor, un controlador de cadena o cualquier otro aparato eléctrico que esté en las proximidades del generador fotovoltaico.

De acuerdo con un aspecto de la invención, el sistema de acuerdo con la invención comprende un aparato convertidor que está conectado o adaptado para conectarse, a la línea de potencia de CA principal y a la línea de potencia de CC principal y configurado para convertir una corriente alterna que circula en la línea de potencia de CA principal en una segunda corriente continua que alimenta esta última al circuito fotovoltaico a través de la línea de potencia de CC principal si la tensión de CC generada por el generador fotovoltaico es menor que un límite preestablecido, energizando así el generador fotovoltaico.

De acuerdo con un aspecto de la invención, el aparato convertidor se coloca o se pretende colocar, entre la línea de potencia de CA principal y la línea de potencia de CC principal.

El límite preestablecido puede oscilar entre 100 V y 1.000 V. Preferentemente, este límite preestablecido es igual a 420 V.

Preferentemente, el sistema de acuerdo con la invención comprende medios que pueden medir la tensión de CC generada por el generador fotovoltaico y vinculada operativamente al aparato convertidor.

Como se ha expuesto anteriormente, la red de distribución eléctrica garantiza la presencia de una tensión de CA en la línea de potencia de CA principal durante todo el día, para que el puerto del aparato convertidor conectado a la línea de potencia de CA pueda estar continuamente sujeto a una tensión de CA tal que permita que el aparato convertidor genere y suministre en la salida la segunda corriente continua y una tensión continua, esto tanto durante las horas diurnas como nocturnas de un día.

De acuerdo con un aspecto de la invención, el sistema comprende un convertidor secundario de CC/CA que está conectado o adaptado para conectarse, en la entrada a una línea de potencia de CC secundaria (es decir, una línea de potencia secundaria en la que puede fluir una corriente continua) conectada a los conectores (positivo y negativo) de un módulo fotovoltaico del generador fotovoltaico o de un circuito formado por una pluralidad de estos módulos fotovoltaicos conectados entre sí en serie y en la salida a la carga eléctrica. El sistema puede comprender dicha carga eléctrica.

En otras palabras, la línea de potencia de CC secundaria está conectada a los conectores de un circuito formado por un módulo fotovoltaico o por una pluralidad de módulos fotovoltaicos conectados entre sí en serie, de una cadena fotovoltaica del generador fotovoltaico.

De acuerdo con un aspecto de la invención, la línea de potencia de CC secundaria está conectada al generador fotovoltaico aguas arriba del aparato convertidor, en particular, aguas arriba del aparato convertidor en relación con el flujo de energía generado por el generador fotovoltaico hacia la línea de potencia de CC principal.

De acuerdo con un aspecto de la invención, la línea de potencia de CC secundaria está vinculada al generador fotovoltaico aguas arriba de la línea de potencia de CC principal, en particular, aguas arriba de la línea de potencia de CC principal en relación con el flujo de energía generado por el generador fotovoltaico hacia el inversor de CC/CA.

El convertidor secundario de CC/CA está configurado para convertir una corriente continua que circula en la línea de potencia de CC secundaria en una corriente de suministro alterna, que alimenta esta última en la carga eléctrica para energizarla. De esta manera, entrando la corriente continua al convertidor secundario de CC/CA, es decir, la que circula en la línea de potencia de CC secundaria, está hecho al menos parcialmente de la primera corriente y/o al menos parcialmente hecho de la segunda corriente.

En efecto, cabe señalar que la corriente que se introduce en el convertidor secundario de CC/CA está compuesta, al menos parcialmente, por la corriente continua que circula en el circuito fotovoltaico, siendo esta última:

• la primera corriente generada por los módulos fotovoltaicos del generador fotovoltaico después de la irradiación solar o

• la segunda corriente continua suministrada por el aparato convertidor al que se añade la primera corriente eventualmente generada por el generador fotovoltaico después de la irradiación solar,

dependiendo de si el valor de la tensión de CC generada por el generador fotovoltaico es mayor que o menor que o igual a dicho límite preestablecido, que se explicará con más detalle a continuación.

La planta fotovoltaica comprende el sistema de acuerdo con la invención.

Por lo tanto, el sistema de acuerdo con la invención permite energizar una carga eléctrica de la planta fotovoltaica tanto por medio de la energía producida por el generador fotovoltaico después de la irradiación solar, como por medio de la energía procedente de la red de distribución eléctrica, asegurando así el funcionamiento adecuado de la carga eléctrica incluso por la noche o durante períodos de irradiación solar limitada, por ejemplo, al amanecer, al anochecer o durante perturbaciones atmosféricas.

Además, se muestra que el sistema de acuerdo con la invención es particularmente económico de implementar, porque aprovecha la trayectoria eléctrica ofrecida por el circuito fotovoltaico para energizar la carga eléctrica, por lo tanto, no requiere cables eléctricos adicionales que conecten la carga eléctrica a la red de distribución eléctrica o a la línea de potencia de CA principal.

La disposición del aparato convertidor y el convertidor secundario de CC/CA permite, de hecho, no requerir el tendido de nuevos cables de una longitud considerable y la excavación para su instalación para la conexión continua entre la carga eléctrica y la red de distribución eléctrica. Por lo tanto, el sistema y la instalación de acuerdo con la invención se revelan particularmente apreciables desde el punto de vista de la complejidad estructural (mínima).

De acuerdo con un aspecto de la invención, el convertidor secundario de CC/CA es del tipo de aislamiento galvánico, para que no modifique las condiciones de funcionamiento normalmente impuestas por el inversor de CC/CA (negativo a tierra, positivo a tierra, aislado de la puesta a tierra, etc.).

Preferentemente, el sistema puede comprender una línea de potencia de CA secundaria, es decir, una línea de potencia secundaria en la que puede fluir una corriente alterna que conecta el convertidor secundario de CC/CA a la carga eléctrica de la planta fotovoltaica.

De acuerdo con un aspecto de la invención, el aparato convertidor comprende un convertidor de CA/CC principal conectado en la entrada a la línea de potencia de CA principal y en la salida a la línea de potencia de CC principal para generar y alimentar la segunda corriente continua al circuito fotovoltaico a través de la línea de potencia de Cc principal para energizar el generador fotovoltaico (302).

En una realización de la invención, el aparato convertidor comprende los medios aptos para medir la tensión de CC generada por el generador fotovoltaico, que están operativamente conectados al convertidor de CA/CC principal. Alternativamente, los medios aptos para medir la tensión de CC generada por el generador fotovoltaico están incluidos en el inversor de CC/CA, ya que este último puede incluirse en el aparato convertidor como se explica con mayor detalle a continuación. En particular, el convertidor de CA/CC principal está conectado en la entrada a la línea de potencia de CA principal y en la salida a la línea de potencia de CC principal de tal manera que alimenta la segunda corriente continua al circuito fotovoltaico cuando la tensión de CC generada por el generador fotovoltaico es menor que o igual a un límite preestablecido.

Preferentemente, el límite preestablecido coincide con la entrada de tensión mínima al inversor de CC/CA, lo que permite que este último opere.

Preferentemente, los puertos de entrada y salida del convertidor de CA/CC principal están conectados a la línea de potencia de CA principal y, respectivamente, a la línea de potencia de CC principal por medio de respectivos cables eléctricos.

En el contexto de esta invención, la expresión "el convertidor de CA/CC principal está conectado en la entrada a la línea de potencia de CA principal y en la salida a la línea de potencia de C<c>principal" significa que el convertidor de CA/CC principal puede conectarse directa o indirectamente a la línea de potencia de CA principal y a la línea de potencia de CC principal.

En efecto, la planta fotovoltaica puede comprender un transformador de tensión con un devanado primario conectado a la línea de CA principal y con un devanado secundario conectado al convertidor de CA/CC principal. En este caso, el convertidor de CA/C<c>principal está conectado en la entrada a la línea de potencia de CA principal a través del transformador de tensión mencionado anteriormente.

Alternativamente, la cabina del transformador de BT/MT que conecta la línea de potencia de CA principal a la red de distribución puede comprender un primer devanado conectado tanto a la línea de CA principal como al convertidor de CA/CC principal o puede comprender un primer devanado conectado a la CA principal línea y un segundo devanado conectado al convertidor de CA/CC principal.

De acuerdo con un aspecto de la invención, un armario o una habitación de la planta fotovoltaica puede contener una pluralidad de inversores de CC/CA. En este caso, el convertidor de CA/CC principal puede tener múltiples salidas conectadas a las líneas de CC principales respectivas, estando estas últimas conectadas a los respectivos generadores fotovoltaicos.

Cabe señalar que la conexión del convertidor de CA/CC principal a la línea de potencia de CA principal permite que el convertidor de CA/CC principal se someta a la tensión de CA que está presente en la línea de potencia de CA principal, ya que el convertidor de CA/CC principal está adaptado para funcionar con una tensión de CA de entrada igual a la tensión de CA que está presente en la línea de potencia de CA principal. De esta manera, el convertidor de CA/CC principal puede someterse continuamente a una tensión de CA de entrada que es tal que permite que el convertidor de CA/CC principal genere y suministre en la salida la segunda corriente continua y una tensión continua tanto durante las horas diurnas como nocturnas el día de un día.

De acuerdo con un aspecto de la invención, el convertidor de CA/CC principal está conectado en la entrada a la línea de potencia de CA principal y en la salida a la línea de potencia de c C principal en paralelo al inversor de CC/CA. En este caso, la tensión de entrada y salida del convertidor de CA/CC principal corresponde a la tensión de salida y, respectivamente a la tensión de entrada del inversor de CC/CA. De acuerdo con un aspecto de la invención, el aparato convertidor comprende el inversor de CC/CA, estando este último conectado en la entrada a la línea de potencia de CC principal y en la salida a la línea de potencia de CA principal y configurado para convertir una corriente continua que circula en la línea de potencia de<c>C principal en una corriente alterna de CA, alimentando esta última a la línea de potencia de CA principal. Preferentemente, el convertidor de CA/CC principal y el inversor de CC/CA están alojados dentro del mismo armario o habitación.

De acuerdo con un ejemplo alternativo que no está dentro del alcance de la invención, el aparato convertidor es un dispositivo configurado para funcionar alternativamente entre una primera modalidad (en lo sucesivo denominada modalidad de convertidor de CA/CC), en la que genera y alimenta la segunda corriente continua al circuito fotovoltaico a través de la línea de potencia de CC principal para energizar el generador fotovoltaico y una segunda modalidad (en lo sucesivo denominada modalidad de inversor de CC/CA) en la que convierte una corriente continua que circula en la línea de potencia de CC principal en una corriente alterna, alimentando esta última a la línea de potencia de CA principal.

En este ejemplo, por lo tanto, se prevé un único dispositivo electrónico, adaptado para funcionar de acuerdo con diferentes modalidades, es decir, trabaja como un convertidor de CA/CC o como un inversor de CC/CA dependiendo de si la tensión de CC generada por el generador fotovoltaico es menor o mayor que o igual a un límite preestablecido.

Preferentemente, el sistema de acuerdo con este ejemplo comprende una unidad de procesamiento configurada para hacer funcionar el aparato convertidor en la modalidad de convertidor de CA/CC si la tensión de CC generada por el generador fotovoltaico es menor que el límite preestablecido mencionado anteriormente y en la modalidad de inversor de CC/CA si la tensión de CC es mayor que o igual a dicho límite preestablecido.

Preferentemente, el límite preestablecido mencionado anteriormente coincide con la tensión de entrada mínima al puerto del aparato convertidor que está destinado a conectarse a la línea de potencia de CC principal que permite que el aparato convertidor opere según la modalidad de inversor de CC/CA.

De acuerdo con un aspecto de la invención, un dispositivo de control está conectado operativamente al convertidor secundario de CC/CA, preferentemente por medio de una conexión inalámbrica. El dispositivo de control está configurado para activar y desactivar el convertidor secundario de CC/CA en función de intervalos de tiempo preestablecidos.

Preferentemente, el dispositivo de control comprende una unidad de memoria en la que se memorizan los períodos de funcionamiento de la carga eléctrica. Como un ejemplo, en caso de que la carga eléctrica esté compuesta por uno o más dispositivos de iluminación, la unidad de memoria puede incluir una indicación de las horas de la tarde y nocturnas durante las cuales los dispositivos de iluminación deben estar activos.

Esta disposición permite la limitación adicional del consumo de energía del sistema de acuerdo con la invención, activando el convertidor secundario de CC/CA en correspondencia con el intervalo de tiempo de funcionamiento de la carga eléctrica respectiva.

De acuerdo con un aspecto de la invención, el aparato convertidor está configurado para suministrar a la línea de potencia de CC principal una potencia eléctrica que es mayor que, o igual a, la potencia nominal de la carga eléctrica. Esta disposición es particularmente útil para garantizar una energización suficiente de la carga eléctrica para que esta última pueda funcionar de acuerdo con sus condiciones de funcionamiento normales.

En particular, el convertidor de CA/CC principal está configurado para suministrar una salida de potencia eléctrica que es mayor que la potencia nominal de la carga eléctrica.

De acuerdo con un aspecto de la invención, la planta fotovoltaica comprende una pluralidad de cargas eléctricas y el sistema comprende una pluralidad de convertidores secundarios de CA/CC, cada uno de los cuales está conectado a la entrada de los conectores de un circuito formado por uno o por una pluralidad de módulos fotovoltaicos conectados entre sí en serie y en la salida a una carga eléctrica respectiva. En este estado, el aparato convertidor está configurado preferentemente para suministrar potencia eléctrica a la línea de potencia de CC principal que es mayor que, o igual a, la suma de las potencias nominales de cada carga eléctrica. Esto permite garantizar el funcionamiento adecuado de las cargas eléctricas en el caso en el que todas están activas en el mismo período de tiempo.

En particular, el convertidor de CA/CC principal está configurado para suministrar potencia eléctrica en la salida que es mayor que o igual a la suma de las potencias nominales de cada carga eléctrica.

La pluralidad de los convertidores secundarios de CA/CC se conecta en la entrada a una línea de potencia de CC secundaria respectiva y en la salida a una línea de potencia secundaria de CA respectiva para energizar la carga eléctrica respectiva.

Por lo tanto, el sistema de acuerdo con la invención es particularmente útil para plantas fotovoltaicas que pueden generar una potencia mayor que, o igual a, 100 kW, es decir, plantas fotovoltaicas de dimensiones considerables y, por lo tanto, muy potentes, que comprenden una pluralidad de cargas eléctricas conectadas a cientos de metros de la red de distribución de energía, es decir, del inversor de CC/CA.

De acuerdo con un aspecto de la invención, el convertidor de CA/CC principal está configurado para suministrar una tensión continua en la salida cuando se somete a la tensión de CA presente en la línea de potencia de CA principal, en la que la tensión de salida continua del convertidor de CA/CC principal está destinada a energizar el circuito fotovoltaico. En particular, el convertidor de CA/CC principal aplica una tensión continua al circuito fotovoltaico a través de la línea de potencia de CC principal.

Esta disposición es particularmente útil para garantizar la presencia en el transcurso de todo el día de una tensión continua en los puertos de salida del convertidor de CA/c C principal y, por lo tanto, de una tensión continua en los puertos de entrada del convertidor secundario de CC/CA para energizar la carga eléctrica a través de al menos una parte de la segunda corriente continua.

De acuerdo con un aspecto de la invención, el convertidor de CA/CC principal está configurado para suministrar una tensión continua en la salida que tiene un valor preestablecido Vref.

Más generalmente, el aparato convertidor puede configurarse para suministrar a la línea de potencia de CC principal una tensión continua que tenga un valor preestablecido Vref. De acuerdo con un aspecto de la invención, el valor Vref es menor que o igual al límite preestablecido mencionado anteriormente. Preferentemente, el valor Vref es igual a 400 V.

Preferentemente, el convertidor de CA/CC principal comprende un rectificador controlado y una interfaz de entrada que permite al operador establecer el valor Vref. El valor Vref se puede establecer durante la fase de construcción del sistema en función de las características eléctricas del inversor de CC/CA.

De acuerdo con un aspecto de la invención, el valor Vref es menor que un primer umbral correspondiente a la tensión de entrada mínima al inversor de CC/CA requerida para su funcionamiento.

El límite preestablecido mencionado anteriormente es mayor que, o igual a, el valor Vref, preferentemente mayor que, o igual a, el primer umbral.

Preferentemente, el valor Vref es menor que el primer umbral en al menos 20 V. En otras palabras, el inversor de CC/CA está habilitado para funcionar para tensiones de entrada comprendidas entre el primer umbral y una tensión Vmáx más alta. Con tensión en sus puertos de entrada menor que el primer umbral, el inversor de CC/CA está inactivo, es decir, deja de trabajar.

El primer umbral puede estar comprendido entre 100 V y 1.000 V. Preferentemente, el primer umbral es igual a 420 V.

Preferentemente, la tensión Vmáx es igual a 1.500 V.

De ello se deduce que la tensión continua generada por el convertidor de CA/CC principal es tal que coloca o mantiene el inversor de CC/CA en un estado inactivo, es decir, es tal que no activará el inversor de CC/<c>A.

Por lo tanto, esta disposición permite la no activación del inversor de CC/CA a través de la tensión continua suministrada por el convertidor de CA/CC principal en el caso en el que el generador fotovoltaico suministra una tensión de CC continua menor que el primer umbral, una condición que, por ejemplo, ocurre durante las horas nocturnas. El funcionamiento simultáneo del inversor de CC/CA y del convertidor de CA/CC principal podría, de hecho, provocar interferencias recíprocas que son tales que podrían causar el funcionamiento inadecuado de la planta fotovoltaica.

De acuerdo con un aspecto de la invención, el valor Vref es mayor que un segundo umbral correspondiente a la tensión mínima en la entrada al convertidor secundario de CC/CA para su funcionamiento. Preferentemente, el valor Vref es mayor que la suma del segundo umbral y la tensión cae en el circuito fotovoltaico.

Preferentemente, el valor Vref es mayor que el segundo umbral en al menos 20 V. En otras palabras, el convertidor secundario de CC/CA está habilitado para funcionar para tensiones de entrada comprendidas entre el segundo umbral y Vmáx. Con tensiones en sus puertos de entrada que son menores que el segundo umbral, el convertidor secundario de CC/CA está inactivo, es decir, deja de funcionar. El segundo umbral puede estar comprendido entre 60 V y 960 V. Preferentemente, el segundo umbral es igual a 380 V.

El hecho de que el valor Vref sea mayor que el segundo umbral permite la compensación de las eventuales caídas de tensión en el circuito fotovoltaico, garantizando el funcionamiento adecuado del convertidor secundario de CC/CA, incluyendo en el caso de un convertidor de CA/CC principal activo, es decir, que suministra tensión de salida continua al valor Vref.

De acuerdo con un aspecto de la invención, el sistema comprende un dispositivo de conmutación por medio del cual el convertidor de CA/CC principal se conecta a la línea de potencia de CC principal, estando el dispositivo de conmutación configurado para conectar y desconectar selectivamente el convertidor de CA/CC principal de y a la línea de potencia de CC principal si la tensión de CC generada por el generador fotovoltaico es menor que y, respectivamente mayor que, o igual a, el valor Vref.

Esta solución es particularmente útil para controlar tanto la energización del circuito fotovoltaico por medio del convertidor de CA/CC principal, así como la tensión de entrada suministrada al inversor de CC/CA, sin necesidad de gestionar la activación y desactivación del convertidor de CA/CC principal.

En efecto, esta disposición permite mantener activo el convertidor de CA/CC principal por medio de la tensión de CA presente en la línea de potencia de CA principal, permitiéndole energizar el circuito fotovoltaico en caso de que la tensión de CC sea menor que el valor Vref. En estas circunstancias, el inversor de CC/CA se somete a una tensión que es igual a o menor que el valor Vref, lo que significa que está inactivo.

Por el contrario, es decir, con una tensión de CC producida por el generador fotovoltaico mayor que, o igual a, el valor Vref, el convertidor de CA/CC principal, aunque esté sometido a la tensión de CA presente en la línea de potencia de CA principal, se desconecta de la línea de potencia de CC principal para que el generador fotovoltaico pueda someter el inversor de CC/CA a la tensión de c C para que este último convierta la energía producida por el generador fotovoltaico en energía eléctrica alterna que se pretende alimentar a la red de distribución de energía eléctrica.

Preferentemente, el dispositivo de conmutación comprende un elemento de conmutación y los medios capaces de medir la tensión de CC conectada operativamente al elemento de conmutación para conectar y desconectar selectivamente el convertidor de CA/CC principal a y de la línea de potencia de CC principal.

De acuerdo con un aspecto de la invención, el dispositivo de conmutación puede comprender un circuito eléctrico de bloqueo provisto de al menos un diodo de bloqueo (u otro dispositivo electrónico), con el circuito eléctrico de bloqueo conectado a la línea de potencia de CC principal y al convertidor de CA/CC principal de tal manera que el diodo de bloqueo se polariza directamente si la tensión de CC es menor que el valor Vref (de esta manera, conectando el convertidor de CA/CC principal a la línea de potencia de CC principal) y se polariza inversamente si la tensión de CC es mayor que, o igual a, el valor Vref (de esta manera, desconectando el convertidor de CA/CC principal de la línea de potencia de CC principal).

Gracias a esta característica, el convertidor de CA/CC principal puede adaptarse de tal manera que genere ininterrumpidamente una tensión de salida que tenga un valor Vref en el caso de una tensión de entrada alterna, con la tensión de salida del convertidor de CA/CC principal que energiza el circuito fotovoltaico cuando la tensión de CC producida por el generador fotovoltaico es menor que el valor Vref. Además, la disposición del circuito eléctrico de bloqueo permite evitar el uso de un dispositivo de procesamiento de datos provisto de una o más memorias internas y con una unidad de cálculo capaz de intervenir en la instalación para conectar y desconectar el convertidor de CA/CC principal selectivamente a y de la línea de potencia de CC principal en función de la tensión de CC.

De acuerdo con un aspecto de la invención, el sistema puede comprender, además de o alternativamente al dispositivo de conmutación mencionado anteriormente, un aparato de control que está conectado operativamente al convertidor de CA/CC principal y configurado para activar y desactivar este último si la tensión de c C es menor que, o igual a, y, respectivamente, mayor que el límite preestablecido, en particular, el primer umbral.

De esta manera, si la tensión de CC es menor que o igual al límite preestablecido, el convertidor de CA/CC principal se activa (o se mantiene activo si el convertidor de CA/CC principal ya está en este estado), por el aparato de control, para que pueda generar la segunda corriente continua que está destinada a circular en el circuito fotovoltaico y pueda suministrar una tensión continua en la salida igual al valor Vref. Viceversa, si la tensión de CC es mayor que el límite preestablecido, el convertidor de CA/CC principal se desactiva (o se mantiene inactivo si el convertidor de CA/CC principal ya está en este estado) por el aparato de control para que no genere la segunda corriente continua y no suministre tensión continua en la salida.

El aparato de control puede ubicarse en las proximidades del convertidor de CA/CC principal y abastecerse de potencia por medio de la tensión de CA de la línea de potencia de CA principal.

El aparato de control puede ubicarse dentro del armario que aloja el convertidor de CA/CC principal. Preferentemente, el aparato de control, el convertidor de CA/CC principal y el inversor de CC/CA están ubicados dentro de un mismo armario. Alternativamente, el aparato de control y el convertidor de CA/CC principal están contenidos en distintas unidades en forma de caja.

Más generalmente, el aparato convertidor puede comprender el aparato de control y/o los medios capaces de medir la tensión de CC generada por el generador fotovoltaico.

Preferentemente, el aparato de control está conectado a la planta fotovoltaica y comprende los medios capaces de medir la tensión de CC. En función del valor de tensión medido, el aparato de control proporciona la activación o desactivación del convertidor de CA/CC principal. Esta disposición permite la limitación del consumo de energía del sistema de acuerdo con la invención, activando el convertidor de CA/CC principal solo cuando la tensión de CC es menor que el valor Vref con el fin de garantizar un suministro adecuado de la carga eléctrica.

De acuerdo con un aspecto de la invención, el aparato de control está conectado operativamente al convertidor secundario de CC/CA, preferentemente por medio de una conexión inalámbrica. El aparato de control también está configurado para activar y desactivar el convertidor secundario de CC/CA en función de intervalos de tiempo preestablecidos, por ejemplo, de manera análoga al dispositivo de control descrito anteriormente. Preferentemente, el aparato de control comprende una unidad de memoria en la que se memorizan los períodos de funcionamiento de la carga eléctrica. Como un ejemplo, en caso de que la carga eléctrica esté formada por uno o más dispositivos de iluminación, la unidad de memoria puede incluir una indicación de las horas de la tarde y nocturnas en las que los dispositivos de iluminación deben estar activos.

Esta disposición permite la limitación adicional del consumo de energía del sistema de acuerdo con la invención, activando el convertidor secundario de CC/CA en correspondencia con el intervalo de tiempo del funcionamiento de la carga eléctrica respectiva.

De acuerdo con un aspecto de la invención, un método para energizar cargas eléctricas con corriente alterna en una planta fotovoltaica como se ha descrito anteriormente comprende las siguientes etapas:

• conectar el aparato convertidor a la línea de potencia de CA principal y a la línea de potencia de CC principal, • conectar el convertidor secundario de CC/CA en la entrada de la línea de potencia de CC secundaria conectada a los conectores de un circuito formado por uno o por una pluralidad de dichos módulos fotovoltaicos conectados entre sí en serie y en la salida a la al menos una carga eléctrica,

• convertir, por medio del aparato convertidor, una corriente alterna que circula en la línea de potencia de CA principal en una segunda corriente continua, alimentando esta última al circuito fotovoltaico a través de la línea de potencia de CC principal si la tensión de CC generada por el generador fotovoltaico es menor que un límite preestablecido, para energizar el generador fotovoltaico y

• convertir, por medio del convertidor secundario de CC/CA, una corriente continua que circula en la línea de potencia de CC secundaria en una corriente de suministro alterna, alimentando esta última a la al menos una carga eléctrica para energizarla.

Preferentemente, el método mencionado anteriormente comprende la etapa de suministro a la línea de potencia de CC principal, por medio del aparato convertidor, de potencia eléctrica mayor que, o igual a, la potencia nominal de la carga eléctrica o a la suma de las potencias nominales de cada carga eléctrica.

Preferentemente, el método mencionado anteriormente comprende la etapa de suministro a la línea de potencia de CC principal, por medio del aparato convertidor, de una tensión continua que tiene un valor Vref que es menor que o igual al límite preestablecido. De acuerdo con un ejemplo adicional fuera del alcance de la invención, una planta fotovoltaica comprende una línea de potencia de CC principal, un generador fotovoltaico que comprende un circuito fotovoltaico que está compuesto por una o más cadenas fotovoltaicas conectadas en paralelo a la línea de potencia de CC principal y es capaz de generar una primera corriente continua y una tensión de CC continua, una línea de potencia de Ca principal conectada a una red de distribución eléctrica, un inversor de CC/CA conectado en la entrada a la línea de potencia de CC principal y en la salida a la línea de potencia de CA principal y una carga eléctrica que se puede energizar con corriente alterna. De acuerdo con un aspecto fuera del alcance de la invención, un sistema para energizar cargas eléctricas con corriente alterna en una planta fotovoltaica de este tipo comprende:

un convertidor de CA/CC principal configurado para convertir una corriente alterna en la entrada en una segunda corriente continua, estando este convertidor de CA/CC principal conectado en la entrada a la línea de potencia de CA principal y en la salida a la línea de potencia de<c>C principal para alimentar la segunda corriente continua al circuito fotovoltaico a través de la línea de potencia de c C principal para energizar el generador fotovoltaico y un convertidor secundario de CC/CA configurado para convertir una corriente continua en la entrada en una corriente de suministro alterna, estando este convertidor secundario de CC/CA conectado en la entrada a los conectores de un módulo fotovoltaico del generador fotovoltaico o de un circuito formado por una pluralidad de dichos módulos fotovoltaicos conectados entre sí en serie, para que la corriente continua en la entrada del convertidor secundario de CC/CA consista en al menos una parte de dicha primera corriente y/o al menos una parte de dicha segunda corriente y conectado en la salida a la carga eléctrica para alimentar dicha corriente de suministro alterna a la carga eléctrica para energizarla.

Se apreciará que una o más de las características de la invención que se describen anteriormente también son aplicables a este ejemplo adicional del sistema para energizar cargas eléctricas con corriente alterna en una planta fotovoltaica.

Las características y ventajas adicionales de la invención resultarán más claramente a partir de la descripción detallada, que sigue, de su preferentes, aunque no exclusivos, ejemplos de realización, que se ilustran, como una indicación y no de manera exhaustiva, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

• la Figura 1 es una vista esquemática de un sistema de acuerdo con la invención asociado con una planta fotovoltaica y

• la Figura 2 es una vista esquemática de un ejemplo adicional del sistema fuera del alcance de la invención.

En la Figura 1, el número de referencia 100 indica, en conjunto, un sistema para energizar cargas eléctricas 200 con corriente alterna en una planta fotovoltaica 300 de acuerdo con la invención.

La planta fotovoltaica 300 comprende una línea de potencia de CC principal 301 y un generador fotovoltaico 302 que comprende un circuito fotovoltaico 303 que está compuesto por una pluralidad de cadenas fotovoltaicas 304 conectadas en paralelo a la línea de potencia de CC principal 301 y es capaz de generar una primera corriente continua IDC1 y una tensión de CC.

La planta fotovoltaica 300 también comprende una línea de potencia de CA principal 305 conectada a una red de distribución eléctrica 306.

Un inversor de CC/CA 307 está conectado en la entrada a la línea de potencia de CC principal 301 y en la salida a la línea de potencia de CA principal 305. Al menos una carga eléctrica 200 que puede energizarse con corriente alterna está presente en la planta fotovoltaica 300. Las cadenas fotovoltaicas 304 comprenden una pluralidad de módulos fotovoltaicos 308 conectados entre sí en serie.

La línea de potencia de CA principal 305 se somete a una tensión de CA.

La conexión de la línea de potencia de CA principal 305 a la red de distribución eléctrica 306 asegura la presencia ininterrumpida de una tensión de CA en la línea de potencia de CA principal 305.

El sistema 100 comprende un aparato convertidor 109 conectado a la línea de potencia de CA principal 305 y a la línea de potencia de CC principal 301 y configurado para convertir una corriente alterna que circula en la línea de potencia de CA principal 305 en una segunda corriente continua IDC2, alimentando esta última al circuito fotovoltaico 303 a través de la línea de potencia de CC principal 301 si la tensión de CC generada por el generador fotovoltaico 302 es menor que un límite preestablecido, para energizar el generador fotovoltaico 302.

De nuevo, en particular referencia a la Figura 1, el aparato convertidor 109 comprende un convertidor de CA/CC principal 101 conectado en la entrada a la línea de potencia de CA principal 305 y en la salida a la línea de potencia de<c>C principal 301.

De ello se deduce que el convertidor de CA/CC principal 101 se somete a la tensión de CA de la línea de potencia de CA principal 305. En particular, el convertidor de CA/CC principal 101 está conectado a la línea de potencia de CA principal 305 por medio de un primer par de cables 102 y a la línea de potencia de CC principal 301 por medio de un segundo par de cables 103.

El convertidor de CA/CC principal 101 está configurado para convertir una corriente alterna en la entrada en la segunda corriente continua IDC2 que está destinada a alimentarse al circuito fotovoltaico 303 a través de la línea de potencia de CC principal 301, para energizar el generador fotovoltaico 302. El convertidor de CA/CC principal 101 también está configurado para suministrar una tensión de VDC continua en la salida cuando se somete a la tensión de CA que está presente en la línea de potencia de CA principal.

El sistema 100 comprende una línea de potencia de CC secundaria 104 conectada a los conectores de un circuito formado por una pluralidad de módulos fotovoltaicos 308 conectados entre sí en serie.

Por lo tanto, la línea de potencia de CC secundaria 104 está conectada a los conectores de un circuito formado por una pluralidad de módulos fotovoltaicos 308, conectados entre sí en serie, de una cadena fotovoltaica 304 del generador fotovoltaico 302.

El aparato convertidor 109 comprende también un inversor de CC/CA 307 conectado en la entrada a la línea de potencia de CC principal 301 y en la salida a la línea de potencia de CA principal 305 y configurado para convertir una corriente continua que circula en la línea de potencia de CC principal 301 en una corriente alterna de CA, alimentando esta última a la línea de potencia de CA principal 305. El convertidor de CA/CC principal (101) y el inversor de CC/CA 307 están alojados dentro del mismo armario.

El sistema 100 comprende también el convertidor secundario de CC/CA 106 adaptado para conectarse en la entrada a la línea de potencia de CC secundaria 104 y en la salida a la carga eléctrica 200, estando el convertidor secundario de CC/CA 106 configurado para convertir una corriente continua que circula en la línea de potencia de CC secundaria 104 en una corriente de suministro alterna IAC, alimentando esta última a la carga eléctrica 200 para energizarla.

De esta manera, la corriente continua en la entrada del convertidor secundario de CC/CA se compone de al menos una parte de la primera corriente IDC1 y/o al menos de una parte de la segunda corriente IDC2.

Por lo tanto, la corriente de suministro alterna IAC está destinada a alimentarse a la carga eléctrica 200 a través de la línea de potencia de CA secundaria 105 para energizar la carga eléctrica 200.

Ventajosamente, el sistema 100 permite que la red de distribución 306 energice la carga eléctrica 200 a través del generador fotovoltaico 302.

El convertidor de CA/CC principal 101 está configurado, además, para suministrar, en la salida, potencia eléctrica que es mayor que, o igual a, la potencia nominal de la carga eléctrica 200. De esta manera, en particular, se garantiza el funcionamiento adecuado de la carga eléctrica 200.

De manera adicional, el convertidor de CA/CC principal 101 está configurado para suministrar una tensión continua en la salida que tiene un valor preestablecido Vref, siendo el valor Vref menor que el primer umbral V1, correspondiente a la tensión mínima en la entrada del inversor de CC/CA 307 necesaria para su funcionamiento y que es mayor que el segundo umbral V2, correspondiente a la tensión mínima en la entrada del convertidor secundario de CC/CA 106 necesaria para su funcionamiento.

Preferentemente, el valor Vref es mayor que la suma del segundo umbral V2 y la tensión cae en el circuito fotovoltaico 303. De esta manera, se evita la interferencia eléctrica entre el inversor de CC/CA 307 y el convertidor de CA/CC principal 101 y se garantiza la activación adecuada del convertidor secundario de CC/CA 106.

Con referencia a la Figura 1, el sistema 100 comprende un dispositivo de conmutación 107, a través del cual el convertidor de CA/CC principal 101 está conectado a la línea de potencia de CC principal 301. El dispositivo de conmutación 107 comprende un circuito eléctrico de bloqueo provisto de al menos un diodo de bloqueo. El dispositivo de conmutación 107 está dispuesto de tal manera que el diodo de bloqueo está directamente polarizado si la tensión de CC generada por el generador fotovoltaico 302 es menor que el valor Vref y está indirectamente polarizado si la tensión de CC es mayor que, o igual a, el valor Vref.

Con una tensión de CC menor que el valor Vref, el convertidor de CA/CC principal 101 está conectado eléctricamente a la línea de potencia de CC principal para que la segunda corriente IDC2 pueda circular en el circuito fotovoltaico 303. La segunda corriente IDC2, a la que se añade la primera corriente IDC1 eventualmente generada por el generador fotovoltaico 302, se convierte al menos parcialmente en corriente alterna por el convertidor secundario de CC/CA y se consume por la carga eléctrica 200 cuando esta última se pone en funcionamiento.

Viceversa, con tensión de CC mayor que, o igual a, el valor Vref, el convertidor de CA/CC principal 101 está eléctricamente desconectado de la línea de potencia de CC principal. La primera corriente IDC1 que circula en el circuito fotovoltaico 303 se convierte al menos parcialmente en corriente alterna por el convertidor secundario de CC/CA y se consume por la carga eléctrica 200 cuando esta última se pone en funcionamiento.

En este caso específico, el límite preestablecido mencionado anteriormente coincide, por lo tanto, con el valor Vref.

Además, o como alternativa, al dispositivo de conmutación 107, el sistema 100 de acuerdo con la invención comprende un aparato de control 108 que está conectado operativamente al convertidor de CA/CC principal 101 y configurado para activar y desactivar este último si la tensión de CC es menor y, respectivamente, mayor que, o igual a, el valor del primer umbral.

En el caso en el que la tensión de CC sea menor que el primer umbral, por lo tanto, el convertidor de CA/CC principal 101 se activa (o se mantiene activo si el convertidor de CA/CC principal 101 ya está en este estado) por el aparato de control 108, para que pueda alimentar al circuito fotovoltaico 303 la segunda corriente para energizar la carga eléctrica 200. Viceversa, si la tensión de CC es mayor que, o igual a, el primer umbral, el convertidor de CA/CC principal 101 se desactiva (o se mantiene inactivo si el convertidor de CA/CC principal 101 ya está en este estado) por el aparato de control 108, para que no genere la segunda corriente continua y no suministre tensión continua en la salida. En este caso, la carga eléctrica 200 se energiza por la energía producida por el generador fotovoltaico 302.

El aparato de control 108 está conectado operativamente también al convertidor secundario de CC/CA 106 a través de una conexión inalámbrica, estando el aparato de control 108 configurado para activar y desactivar el convertidor secundario de CC/CA 106 en función de intervalos de tiempo preestablecidos. Este recurso permite la limitación del consumo de energía del sistema de acuerdo con la invención.

La Figura 2 muestra un ejemplo alternativo fuera del alcance de la invención.

Los elementos de este ejemplo, que corresponden en su estructura y/o función a los de la realización de la invención de la Figura 1, se indicarán a continuación con la misma terminología y con las mismas referencias numéricas.

En particular, el sistema 100 de la Figura 2 difiere del sistema de la Figura 1 debido al hecho de que el aparato convertidor 109 es un dispositivo configurado para funcionar alternativamente en una modalidad de convertidor de CA/CC, en la que genera y alimenta la segunda corriente continua IDC2 al circuito fotovoltaico 303 a través de la línea de potencia de CC principal 301, para energizar el generador fotovoltaico 302 o una modalidad de inversor de CC/CA en la que convierte una corriente continua que circula en la línea de potencia de CC principal 301 en una corriente alterna, alimentando esta última a la línea de potencia de CA principal 305.

El sistema 100 de la Figura 2 comprende una unidad de procesamiento 110 configurada para hacer funcionar el aparato convertidor 109 en la modalidad de convertidor de CA/CC si la tensión de CC generada por el generador fotovoltaico 302 es menor que un límite preestablecido y, en la modalidad de inversor de CC/CA, si la tensión de CC es mayor que, o igual a, dicho límite preestablecido. En el caso específico, el límite preestablecido coincide con una tensión mínima en la entrada del puerto del aparato convertidor que está destinado a conectarse a la línea de potencia de CC principal 301 que permite que el aparato convertidor funcione de acuerdo con la modalidad de inversor de CC/CA. El sistema 100 de la Figura 2 comprende, además, un dispositivo de control 111, conectado operativamente al convertidor secundario de CC/CA 106 a través de una conexión inalámbrica, estando el dispositivo de control 111 configurado para activar y desactivar dicho convertidor secundario de CC/CA 106 en función de intervalos de tiempo preestablecidos.

La invención resuelve así el problema que se propuso, logrando al mismo tiempo una pluralidad de ventajas. En particular, el sistema de acuerdo con la invención permite energizar cargas eléctricas de una planta fotovoltaica con corriente alterna de una manera relativamente económica.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Sistema para energizar cargas eléctricas (200) con corriente alterna en una planta fotovoltaica (300), comprendiendo la planta fotovoltaica (300) una línea de potencia de CC principal (301), un generador fotovoltaico (302) que comprende un circuito fotovoltaico (303) que está compuesto por una o más cadenas fotovoltaicas (304) conectadas en paralelo a la línea de potencia de CC principal (301) y es capaz de generar una primera corriente continua (IDC1) y una tensión de CC continua y una línea de potencia de CA principal (305) conectada a una red de distribución eléctrica (306), comprendiendo dicho sistema (100):

• un aparato convertidor (109) configurado para conectarse a la línea de potencia de CA principal (305) y a la línea de potencia de CC principal (301) y configurado para convertir una corriente alterna que circula en la línea de potencia de CA principal (305) en una segunda corriente continua (IDC2) y para alimentar esta última al circuito fotovoltaico (303) a través de la línea de potencia de CC principal (301), si la tensión de CC generada por el generador fotovoltaico (302) es menor que un límite preestablecido, para energizar el generador fotovoltaico (302) y

• un convertidor secundario de CC/CA (106) configurado para conectarse en la entrada a una línea de potencia de CC secundaria (104) que está conectada a los conectores de un módulo fotovoltaico (308) del generador fotovoltaico (302) o de un circuito formado por una pluralidad de dichos módulos fotovoltaicos (308) conectados entre sí en serie y en la salida a al menos una carga eléctrica (200), estando dicho convertidor secundario de CC/CA (106) configurado para convertir una corriente continua que circula en la línea de potencia de CC secundaria (104) en una corriente de suministro alterna (IAC) y para alimentar esta última a la al menos una carga eléctrica (200) para energizarla,

en donde dicho aparato convertidor (109) comprende un convertidor de CA/CC principal (101) configurado para conectarse en la entrada a la línea de potencia de CA principal (305) y en la salida a la línea de potencia de CC principal (301) y configurado para generar y alimentar dicha segunda corriente continua (IDC2) al circuito fotovoltaico (303) a través de la línea de potencia de CC principal (301) para energizar el generador fotovoltaico (302), en donde dicho aparato convertidor (109) comprende un inversor de CC/CA (307) configurado para conectarse en la entrada a la línea de potencia de CC principal (301) y en la salida a la línea de potencia de CA principal (305) y configurado para convertir una corriente continua que circula en la línea de potencia de CC principal (305) en una corriente alterna CA y para alimentar esta última a la línea de potencia de CA principal (305), y en donde dicho aparato convertidor (109) está configurado para suministrar a la línea de potencia de CC principal una tensión continua que tiene un valor Vref menor o igual a dicho límite preestablecido,caracterizado por queel valor Vref es menor que un primer umbral correspondiente a la tensión de entrada mínima al inversor de CC/C<a>requerida para su funcionamiento.

2. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en donde dicho convertidor de CA/CC principal (101) y dicho inversor de CC/CA (307) están alojados dentro del mismo armario.

3. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en donde dicho convertidor de CA/CC principal (101) está conectado en la entrada a la línea de potencia de CA principal (305) y en la salida a la línea de potencia de CC principal (103) en paralelo al inversor de CC/CA (307).

4. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho convertidor de CA/CC principal (101) está configurado para suministrar una tensión continua (VDC) en la salida en el caso en el que se somete a una tensión alterna presente en la línea de potencia de CA principal (305).

5. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho aparato convertidor (109) está configurado para suministrar a la línea de potencia de CC principal potencia eléctrica que es mayor que la potencia nominal de la carga eléctrica (200).

6. Sistema de acuerdo con la reivindicación 5, en donde dicha planta fotovoltaica (300) comprende una pluralidad de cargas eléctricas (200) y dicho sistema comprende una pluralidad de dichos convertidores secundarios de CC/CA (106), cada uno de los cuales está configurado para conectarse en la entrada a los conectores de un módulo fotovoltaico (308) del generador fotovoltaico (302) o de un circuito formado por una pluralidad de módulos fotovoltaicos (308) conectados entre sí en serie y en la salida a una carga eléctrica respectiva (200), estando dicho aparato convertidor (109) configurado para suministrar a la línea de potencia de CC principal una potencia eléctrica mayor que, o igual a, la suma de las potencias nominales de cada carga eléctrica (200).

7. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho valor Vref es mayor que la tensión mínima que está permitida en la entrada a dicho convertidor secundario de CC/CA (106) para su funcionamiento.

8. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho sistema (100) comprende un dispositivo de conmutación (107) a través del cual dicho convertidor de CA/CC principal (101) está conectado a la línea de potencia de CC principal (301), estando dicho dispositivo de conmutación (107) configurado para conectar y desconectar selectivamente dicho convertidor de CA/CC principal (101) a y de la línea de potencia de CC principal si la tensión de CC generada por el generador fotovoltaico (302) es menor y, respectivamente, mayor que, o igual a, dicho valor Vref.

9. Sistema de acuerdo con la reivindicación 8, en donde dicho dispositivo de conmutación (107) comprende un circuito eléctrico de bloqueo provisto de al menos un diodo de bloqueo, estando dicho circuito eléctrico de bloqueo conectado a la línea de potencia de CC principal (301) y a dicho convertidor de CA/CC principal (101) de tal manera que dicho diodo de bloqueo es:

• directamente polarizado si dicha tensión de CC es menor que dicho valor Vref, conectando de esta manera dicho convertidor de CA/CC principal (101) a la línea de potencia de CC principal (301), y es

• inversamente polarizado si dicha tensión de CC es mayor que, o igual a, dicho valor Vref, desconectando de esta manera dicho convertidor de CA/CC principal (101) de la línea de potencia de CC principal (301).

10. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho sistema (100) comprende un aparato de control (108) conectado operativamente a dicho convertidor de CA/CC principal (101) y configurado para activar y desactivar este último si dicha tensión de CC es menor que, o igual a, y, respectivamente, mayor que dicho límite preestablecido.

11. Sistema de acuerdo con la reivindicación 10, en el que dicho aparato de control (108) está conectado operativamente a dicho convertidor secundario de CC/CA (106) a través de una conexión inalámbrica, estando dicho aparato de control (108) configurado para activar y desactivar dicho convertidor secundario de CC/CA (106) en función de intervalos de tiempo preestablecidos.

12. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde dicha línea de potencia de CC secundaria (104) está conectada a los conectores de un circuito formado por un módulo fotovoltaico (308) o por una pluralidad de módulos fotovoltaicos (308), conectados entre sí en serie, de una cadena fotovoltaica (304) de dicho generador fotovoltaico (303).

13. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde el generador fotovoltaico (302) es apto para generar potencia mayor que, o igual a, 100 kW.

14. Planta fotovoltaica (300) que comprende:

• una línea de potencia de CC principal (301), un generador fotovoltaico (302) que comprende un circuito fotovoltaico (303) que está compuesto por una o más cadenas fotovoltaicas (304) conectadas en paralelo a la línea de potencia de CC principal (301) y está configurado para generar una primera corriente continua (IDC1) y una tensión de CC continua, una línea de potencia de CA principal (305) conectada a una red de distribución eléctrica (306), al menos una carga eléctrica (200) que puede energizarse con corriente alterna y

• un sistema (100) para energizar cargas eléctricas (200) con corriente alterna de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 13.

15. Método para energizar cargas eléctricas (200) con corriente alterna en una planta fotovoltaica (300) de acuerdo con la reivindicación 14, comprendiendo dicho método las siguientes etapas:

• conectar el aparato convertidor (109) a la línea de potencia de CA principal (305) y a la línea de potencia de CC principal (301),

• conectar el convertidor secundario de CC/CA (106) en la entrada a una línea de potencia de CC secundaria (104), conectada a los conectores de un módulo fotovoltaico (308) del generador fotovoltaico (302) o de un circuito formado por una pluralidad de dichos módulos fotovoltaicos (308) conectados entre sí en serie y en la salida a al menos una carga eléctrica (200),

• convertir, por medio del aparato convertidor (109), una corriente alterna que circula en la línea de potencia de CA principal (305) en una segunda corriente continua (IDC2), alimentando esta última al circuito fotovoltaico (303) a través de la línea de potencia de CC principal (301) si la tensión de CC generada por el generador fotovoltaico (302) es menor que un límite preestablecido, para energizar el generador fotovoltaico (302) y

• convertir, por medio del convertidor secundario de CC/CA (106), una corriente continua que circula en la línea de potencia de CC secundaria (104) en una corriente de suministro alterna (IAC), alimentando esta última a la al menos una carga eléctrica (200) para energizarla.