ARMÓNICOS Y FOTOVOLTAICA

Hay una preocupación creciente por la aparición de Armónicos en la red y especialmente debido a instalaciones de Energía Fotovoltaica.

Como gestor energético, durante el último año, no solo me he centrado en medir energía, sino que he destacado la importancia de controlar la calidad de la energía. Resulta que no es oro todo lo que reluce ni son kilowatios todo lo que pagamos en nuestras facturas eléctricas…

Las redes de distribución eléctrica transportan mierdecita, además de hermosos kilowatios de energía Activa con curva senoidal perfecta…

Imagen de armónicos obtenida de la web. Onda Senoidal perfecta y onda real con perturbaciones debido a armónicos.

Calidad Eléctrica en el Suministro.

Para los que estén menos introducidos en la normativa, la calidad de suministro viene determinada por dos normativas principales; Una norma que establece los parámetros de la electricidad que hay que suministrar, y otra norma que establece las características para que los aparatos funcionen con electricidad (y no exploten)

  1. CALIDAD DE SUMINISTRO: EN 50.160
  2. COMPATIBILIDAD ELECTROMAGNÉTICA: IEC 61.000

Para que nos entendamos, voy a explicar estas normas en un lenguaje muy llano, así que pido disculpas a los eruditos normativos. Si queréis profundizar en estas normas de obligado cumplimiento, os recomiendo buscarlas en internet en inglés, ya que son normas internacionales y las encontrareis muy fácilmente publicadas. Si las queréis en español, ya sabemos por dónde hay que pasar…

EN 50.160. ¿CÓMO SE SUMINISTRA LA ELECTRICIDAD?

Esta importantísima norma establece cómo debe ser la electricidad en toda Europa.

Toda la red eléctrica europea está conectada y tiene las mismas características. El problema es que la norma permite unos niveles muy amplios de armónicos (THD), de voltaje (V) y de frecuencia (Hz) que pueden producir y producen problemas en nuestras instalaciones.

La EN 50.160 determina las características de la calidad de la red eléctrica:

  • Voltaje: 230V y pude variar +/- 7% (243 V / 217 V)
  • Frecuencia: 50Hz y puede varia +/- 0,5% (49,5Hz / 50,5Hz)
  • Armónicos de Tensión como máximo 8% de TDH U. (Pero a partir de 4% TDHU ya tendremos muchos problemas)

Y poco más… Hay muchos parámetros que no regula, y que pueden producir el fallo o mal funcionamiento de nuestros edificios e industrias. Es decir, la norma de calidad eléctrica global universal, no regula como deben ser los Armónicos de Intensidad(%THD I), entre otras.

IEC 61.000-x ¿CÓMO CONSUMEN LA ELECTRICIDAD LOS APARATOS?

En el otro lado de la balanza están los equipos que funcionan con electricidad. Las normas 61.000 (y toda la familia) detallan las condiciones de funcionamiento y compatibilidad de cualquier equipo que se vaya a conectar a la red eléctrica europea.

Un aparato debe ser capaz de poder funcionar con una corriente de hasta 250 voltios, hasta 40ºC de temperatura. Debe estar probado y garantizado por el fabricante, etc.

Además, y esto es el gran desconocido, todos los equipos eléctricos, de acuerdo a su potencia y características, deben cumplir con los múltiples apartados y sub apartados de la norma que limita las perturbaciones armónicas que puede generar cualquier aparato eléctrico.

Es decir:

¿Cómo garantiza el sistema eléctrico europeo que la calidad eléctrica va a ser adecuada? Publicando normas que limitan que los aparatos eléctricos conectados a la red eléctrica no van a generar más armónicos que los que permite la norma IEC 61.000 y todas sus partes.

¿Y qué es lo que ocurre en la realidad? (Al menos en España, que yo sepa) Pues que unas veces se cumple y otras veces no…

En muchos casos, iluminación LED de origen chinesco, motores y arrancadores mal reparados, variadores de frecuencia en su versión barata (sin filtros), y mil y una circunstancias que nos encontramos en el día, incumplen de forma flagrante las normas de obligado cumplimiento. Porque estas normas es normal que se cumplan para productos que un fabricante comercializa. Pero cuando de hablamos de conjuntos de instalaciones esto no aplica, vamos a morir a la Directiva de de Máquinas 1215 de 1997 (si de hace 22 años, la tierra del casi todo vale)

Los armónicos que producen los equipos y máquinas eléctrica «defectuosas o no» y resto de perturbaciones se vierten a la corriente eléctrica, provocando fallos eléctricos en tu propia red y en la red del vecino.

Fotovoltaica: ¿Electricidad gratis de calidad?

Dime cuanto cuesta tu inversor y te diré la calidad de tu suministro eléctrico.

El Inversor es el equipo que se va a encargar de transformar la corriente continua (DC) producida en los paneles solares en valiosa Corriente Alterna (AC) preparada para ser consumida por nuestros aparatos eléctricos y en última instancia vertida a la red eléctrica para nuestros vecinos, vendida como excedentes, tal como puedes ver en el artículo: GUÍA DE ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA PARA AUTOCONSUMO

La Calidad de la Electricidad producida en tu instalación solar está determinada en la norma IEC 62109-x Seguridad de los convertidores de potencia utilizados en sistemas de potencia fotovoltaicos. Que es una variante de las normas de Compatibilidad Electromagnética (CEM)

Por su puesto que todos los fabricantes de inversores, ponen en su pegatina que el producto cumple con el Marcado CE, cumple con todas las pruebas de ensayo según normas IEC, y además tiene marcados de calidad, colores bonitos y brillan en la oscuridad.

Pero la realidad es que nos basamos única y exclusivamente en la confianza: Confianza del cliente final, confianza del promotor o proyectista, confianza del instalador, confianza del distribuidor…

Aquí os dejo la Imagen de un Certificado de -cumplimiento de Norma de SMA solar:

Esta imagen corresponde con un Certificado de cumplimiento de norma de un Inversor de la empresa SMA, extraído de su web, como ejemplo de Certificado de Fabricante.

El problema de la calidad eléctrica y los Armónicos

En este artículo estoy simplificando mucho los entresijos del cumplimiento normativo y la realizad de las instalaciones.

Cuando en una instalación eléctrica colocas un analizador de redes y mides según la norma EN 50.160 y registras la aparición de Armónicos THDU (%) la siguiente pregunta es:

¿Quién es el causante de la perturbación armónica?

  • La compañía suministradora
  • Tu propia instalación
  • El vecino
  • La nueva instalación fotovoltaica
  • Otro

Esta pregunta suele ser muy complicada de resolver, pues, cuando apagas tus aparatos y no hay consumo, los armónicos también desaparecen.

Imagina que has instalado un nuevo compresor de aire en tu fábrica. Y de repente en el último mes se te ha frito 2 veces el SAI. Medimos en la red y cuando el compresor funciona hay Armónicos, pero cuando el compresor está parado, no hay Armónicos. Para poder asegurar que el causante es el compresor, deberíamos medir desde una red independiente, como un grupo electrógeno, y si se repite el patrón, podremos afirmar que el compresor es el causante.

Si disponemos de un Grupo Electrógenos en nuestro edificio, podemos desconectarnos de la red eléctrica y verificar si la perturbación eléctrica la generamos nosotros (Nuestros aparatos) o nos viene de la red.

Armónicos en una Instalación Fotovoltaica.

En el caso de una instalación fotovoltaica, será relativamente fácil medir la calidad eléctrica producida por el inversor.

Si desconectamos la instalación de la red, y trabajamos en isla podremos medir de forma directa la calidad de suministro de electricidad fotovoltaica nuestra red. Si el inversor causa subidas de tensión o micro-cortes, perturbación armónica, etc. Lo podremos fácilmente identificar.

Recomendaciones de Calidad Eléctrica:

En base a mi experiencia como gestor de energía, el precio de la luz no lo es todo. Un gestor energético debe ser capaz de dar soluciones técnicas para reducir el impacto energético de la empresa, así como detectar incidencias relacionadas con los suministros energéticos.

Aquí os dejo una serie de recomendaciones:

1-     Controlar la Calidad de la Energía de la empresa:

Ejemplo de Monitor de Cabecera: ACCUENERGY de Cliensol Energy, conectado a web server. Mide y registra datos de calidad de suministro

Un Medidor de Cabecera no sirve de mucho si no deja registros. Por 50€/mes puedes tener monitorizada la calidad de tu suministro eléctrico con un software en la web y registros de la calidad de la electricidad suministrada por la distribuidora.

El Gestor Energético de la empresa debería ir más allá de una negociación de precios una vez al año.

El ahorro no solo está en el precio de la energía, también en el Control…

2-     Realizar las Inspecciones Reglamentarias con empresas de valor:

Las inspecciones de Baja Tensión y Baja Tensión son obligatorias, y casi todo el mundo las hace. Es una burocracia, que sirve poco más que para justificar impuestos y tasas.

¿Te has planteado alguna vez cambiar de empresa de Inspecciones? Recomiendo hacer tus inspecciones con una empresa que te de valor.

Desde hace años que veo empresas de inspecciones que entregan el papel y hasta luego, frente a empresas que aportan soluciones cuando toca pasar por la obligación. Y los precios son los mismos.

Es recomendable contratar las inspecciones con empresas que aporten algo más que un acta de inspección. Siempre digo que la inspección obligatoria es una gran oportunidad de testar la funcionalidad y seguridad de las instalaciones y la empresa de mantenimiento.

3-     Dar formación al personal de Mantenimiento: Termografías y Calidad Eléctrica:

Si tu personal de mantenimiento va desbordado y además con los mismos conocimientos con los que se formó hace mil años, difícilmente va a poder dar solución y mejoras para la empresa, mucho menos poder hacer eficiencia energética y ahorro.

En mi experiencia los instaladores y mantenedores con el conocimiento actualizado hacen funcionar instalaciones eficientes.

Las instalaciones son cada vez más complejas, reciclar el conocimiento con cursos y nuevas competencias, no solo despiertan la motivación del personal, sino que ayudan a mejorar la eficiencia:

  • Termografías en cuadros eléctricos e instalaciones térmicas.
  • Cursos, Ferias y Jornadas de Eficiencia energética de instalaciones.
  • Calidad de suministro eléctrico.
  • Baterías de Condensadores y energía reactiva.
  • Diseño y Mantenimiento de instalaciones Fotovoltaicas
  • Medición de energía eléctrica y térmica.

Por no hablar de los valiosos contactos que se hacen en cursos y jornadas técnicas. Un profesional vale sus conocimientos y sus contactos.

4-     Exigir todos los certificados de calidad de los nuevos equipos:

Los trabajos terminan después de la puesta en marcha llevando a cabo una recopilación de todos los certificados de los equipos, el certificado de final de obra, el registro de la instalación, la legalización de la nueva instalación, el registro industrial, el contrato de mantenimiento firmado, etc.

Y en mi opinión, solo después de tener toda esta documentación a buen recaudo, es cuando hay que pagar la última factura.

En España, después de pagar, no encuentras a nadie. (No se si os suena).

5-     Analizar la fuente de los problemas:

Un responsable debe preguntarse porque se ha producido un fallo de manera proporcional al coste de su reparación. En España estamos demasiado acostumbrados a reparar mediante parches y trasladar el problema a «más adelante».

En mi experiencia las empresas que tratan de encontrar la fuente del problema y resolverlo, no solo atajan un dolor de cabeza/bolsillo que se puede alargar hasta el infinito, sino que aprenden de los problemas y evitan que se reproduzca en otras instalaciones o incluso lo trasladan como mejora a sus clientes.

Resumen:

Esta es solo mi experiencia como inspector eléctrico de baja y alta tensión (en el pasado) y como auditor y gestor energético (en el presente). Pero estoy seguro que muchos compañeros pueden aportar anécdotas y cuestiones al respecto. Te animo a que dejes aquí el tuyo!

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