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Subdirección de Distribución
Granjas Solares Aisladas (off-grid)
Ejemplar del Mtro. Jorge Mario Urdi
21 de Febrero de 2013
Proyectos de Electrificación Granjas Solares
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Contenido
Antecedentes
Cobertura del Servicio de Energía Eléctrica
Grajas Solares en Operación
Desempeño Grajas Solares
Retos 2013-2018
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Introducción
La electrificación en México, ha sido un esfuerzo sostenido por el Estado y la sociedad civil desde que fue creada la CFE, hace 75 años: a quien se le encomienda incrementar la generación y ampliar la cobertura del servicio a las poblaciones de la provincia que no contaba con el servicio eléctrico, ya que sus mercados no eran atractivos para las empresas privadas.
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Cobertura del Servicio de Energía Eléctrica
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51910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2012
0.00%
10.00%
20.00%
30.00%
40.00%
50.00%
60.00%
70.00%
80.00%
90.00%
100.00%
29.8
0%
33.8
0%
36.2
0%
39.9
0%
40.7
0%
44.4
0% 58.3
0% 73.2
0% 87.5
5%
94.6
8%
97.6
8%
98.1
1%
Evolución de la Cobertura del Servicio de Energía Eléctrica
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Cobertura del Servicio de Energía Eléctrica
RANGO DE POBLACIÓN
POR HABITANTES
E X I S T E N T E S P O R E L E C T R I F I C A R
LOCALIDADES HABITANTES LOCALIDADES HABITANTES (%)
LOCALIDADES. DE 1 y 2 VIVIENDAS 84,460 451,358 30,622 153,817 0.13%
MENORES A 50 39,340 893,308 10,129 250,044 0.21%
50 A 99 14,715 1,059,471 1,718 174,960 0.15%
MAYORES A 100 53,730 115,106,858 476 1,638,061 1.39%
TOTAL 192,245 117,510,995 42,945 2,216,882 1.89%
POBLACIÓN CON SERVICIO DE ENERGÍA ELÉCTRICA: RURAL: 94.03% URBANA: 99.32% TOTAL: 98.11%
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Ahora tenemos un país con una población de 117 millones de habitantes, en el que más de 115 millones ya tienen servicio eléctrico (98.11%)
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Grajas Solares en Operación
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Antecedentes
El sol ha sido nuestra única fuente de energía desde el principio de los tiempos, ya que propicia la vida en nuestro planeta, es por esto que la energía fotovoltaica ha comenzado un despertar tanto tecnológico como comercial en nuestra sociedad, y en esta empresa no ha sido la excepción.
Para atender los requerimientos de electrificación en comunidades mayores de 100 habitantes que están alejadas de las fuentes de suministro convencionales, se planteo el desarrollo de prototipos de Plantas Eléctrica Solares Aislada, de 40 Kw de demanda y 175 Kw/h de consumo, capacidades que fueron propuestas a la SHCP y a la SENER, para validar las constantes de inversión.
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Granjas Solares en operación:
ESTADO GRANJA SOLAR HABITANTES BENEFICIADOS
COSTO (millones de
pesos)CAPACIDAD
(kWp)
GeneraciónFECHA ENTRADA EN OPERACIÓN
kWh x día kWh x año
Sonora Guaycora 184 13 65.5 175 63875 dic-11
Nayarit La Ciénega 137 8.5 46.3 125 45625 sep-12
NayaritTierra Blanca del Picacho 220 8.9 54 180 65700 dic-12
NayaritGuásimas del
Metate 260 13,5 54 180 65700 dic-12
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La Ciénega 125 kwhGuaycora 175 kwh
Tierra Blanca del Picacho 180 kwhGuásimas del Metate 180 kwh
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Componentes Principales de una ¨Granja Solar¨
Campo Fotovoltaico
Sistema de Acondicionamiento de
Potencia
Banco de Baterías
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Diagrama Esquemático de una de las Granjas Solares en Operación
PANEL FOTOVOLTAICO
INVERSORES
MULTICLUSTER BOX
INVERSORES TIPO ISLAS
BANCO DE BATERIASBANCO DE BATERIAS
RED DE DISTRIBUCIÓN
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Diagrama Esquemático de una de las Granjas Solares en Operación
Sistemas de Operación de las Granjas Solares
En base a las especificaciones realizadas por CFE, se consideraron 2 sistemas: El sistema de generación principal que es para entregar energía a la demanda establecida de 175 kwh y el de los servicios propios de la granja.
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Diagrama Unifilar de los Principales Componentes de una Granja Solar
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Campo Fotovoltaico
Características:• 180 Paneles Fotovoltaicos para el Sistema de Generación Principal• 36 Paneles Fotovoltaicos para Servicios Propios• Potencia = 255 Watts p/c panel• Voltaje Máxima en Operación = 600 V CD• Generación del Sistema de Generación Principal = 45,900 Kw• Generación del Sistema de Servicios Propios = 8,160 Kw• Tiempo de Vida = 25 Años
Componentes de la Caseta de Control
Cuarto de Inversores
Cuarto del Banco de Baterias
Cuarto de Control y Comunicación
Banco de Baterías
Características• 144 Baterías para el sistema de generación principal y 24 Baterías para el sistema de
servicios propios de la granja, Con una capacidad de 68,640 Ah y un tiempo de vida de 13 Años.
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Inversores
Características
• 6 Inversores de corriente que convierten la (CD) del S.F.V en (CA) del sistema de generación principal, con una potencia nominal de 800W y 1 Inversor de 1000 W para el servicio propio de la granja, utilizando un Voltaje máximo de entrada de 600V CD y de salida 220 V CA (ajustable en campo), con 60 Hz de Frecuencia.
• 9 Inversores de corriente tipo islas para los servicios generales y 2 Inversores para los servicios propios de la granja que toman la energía del banco de baterías de CD convirtiéndola en CA de baja tensión (RED),
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RED de Distribución
Transición Subterraneo – Aereo
• Conductor Cable de energía, Al (1/0) – XLP 35B• cable (2+1) 3/0-1/0 de red de baja tensión
Transformador Elevador
• Trifásico• Subterráneo Tipo Pedestal• Arreglo Estrella – Estrella• 75 KVA de Capacidad• 3 pz de transformador pedestal monofásico de 37.5
kVA.• 1 pz de transformador aéreo monofásico de 75
kVA
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RED de Distribución
• Tipo aéreo o subterráneo• Sistema monofásico• Alcance: Red de Distribución de media y baja tención, acometidas y medidores, red
interna de las casas.
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MEDIDORES Y SISTEMA DE MEDICIÓN PARA LOS
SERVICIOS
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LA MEDICIÓN DEL CONSUMO:
1. Instalación de medidores autocontenidos 2 fases-3 hilos con lectura, corte y reconexión remota.2. Instalación de 1 medidor no autocontenido 3 fases-4 hilos de lectura remota en el transformador de la planta3. Instalación de 3 medidores no autocontenidos de lectura remota en tres transformadores de red.4. Instalación de un medidor colector para red MESH de radio frecuencia hacia los medidores de servicios y con comunicación satelital hacia el intranet de CFE.5. Los medidores están limitados por demanda.6. El sistema de control y adquisición de datos estará disponible desde cualquier terminal de red de CFE.7. EL sistema de control y adquisición operará con una interface a SICOM.
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SISTEMA DE COMUNICACIÓN ENLACE
SATELITAL PUNTO A PUNTO
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SISTEMA DE COMUNICACIÓN ENLACE SATELITAL PUNTO A PUNTO.
Se realiza mediante un Enlace Satelital Punto a Punto a una velocidad de 256 kb simétricos entre Granja Solar y Edificio de Zona mas cerca de CFE, consistente en una conexión de banda ancha, la cual permite tener acceso a las aplicaciones o necesidades actuales.
Es un enlace simétrico con el cual se puede alternar entre datos, voz y video, con el mejor rendimiento y sin desperdicio de ancho de banda. Conexión bidireccional permanente.
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Desempeño de Granja SolarGuaycora
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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 240
200
400
600
800
1000
1200
1400Irradiación Solar W/m2 InviernoIrradiación Soar W/m2 Ve-rano
hr
W
Recurso Solar 2012
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ENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOSTO SEPTIEMBRE OCTUBRE0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
Kwh-Mensuales
Demanda mensual Granja Solar 2012
30
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 300
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
Usuario
kWh/bimestral
Comportamiento de consumo bimestral por servicio
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Banco de Baterias
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 240
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
% de Carga de Bancos de Baterías Diario
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VIDEO
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Retos 2013-2018
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Cobertura del Servicio de Energía EléctricaNº ESTADO %
1 COAHUILA 99.53 2 DISTRITO FEDERAL 99.48 3 TLAXCALA 99.35 4 AGUASCALIENTES 99.18 5 JALISCO 99.05 6 MEXICO 98.98 7 COLIMA 98.97 8 QUINTANA ROO 98.97 9 YUCATAN 98.94
10 BAJA CALIFORNIA 98.94 11 GUANAJUATO 98.81 12 NUEVO LEON 98.80 13 MORELOS 98.74 14 SINALOA 98.62 15 ZACATECAS 98.54 16 SONORA 98.48 17 PUEBLA 98.45 18 TABASCO 98.43 19 MICHOACAN 98.24 20 CAMPECHE 97.87 21 HIDALGO 97.86 22 QUERETARO 97.73 23 BAJA CALIFORNIA SUR 97.58 24 VERACRUZ 97.41 25 TAMAULIPAS 97.20 26 NAYARIT 96.89 27 CHIHUAHUA 96.42 28 SAN LUIS POTOSI 96.18 29 DURANGO 96.12 30 CHIAPAS 95.72 31 OAXACA 95.02 32 GUERRERO 95.21
TOTAL 98.11
Ret
o
35
Localidades sin servicio de Energía EléctricaEstado Poblaciones 1 A 49 Habitantes 50 A 99 Mayores de 100
Aguascalientes 10 9 1 0Baja California 95 85 9 1Baja California Sur 17 15 1 1Campeche 28 20 3 5Coahuila 7 7 0 0Colima 5 3 1 1Chiapas 1,184 788 269 127Chihuahua 1,028 800 186 42Distrito Federal 6 3 2 1Durango 370 269 74 27Guanajuato 149 134 15 0Guerrero 661 507 129 25Hidalgo 43 36 6 1Jalisco 157 134 17 6Estado de México 56 42 9 5Michoacán 66 61 5 0Morelos 3 3 0 0Nayarit 174 124 34 16Nuevo León 0 0 0 0Oaxaca 327 250 62 15Puebla 38 34 3 1Querétaro 17 13 4 0Quintana Roo 11 7 3 1San Luis Potosí 70 57 7 6Sinaloa 89 80 9 0Sonora 18 15 2 1Tabasco 39 31 7 1Tamaulipas 75 63 3 9Tlaxcala 4 4 0 0Veracruz 344 290 54 0Yucatán 7 7 0 0Zacatecas 20 18 2 0
TOTALES 5,118 3,909 917 292
Cruzada Nacional contra el Hambre en 400 Municipios
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Ampliaciones en poblados ya electrificados
Estado Ampliaciones 1 A 49 Habitantes 50 A 99 100 A 499 Mayores de 500 habitantes
Aguascalientes 82 22 11 23 26Baja California 563 236 60 114 153Baja California Sur 54 13 6 17 18Campeche 112 24 10 41 37Coahuila 73 12 7 38 16Colima 19 5 1 6 7Chiapas 4,008 535 511 1,915 1,047Chihuahua 365 150 81 108 26Distrito Federal 41 13 4 15 9Durango 207 31 22 83 71Guanajuato 1,286 230 157 532 367Guerrero 2,275 272 249 1,014 740Hidalgo 261 17 22 123 99Jalisco 195 57 26 43 69Estado de México 1,415 59 72 473 811Michoacán 492 88 48 199 157Morelos 32 2 4 12 14Nayarit 85 32 17 31 5Nuevo León 2 1 0 0 1Oaxaca 1,946 269 268 959 450Puebla 358 31 31 147 149Querétaro 250 36 26 93 95Quintana Roo 82 16 6 23 37San Luis Potosí 652 68 72 356 156Sinaloa 556 103 57 180 216Sonora 148 42 8 56 42Tabasco 920 30 27 328 535Tamaulipas 171 49 22 64 36Tlaxcala 15 5 4 3 3Veracruz 2,294 269 192 1,209 624Yucatán 30 3 0 11 16Zacatecas 231 24 24 102 81
TOTALES 19,220 2,744 2,045 8,318 6,113
Cruzada Nacional contra el Hambre en 400 Municipios
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Cartera de Proyectos GSID
Estado Cantidad Habitantes Beneficiados
Durango 24 3,526
Chihuahua 2 251
Coahuila 1 219
Oaxaca 12 2,014
Total 39 6,010
38
GRACIAS POR SU ATENCIÓN