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Folleto Nº 9742.0018
SEMS-2000/3000
SISTEMA DE MEDIDA DE ENERGÍA SOLAR Y ESTACIÓN METEOROLÓGICA
COMPLETA CON FUNCIONALIDADES MUY ESPECIALES
MEDICIÓN VERDADERA Y PRECISA CON TRANSMISIÓN DE DATOS EN TIEMPO REAL
DE LA IRRADIANCIA SOLAR Y DE LA IRRADIANCIA SOLAR ESPECTRAL
EN EL RANGO DE 280 – 4000 nm CON UNA RESOLUCIÓN DE 1 nm, MÁS AEROSOLES,
ESPESOR DE OZONO Y CONTENIDO DE VAPOR DE AGUA EN LA ATMÓSFERA
COMPONENTES DE LA IRRADIANCIA SOLAR
MEDIDAS AUTOMÁTICAMENTE POR EL SISTEMA SEMS-2000/3000
■ Irradiancia Normal Directa (DNI) mediante Pirheliómetro
■ Irradiancia Horizontal Global (GHI) mediante Piranómetro
■ Irradiancia Inclinada Total (GTI) mediante Piranómetro
■ Irradiancia Horizontal Difusa (DHI) mediante Piranómetro con disco de sombra
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Folleto Nº 9742.0018
COMPONENTES ESPECTRALES DE LA IRRADIANCIA SOLAR MEDIDAS AUTOMÁTICAMENTE POR EL
SISTEMA SEMS-2000/3000 UTILIZANDO LOS SENSORES ESPECTRALES GEO-SolarSIM OPCIONALES
■ Irradiancia Espectral Normal Directa (DNSI)
■ Irradiancia Espectral Horizontal Global (GHSI)
■ Irradiancia Espectral Inclinada Global (GTSI)
■ Espesor Óptico de Aerosoles (AOD)
■ Contenido Total de la Columna de Ozono (TCOC)
■ Contenido Total de la Columna de Vapor de Agua
(TCWVC)TCWVC)
ÁREAS DE APLICACIÓN DEL SISTEMA SEMS-2000/3000
# EVALUACIÓN DEL RECURSO DE ENERGÍA SOLAR Y MAPAS SOLARES
# CENTRALES FOTOVOLTAICAS (PV), FOTOVOLTAICAS DE CONCENTRACIÓN (CPV) Y TERMOSOLARES DE CONCENTRACIÓN (CSP)
CON EL OBJETIVO DE:
■ Corrección de los valores de componentes atmosféricos como el Espesor Óptico de Aerosoles (AOD), Vapor de Agua y Ozono obtenidos mediante medidas
satelitales al aplicar modelos utilizados en situaciones
de cielo despejado.
■ Reducir la incertidumbre en la estimación a largo plazo
de la Irradiancia Normal Directa (DNI).
■ Identificación precisa de las condiciones de cielo
despejado, analizando las bandas espectrales atenuadas
por las nubes. Reviste gran importancia en áreas de alta
turbidez tales como Oriente Medio, India, etc., ya que
en base a los datos piranométricos y a los algoritmos
actuales no es posible identificar las condiciones de
cielo despejado.
■ En las Centrales Solares de Torre, la caracterización de la
atenuación de la radiación solar en la trayectoria desde
los helióstatos hasta el receptor solar central.
■ Predicciones de precisión de la radiación solar utilizando
los componentes atmosféricos in situ para corregir el
espesor óptico de aerosoles (AOD), contenido de vapor
de agua y espesor de la capa de ozono y el resto de
componentes.
■ Selección de las mejores tecnologías fotovoltaicas
para ubicaciones específicas en base a su respuesta
espectral.
■ Predicciones exactas a partir de generadores de
imágenes de cielo en combinación con la radiación
espectral y el Modelo de Transferencia Radiactiva (RTM).
■ Modelado y predicción de la producción de energía de
las centrales Fotovoltaicas de Concentración (CPV) de
manera exacta por medio de su respuesta espectral.
Instalación típica en campo del Sistema SEMS-3000 con sensores solares montados en el seguidor solar, más torre meteorológica,
Data Logger y sistema de alimentación eléctrica para operación no vigilada autónoma de todo el sistema
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CONFIGURACIÓN DEL PAQUETE BÁSICO DEL SISTEMA SEMS-2000/3000 (Véase diagrama 9785.0136)
DATALOGGER
SunTracker-2000 o SunTracker-3000
La unidad METEODATA-3000C es una estación automática
de medida, registro y transmisión de datos, teleprogramable,
concebida como unidad completa de montaje compacto
en un armario de polipropileno o metálico resistente a la
intemperie para condiciones de servicio severas (Grado
de Protección IP 67/IP 66 respectivamente, y dimensiones
41x33x20cm).
Una de las ventajas más destacadas de nuestra solución
SEMS es que el seguidor solar SunTracker-2000/3000 no
requiere ningún PC local pues está totalmente controlado
por la estación METEODATA, encargada de medir y registrar
todos los parámetros.
Funciones de control locales y remotas
Las siguientes Funciones de Control del seguidor
SunTracker-2000/3000 se ejecutan en modo local o
remoto desde la Central Receptora de Datos:
■ Calibración Automática de Ejes en todo momento
■ Cambio de las coordenadas geográficas
■ Ajuste Fino de la alineación de los ejes azimutal y de
elevación
■ Activación/Desactivación de los requisitos de radiación
solar durante las operaciones de puesta en marcha y
mantenimiento
■ Sincronización de fecha y hora
■ Configuración de Umbrales de Alarmas de Diagnóstico
OPCIONES PARA EL PAQUETE BÁSICO DEL SISTEMA SEMS-2000/3000
■ Brazo soporte y Disco de Sombra SDK-2000 para medición ■SENSOR GEO-SUN para seguimiento activo del seguidor
automática verdadera de la irradiancia horizontal difusa
solar SunTracker-2000/3000.
(DHI) mediante piranómetro sombreado.
OPCIONES DE COMUNICACIÓN DE DATOS DEL SISTEMA SEMS-2000/3000
La unidad METEODATA del sistema SEMS-2000/3000 registra
y almacena todas las medidas, incluidas la Irradiancias Global
Difusa y Directa, los datos espectrales brutos así como todos
los parámetros meteorológicos adicionales necesarios para
cada proyecto.
Los datos se transmiten a una Estación Receptora Central
y se genera una base de datos SQL completa para posterior
análisis y procesado final de los datos. También es posible la
comunicación con un SCADA local.
La información disponible en la base de datos del Servidor
Central se puede transferir a un servidor web por medio de
nuestra aplicación WEBTRANS Ubiquitas Internet Platform tal
como se describe en el folleto independiente Nº 9780.0031.
Esta Aplicación ofrece información gráfica y numérica vía
Internet a los usuarios autorizados.
De este modo es posible acceder vía Internet al Servidor WEB y
visualizar las curvas de todos los parámetros en tiempo cuasireal así como descargar datos desde su oficina.
Por este motivo, nuestra aplicación WEBTRANS Ubiquitas
Internet Platform constituye también un instrumento muy
eficiente para monitorización de estado, diagnóstico y
mantenimiento remotos del Sistema SEMS.
El seguidor solar Sun Tracker-2000/3000 se puede programar
en modo local desde un PC a través del Datalogger o en modo
remoto mediante conexión 3G/GPRS utilizando nuestra
aplicación TELETRANS-W4K.
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OPCIONES DE COMUNICACIÓN DE DATOS DEL SISTEMA SEMS-2000/3000 cont.
■ Opción "VipService-4K", Servicio de IP Virtual de ■ Opción Protocolos MODBUS, módulo de comunicaciones
"Modbus Slave" integrado en el propio programa de
Geónica que permite la comunicación entre la
Estación remota, permitiendo a un dispositivo Maestro
Central Receptora de Datos y la Estación Remota
(es decir, PC, PLC, RTU, etc.) conectado a la Estación
independientemente de las funcionalidades SIM/
acceder al mapa de variables para:
RUIM del operador (Dirección IP pública, privada,
-Leer valores instantáneos de cada canal en la estática o dinámica, etc.) y que brinda un espectro Estación
completo de funciones de comunicación con todos
-Leer valores estadísticos relativos al último perío
los operadores móviles que proporcionan tarjetas
do de cálculo de cada canal en la Estación SIM/RUIM de acceso a Internet en todo el mundo. La
-Sincronizar la fecha y la hora del Maestro y de opción VipService-4K requiere el módem GPRS-IP ya
la Estación
incluido en el paquete básico.
En función del tipo de enlace físico y del protocolo
Maestro-Estación, se pueden elegir las siguientes
■ Opción INMARSAT, Terminal de Satélite BGAN M2M:
alternativas (que deben definirse por el orden siguiente):
incluidos los cables de antena y de conexión. · Opción MODBUS-RTU, enlace RS232/RS485 vía puerto Comunicaciones bidireccionales. Red de Área Global
Serie, o
de Banda Ancha.
· MODBUS-RTU mediante opción TCP-IP, o bien
· Opción MODBUS-TCP.
■ Opción ETHERNET para la Conexión Directa a Redes
Ethernet, SCADAS, Terminal INMARSAT, etc. Incluye un
conector RJ45.
ACCESORIOS RECOMENDADOS DE MONTAJE
OPERACION AUTONOMA
El seguidor solar SunTracker-2000 y el SunTracker-3000
consumen 2 y 3 vatios, respectivamente, de modo que
se puede alimentar mediante las baterías internas del
Datalogger y un panel solar de aproximadamente 70W, a
dimensionar en función de las condiciones de irradiancia
de cada lugar. Esta prestación es la que marca la diferencia
entre nuestro diseño y el de otros fabricantes, ya que, de
hecho, otros seguidores solares debido a su alto consumo
de energía, requieren alimentación eléctrica en corriente
alterna en el emplazamiento remoto; pero éste no es el
caso de nuestra solución.
■Modelo TM-180-03.
Torre, 3 m de altura (opcional 6 y 9 metros) más un mástil
ajustable de 1,5 m. Sección triangular de 180 mm.
■Modelo SP-360.
Soporte de seguidor solar, integrado por una estructura
metálica tubular (1,5 m de altura) de sección triangular,
rematada por una placa de montaje plana..
Como ya se ha indicado anteriormente, todo el sistema
SEMS, integrado por Datalogger, Seguidor solar, Sensores
y Módulo de comunicaciones, es alimentado por un
paquete de baterías internas de tan solo 2x9 Ah montado
dentro del armario del datalogger, el cual también incluye
un circuito de carga/regulador adecuado que permite la
conexión al panel solar o a la red.
Este paquete estándar de alimentación suministrado
con la configuración básica del sistema permite, en
condiciones normales, una autonomía de hasta 3-5 días
para todo el sistema y, si se requiere una autonomía
superior, se puede calcular y presupuestar un módulo de
alimentación externo adecuado.
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DIAGNÓSTICO AUTOMÁTICO Y ALARMAS (Software ADAS-3000)
El objetivo de la Aplicación ADAS-3000 es alertar al usuario de
la existencia de cualquier anomalía funcional del sistema de
medida (Seguidor Solar, Piranómetros y Pirheliómetros) que,
de otro modo, podría pasar totalmente desapercibida para
cualquier analista que tomase en consideración únicamente
los datos obtenidos para los tres parámetros medidos
(Irradiancias DNI, GHI y DHI) por el sistema de medida.
Por ejemplo, una condición de alerta se puede generar en
cualquiera de las siguientes circunstancias:
Pirheliómetro, Piranómetro y Sensor de Irradiancia Solar
Espectral montados en un Suntracker-3000
La operación conjunta entre el datalogger METEODATA-3000
y el Seguidor Solar SunTracker-2000/3000 constituye
una solución única y exclusiva en su género que permite
aprovechar todas las funcionalidades del Software de
Diagnóstico Automático y Alarma (ADAS-3000) en tiempo
real.
El Software ADAS-3000 instalado en el datalogger analiza
en tiempo real los valores medidos de los tres parámetros
principales de irradiancia solar (DNI, GHI y DHI), supervisando
también los resultados de los algoritmos de ejecución en
modo local que se encargan de la operación del seguidor solar.
Los parámetros de radiación solar monitorizados y los
algoritmos de ejecución local del Sistema SEMS-2000/3000
son:
■
■
■
■
Lecturas de sensores de radiación solar Global, Difusa y Directa.
Relocalizaciones exactas de posición del GPS.
Algoritmo astronómico de seguimiento solar.
Funciones de procesado digital de señales.
El ADAS-3000 determina automáticamente y en tiempo real
la "coherencia" entre los tres parámetros medidos, es decir
los valores de DNI, GHI y DHI, introduciendo estos datos en la
siguiente ecuación que define su relación:
■ Acumulación de suciedad en las cúpulas de los Piranómetros
o en los filtros de vidrio de los Pirheliómetros
■ Degradación de los sensores solares o constante de
calibración incorrecta
■ Nivelación incorrecta del Seguidor Solar
■ Operación incorrecta del algoritmo Astronómico
■ O bien debido a cualquier otro motivo potencial no
identificado
Cuando el ADAS-3000 está instalado en la METEODATA
que controla el Seguidor Solar, midiendo al mismo tiempo
los tres parámetros solares, estas alarmas se pueden enviar
automáticamente vía SMS a un total de hasta 5 usuarios
distintos o vía TCP/IP a una Central Receptora de Datos, con el
fin de advertir a los usuarios sobre el hecho de que una razón
no identificada es la culpable de la baja calidad de los datos
registrados en el emplazamiento.
El estado de alarma se registra también en el canal de alarma
del datalogger, junto con el resto de datos históricos. Es
importante mencionar que no se detectarán de ninguna
manera en tiempo real las diferencias de menor importancia
o incluso aquellas de cierta magnitud entre las mediciones
de cualquiera de estos tres parámetros de irradiancia solar y
sus valores reales (valores correctos), por los motivos antes
indicados, si no se dispone de nuestro singular diagnóstico
automático ejecutado por el ADAS-3000.
Evidentemente, la inconsistencia de los datos medidos se
puede detectar al analizar los datos posteriormente en oficina,
pero puede ser una situación irreversible, por ejemplo, en
el caso de evaluar las condiciones de radiación solar de
un determinado emplazamiento, pues entonces ya será
demasiado tarde ya que en este período de tiempo los datos
solares no serán válidos y los datos correctos ya no se podrían
recuperar.
GHI = DNI • sin ( β ) + DHI
(β = ángulo de elevación del Sol)
Si el ADAS-3000 detecta cualquier inconsistencia o falta
de coherencia porque los valores medidos no cumplen la
ecuación anterior, se genera automáticamente un estado de
alarma.
Este cálculo se realiza cuando se dan determinadas
condiciones en el emplazamiento y teniendo presente ciertas
consideraciones como obstáculos potenciales en el horizonte
o un nivel de irradiancia idóneo, con el fin de evitar falsas
condiciones de alerta.
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Folleto Nº 9742.0018
Plataforma Internet WEBTRANS Ubiquitas
(Herramienta de Publicación WEB)
■Datos de estaciones remotas accesibles desde Internet
■Restricción de acceso mediante el uso de credenciales
■Accesible desde multitud de dispositivos: PCs,
Smartphones, tablets, etc.
■Interfaz visual de página WEB personalizable
■ Instalación y configuración sencillas
■ Visualización de datos históricos en gráficas
■ Últimos datos en panel lateral y rosa de los vientos
■ Descarga de datos
■ Acceso a imágenes tomadas por cámara DIGICAM-3K
El Sistema SEMS-2000/3000 recoge y almacena los
datos, que posteriormente son transmitidos a través de
un sistema de comunicaciones (GSM, GPRS, Ethernet,
Radio, etc.) hasta el Servidor de la Estación Central
(Centro de Recepción de Datos-CRD) donde se genera
una base de datos, disponible para alimentar a las
aplicaciones WEBTRANS y DATAGRAPH
La aplicación WEBTRANS Ubiquitas accede a esta base
de datos para mostrar al usuario los valores medidos
directamente como valores numéricos o a través de
representaciones gráficas de series temporales. Además
permite descargar en varios formatos (CSV, XML, ZIP) y
visualizar las imágenes captadas por las cámaras instaladas
en la estación remota.
SEMS-2000/3000
CENTRO DE RECEPCION DE DATOS
USUARIOS EXTERNOS
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