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Instalación solar
Tabla de contenidos
Descripción
El esquema de la instalación solar, actualizado a fecha 13 de junio de 2024, es el siguiente:
Los elementos de la instalación son:
- Paneles solares, instalados en el tejado, con orientación sur. Son 12 paneles Jinko Solar JKM275,de 24 voltios nominales y 275 watios pico, conectados en serie (288 voltios) que entregan una potencia pico total de 3300 watios.
- Elementos activos solares: Inversor SUN2000 3KTL-L1 de Huawei, con una batería Luna2000 que se compone de una unidad de control y 2 módulos de 5kWh (10 kWh en total), y una unidad de Backup Box que conmuta la línea de respaldo (backup) en caso de fallo de la red principal de 220v. El inversor SUN2000 se conecta a un medidor DDSU666-H a través de RS485, que sirve para balancear el retorno de potencia solar a la red, cuando se utilizan las baterías.
- Cuadro de control solar, que incluye un interruptor diferencial autoarmable de 40A, para protección de la instalación, y la conexión del circuito de respaldo (cables señalados en negro) a través de un limitador de 16A (3680W) y un interruptor Zigbee, usado fundamentalmente para medición de consumo. Este cuadro está situado en el garaje, a la derecha del inversor.
- Cuadro general de la casa. En el cuadro general, la conexión al inversor se realiza por medio de un conmutador de 20A (potencia máxima 4600 watios). El cuadro también recibe del garaje una línea de Backup, conectada por medio de un limitador de 16A a la línea de enchufes de la casa (color negro).
- Sistemas de control. Son fundamentalmente dos: El propio del fabricante denominado Fusion Solar, al que se accede desde la App (iOS y Android) del mismo nombre, o mediante Home Assistant, servidor instalado en el garaje, que también se accede mediante app o página web. La conexión de Fusion Solar al inversor se realiza por Wifi y de Home Assistant al inversor se realiza mediante RS 485.
Funcionamiento
Operación normal
En modo normal, el inversor recibe potencia de las placas solares (en continua) y lo transforma en corriente alterna. La potencia de salida se envía a la casa , regulando dicha potencia de salida de forma que el consumo de la casa desde la red de 230v sea cero (aproximadamente). Si la potencia generada por los paneles solares en ese momento es superior a la necesaria para la casa, entonces el exceso de potencia se almacena en la batería. Si la batería está ya totalmente cargada (100%), entonces el exceso de potencia se devuelve a la red. Con el contrato de autoconsumo actual, ello implica un descuento de la factura de consumo eléctrico del mes.
En el caso en el que la casa solicite más potencia de la que generan en ese momento los paneles (por ejemplo, por la noche), entonces la potencia necesaria para la casa se toma de la batería, descargándola. Pero si la batería se ha descargado (actualmente el limite de descarga de la batería es del 20%), entonces la potencia que necesita la casa se toma directamente de la red. En esa situación se produce consumo neto, que se facturará a final de mes, descontando la energía devuelta que se comentó anteriormente.
Operación en fallo de red
Si por cualquier motivo falla la red principal de 230v, el inversor lo detecta, y conmuta el Backup Box, desconectando el inversor de la red pero manteniendo conectado el circuito de Backup (color negro en el diagrama).
En esta situación, el inversor y las baterías operan igual que en situación normal, excepto que sólo se alimenta el circuito de backup y que no se consume ni se devuelve ninguna energía a la red, ya que está desconectada.
Es decir, se utiliza la energia solar, y si no es suficiente, se utiliza la batería. Si la batería se descarga por debajo del 5%, y no hay energía solar, el circuito de backup también se detiene y todo se apaga.
El circuito de backup alimenta actualmente:
- Toda la iluminación del garaje, incluida la escalera que sube a la planta baja
- El mini-CPD del garaje (servidores, comunicaciones, Home Assistant, etc), que además llevan una SAI
- El arcón congelador del chiscón del garaje
- Los motores de los portones principal y exterior del garaje
- Desde la línea de backup del cuadro principal, se alimenta también el frigorífico de la cocina
- Alarma de la casa y cámara del recibidor
- Multimedia de la cocina (TV, tablet, estación meteorologica)
- Determinados enchufes de la casa (hay confusión sobre exactamente cuales enchufes de la casa están alimentados de backup y cuales de la línea de alumbrado, porque están mezclados).
Actualmente, el circuito de Backup consume de forma estable entre 300 y 400 watios, por lo que, en caso de corte de la red, la batería podría proporcionar hasta 30 horas de backup si está totalmente cargada, pero sólo 3 horas si está en el mínimo del 20%.
En época de alta insolación (meses desde abril a septiembre), la batería se descarga por la noche hasta niveles del 30% al 40%, lo que daría para una autonomía, en el peor de los casos, de alrededor de 10 horas, suficiente para alcanzar el siguiente ciclo de insolación diaria.
No obstante, en invierno (meses desde octubre a marzo) es más frecuente que la batería se descargue hasta el 20% por la noche, por lo que en esos casos no está garantizada la continuidad del circuito de backup en todos los casos. Aun así, la cobertura de servicio de backup en caso de fallo de red es muy elevada (se estima superior al 99%)
Carga forzada de la batería
En algunas situaciones, se produce una carga forzada de la batería, es decir, se carga directamente de la red, en lugar de las placas solares.
Esta operación se realiza mediante un automatismo en Home Assistant, y funciona de la siguiente forma:
- Cada día, a una determinada hora (actualmente a las 2 de la mañana) se comprueba el nivel de carga de la batería.
- Si la batería está por debajo de un determinado nivel (actualmente 40%)
- Y si el precio de la energía en ese momento (PVPC) es inferior al precio medio de la energía para ese día (PVPC medio)
- Entonces, la batería se carga de la red, hasta alcanzar el nivel fijado (actualmente 60%), con la potencia fijada (actualmente, 2000 W)
Estos parámetros, así como la configuración y registro de la carga forzada, se programan en la dirección https://ha.feserdel.synology.me/huawei-sun2000/carga-forzada
El objetivo es doble:
- Por un lado, se produce un ahorro, sobre todo en los meses de invierno, ya que la energía nocturna es mucho más barata que la diurna. De este modo se consume la misma energía de la red, pero en momentos en los que es mas barata, gracias a la batería.
- Por otro lado, se minimizan los momentos en los que la carga de la batería es muy baja, y si en ese momento se produce un corte de la red, se disponga de mayor autonomía en el circuito de backup.
Gestión Solar
Gestión Fusión Solar Huawei
La gestión de la planta solar se realiza, primordialmente, mediante la aplicación de Huawei, Fusion Solar.
Desde esta aplicación se pueden configurar los equipos de la instalación y también obtener los datos de funcionamiento.
Cuando se trata de instalar un equipo o hacer configuraciones básicas, o actualizar la version de firmware del inversor o las baterías, la aplicación tiene que estar conectada directamente a la wifi del inversor:
Una vez conectado a la WIFI del inversor, es necesario identificarse con el usuario instalador
También se puede acceder por la página web https://eu5.fusionsolar.huawei.com/unisso/login.action
La página web permite hacer algunas operaciones y configuraciones, y gestionar las alarmas, pero para las configuraciones básicas se necesita la aplicación de iOS o Android.
Gestión Home Assistant
Desde Home Assistant se dispone de un panel para gestionar el sistema solar: https://ha.feserdel.synology.me/huawei-sun2000/default_view
En el menú superior se puede acceder a varios parámetros detallados del inversor:
Un diagrama simplificado de la situacion:
Así como al menú de carga forzada (ya descrito antes).
Problemas y soluciones
Exceso de potencia
El exceso de potencia se puede producir si la potencia total consumida por la casa es mayor que la suma de la que puede suministrar el inversor (bien sea solar o de la batería) y la potencia contratada.
Ya que el inversor es de 3 kW y la potencia contratada es de 3,3 kW, el máximo de potencia es de 6,3 kW si el inversor puede añadir potencia (lo que es cierto casi siempre) o de 3,3 kW como minimo cuando la batería del inversor está descargada y no hay sol.
Esta situación es muy difícil que se presente, sobre todo si se tiene la precaucion de no usar los electrodomésticos que más potencia necesitan (horno, placa, lavadora, secadora, lavavajillas) simultáneamente en momentos de baja carga.
En el caso de que se detecte un exceso de potencia en el contador de la red, dicho contador corta el servicio, restableciéndose de nuevo automáticamente unos 15 minutos después del corte.
Como la batería siempre tiene un margen de reserva de un 10%, en ese momento entraría en funcionamiento el modo backup, alimentando dicha línea de backup durante ese tiempo. Pasado el tiempo, el servicio se restablece automáticamente.
En ese momento es conveniente revisar el uso de los electrodomésticos para evitar que el exceso de potencia se produzca de nuevo.
Hay un problema pendiente de resolver, ya que los aires acondicionados están conectados actualmente a la línea de backup, lo que puede producir que en caso de corte la batería de backup dure menos de lo esperado. El plan es cambiar las conexiones de los aires acondicionados a la línea de electrodomésticos.
Cortes por fugas de toma de tierra en las placas solares
Se ha detectado que en determinadas situaciones, que se producen en momentos de lluvia intensa, las placas solares tienen una fuga eléctrica que produce un corte en el diferencial que alimenta el inversor.
Para aliviar el problema, dicho diferencial dispone de un mecanismo de armado automático que se activa hasta 3 veces en un intervalo de 15 minutos. Cuando se activa, el diferencial dispone de un LED verde que se queda intermitente. Si se activa 3 veces y salta de nuevo en 15 minutos, queda intermitente pero en color rojo.
En situación normal, el LED del diferencial está en color verde fijo. Además, hay un pequeño conmutador a la izquierda, que debe estar en modo «Auto» para activar la función de restablecimiento automático.
Si el problema de la fuga de derivación de toma de tierra en las placas no se corrige en ese intervalo, el inversor queda permanentemente desconectado, siendo preciso el armado manual del diferencial una vez la derivación se resuelve, en un intervalo que puede ser de entre media hora y una hora.
En el tiempo que el diferencial está desarmado se mantiene toda la alimentación de la casa y el circuito de backup en funcionamiento, pero alimentándose directamente de la red.
El problema más grave sería si se produce simultáneamente un fallo de la red y un corte por derivación, porque toda la casa se quedaría sin alimentación, incluido la línea de backup. Hasta la fecha, esa situación no se ha producido nunca.
Otros cortes por mal funcionamiento del inversor
Podría suceder que el inversor se sitúe en situación de fallo y sea preciso reiniciarlo. Normalmente esto se señala en el inversor porque los LED del panel frontal quedan fijos permanentemente en color rojo.
Para reiniciar el inversor, se dan los siguientes pasos:
- Se apaga el inversor. Para ello, se desconecta completamente el inversor de la red, de las placas, y de la batería. Se realiza en este orden:
- Se corta la batería ( interruptor de giro en la propia batería, en el lateral derecho en la parte superior de la misma)
- Se cortan los paneles (interruptor de giro en la zona inferior izquierda del inversor)
- Se corta la red del inversor (diferencial en el cuadro solar)
- Se espera a que el inversor se haya apagado completamente (unos 5 minutos). Se comprueba que todas las luces del panel del inversor están apagadas.
- Se restablecen los interruptores, por este orden:
- Red de 230v del inversor en el diferencial del cuadro
- Placas solares
- Batería
- Transcurridos unos minutos, el inversor volverá al modo normal. Cuando está operando normalmente, se quedan encendidos permanentemente los led verdes central e izquierdo. El LED verde derecho se enciende y apaga indicando comunicación con el sistema de gestión.
Corte del diferencial de la línea de backup
El cuadro de Backup dispone de un diferencial de proteccion propio para la línea de backup. Este interruptor protege los equipos de backup y es necesario cuando funciona en modo isla (linea de backup activada por fallo de la red).
Si en cualquier momento este diferencial salta, se puede activar de nuevo abriendo la puerta del cuadro de backup y subiendo el interruptor situado a la izquierda.
Estadísticas
Las diversas aplicaciones de control proporcionan estadísticas de funcionamiento de la instalación solar. En este apartado se mostrarán las estadísticas de energía que proporciona Home Assistant en el panel Energía, que se accede en la dirección https://ha.feserdel.synology.me/energy
Por defecto, el panel energía muestra la evolucion por horas del día en curso
Se puede visualizar los datos por días, semanas, meses o años, pulsando el icono del calendario situado arriba a la izquierda.
También se pueden comparar los datos con los del mismo periodo anterior
También se pueden descargar los datos en formato CSV para su análisis posterior
