Transformadores para plantas fotovoltaicas: por qué 0.8 kV y qué más especificar

Las plantas fotovoltaicas a gran escala y los grandes sistemas de techos utilizan inversores centrales o de cadena con una salida de CA de 800 V (a veces 690 V). Conectarlos a la red de media tensión a través de un transformador estándar de 0.42 kV solo es posible con una etapa elevadora intermedia, lo que resulta caro y con pérdidas. La herramienta adecuada es un transformador de distribución con un devanado de baja tensión de 0.8 kV, que ambas series PNACHO ofrecen desde 630 kVA en adelante.

Por qué el devanado de baja tensión debe coincidir con el inversor

Los inversores son dispositivos limitados por corriente. A 800 V, un inversor de 1 000 kW entrega aproximadamente 720 A; a 400 V necesitaría 1 440 A, el doble de la sección del cable, el doble del costo de la barra colectora y cuatro veces las pérdidas I²R en cada metro de cable de baja tensión. Por lo tanto, los fabricantes diseñan grandes inversores para 800 V y el transformador debe seguir.

Cómo dimensionar el transformador para una planta fotovoltaica

• Poder nominal = salida de CA de los inversores, no la potencia pico de CC de los módulos. Un campo de 1.2 MWp con 1 000 kW de inversores necesita un transformador de 1 000 kVA.
• Factor de potencia: los códigos de red requieren que la planta suministre potencia reactiva (cos φ 0.9 – 0.95 inductiva o capacitiva). Dimensione el transformador para la potencia aparente al cos φ requerido, por ejemplo, 1 000 kW / 0.95 = 1 050 kVA → unidad de 1 250 kVA, o acepte sobrecargas cortas.
• Ciclo diario: un transformador fotovoltaico funciona a plena carga durante unas horas alrededor del mediodía y está inactivo por la noche. Las bajas pérdidas en vacío son más importantes aquí que en cualquier otro lugar: durante la noche el transformador es un costo puro.

Grupo vectorial y requisitos del operador de red

La mayoría de los operadores de distribución europeos aceptan Dyn11 para plantas de generación; algunas redes (partes de Polonia, Alemania y Austria) especifican Dyn5. El grupo vectorial no influye en la eficiencia del transformador; es puramente una convención de desplazamiento de fase que debe coincidir con la red existente cuando los transformadores están en paralelo o la protección está coordinada. Los transformadores PNACHO se suministran como Dyn11 por defecto y como Dyn5 a pedido al mismo precio.

Armónicos y corriente de arranque

Los inversores modernos cumplen con los límites IEC 61000 y producen baja distorsión armónica, por lo que un transformador estándar no necesita desclasificación. Aún hay dos puntos que merecen atención:

1. Corriente de arranque al inicio de la mañana: si el interruptor MV se cierra con el transformador descargado, la corriente de arranque puede alcanzar de 8 a 12 veces la corriente nominal durante unos ciclos. Ajuste la protección MV con una restricción de arranque apropiada, o energice desde el lado MV antes de que los inversores se activen.
2. Pantalla electrostática: una pantalla entre los devanados de HV y LV reduce la transferencia de ruido de alta frecuencia de los inversores a la red MV. Es una opción estándar en las versiones fotovoltaicas de PNACHO.

Qué unidad elegir

Para plantas en campo abierto, el PNACHO-O 1000 kVA 21/0.8 kV sellado herméticamente es la opción habitual: clasificado para exteriores, bajas pérdidas en vacío, sin mantenimiento. Para plantas en techos industriales donde el transformador se encuentra dentro del edificio, el PNACHO-D 1000 kVA 21/0.8 kV evita cualquier aceite en el edificio. Todas las variantes fotovoltaicas están listadas en Productos; filtre por baja tensión de 0.8 kV.