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Transformadores y celdas
de Media Tensión para plantas fotovoltaicas

Las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) cada vez están más presentes dentro de la generación de energía eléctrica en Chile. Y es que cada día existe más conciencia ambiental y más exigencias para la generación con combustibles convencionales, lo que ha fomentado la construcción de proyectos solares fotovoltaicos en el país.
Transformador 25/30 MVA, 110/23 kV, Central Solar los Loros.

Los altos niveles de radiación presentes en las regiones del norte de Chile generan un excelente lugar para la instalación de paneles solares, difícil de igualar en otras partes del mundo. Junto con esto, la demanda de transformadores elevadores y accionamientos para estos parques también se ha elevado.

En una planta fotovoltaica, la energía generada por las celdas solares es inyectada al sistema gracias a diversos equipos, lo que es realizado en dos etapas:

En primer lugar, la tensión generada por las celdas solares es invertida y elevada hasta un nivel entre 12 y 36 kV mediante un transformador de media potencia, para luego ser canalizada a través de celdas de Media Tensión.

En segunda instancia, la energía es conducida a través de un switchgear hacia uno o dos transformadores de gran potencia.


Conjunto de Media Tensión

En la mayoría de los casos, los inversores deben estar aislados galvánicamente entre sí, por lo que es posible especificar transformadores con dos secundarios para no tener que dimensionar un transformador por cada inversor, reduciendo significativamente los costos y los espacios utilizados dentro de la planta. Estos transformadores (recuadro 1) deben ser diseñados para cumplir con las exigencias requeridas por los inversores, tales como blindajes entre devanados AT y BT o la capacidad de soportar fuertes pendientes en la señal de tensión.

Dado que los inversores actuales tienen potencias del orden de 500 a 1000 kVA, es usual que los transformadores se requieran en potencias desde 750 a 2500 kVA en el caso de usar doble secundario. Por otro lado, tomando en cuenta la cantidad de polvo en suspensión y las condiciones adversas del desierto, o bien las lluvias y la humedad de otras zonas, resulta atractiva la opción de un equipo inmerso en fluido refrigerante, ya que la parte activa está protegida del medioambiente por un estanque metálico herméticamente sellado. Toda la energía suministrada por estos transformadores es recolectada a través de celdas en Media Tensión especialmente adaptadas para este propósito y conducida hacia un switchgear principal.


Switchgear y transformador de potencia

El switchgear recoge la energía desde las celdas de Media Tensión y la dirige hacia el transformador de potencia, además de contener elementos de maniobra y protección para operar la planta. El transformador, en tanto, se encarga de inyectar directamente la energía en Alta Tensión al sistema interconectado. En este tipo de transformadores (recuadro 2) se utiliza principalmente grupo de conexión Ynd1-11, aunque eventualmente se puede especificar Dyn1. Dependiendo del tamaño de la planta fotovoltaica, se puede usar un solo equipo o bien dos o más en paralelo y generalmente sus potencias van desde 5 hasta 100 MVA.


Tendencias actuales

En un mercado que busca cada vez más eficiencia es que se han buscado alternativas para reducir costos y tamaños, como es el caso de la fabricación con BIL reducido. Esto consiste en que el neutro del devanado estrella se diseña con un BIL inferior al de los terminales de fase, amparado en que generalmente va sólidamente aterrizado, lo que permite una reducción de costo importante respecto a un equipo con BIL completo junto con una disminución en el tamaño del equipo. Esta opción está descrita en las normas internacionales de transformadores y no representa en absoluto una merma en su calidad o robustez. Son numerosos los parques de mediana y gran envergadura que ya están en funcionamiento en el país, algunos superando los 100 MW de potencia instalada, mientras que otros se están evaluando o construyendo en este momento. Una cantidad importante de empresas del rubro ha decidido que los transformadores de sus parques solares sean fabricados en Chile, lo que trae ventajas como menores plazos de entrega, servicio de postventa cercano, conocimiento de estándares y realidades locales, experiencia en el área, etc. Por ejemplo, el primer parque industrial en Chile fue Calama Solar 3 construido en Chuquicamata y su transformador fue fabricado por RHONA S.A.


Transformadores en Media Potencia

1 o 2 devanados en BT.

Tensiones BT entre 200 y 500 V y conexión estrella con o sin neutro.

Tensiones AT entre 12 y 36 kV y conexión delta.

Potencias entre 750 y 2500 kVA.

Líquido aislante aceite mineral, vegetal o silicona.

Pérdidas estándar o reducidas.

Nivel de ruido estándar o reducido.
Recuadro 1.

Transformadores de Poder

BIL reducido o completo en el neutro.

Tensiones BT entre 12 y 36 kV y conexión delta o estrella.

Tensiones AT entre 69 y 220 kV y conexión estrella o delta.

Potencias entre 5 y 100 MVA.

Líquido aislante aceite mineral, vegetal o silicona.

Pérdidas estándar o reducidas.
Recuadro 2.

Gentileza de RHONA S.A. www.rhona.cl
Septiembre 2016
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Comentarios acerca de este artículo
GUSTAVO SALAS GAMEZ SUBESTACIONES (21/08/2020)
solicitud de precio aproximado de equipo e instrumentos necesarios para producir 30mva con paneles solares para zona de Bermejillo Durango
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