Projecte executiu de la instal·lació elèctrica d'alta tensió per a nova planta de generació d'energia solar

Abstract

Aquest Treball defineix i justifica tècnicament una instal·lació elèctrica híbrida fotovoltaica amb emmagatzematge en bateries, amb connexió a 25 kV al terme municipal de Sant Jaume dels Domenys. La instal·lació integra una planta fotovoltaica de 6.072,51 kWp, amb potència nominal de 11.590 kW i potència màxima d’injecció regulada de 4.950 kW en el punt de connexió (vegeu l’apartat 1.5), i un sistema d’emmagatzematge basat en un bloc modular de bateries i inversors d’emmagatzematge, coordinats mitjançant un sistema de supervisió i gestió energètica. L’objectiu general és establir una connexió segura i eficient a la xarxa de distribució, d’acord amb les condicions de connexió i el marc normatiu vigent. El treball abasta l’arquitectura elèctrica completa de la instal·lació (camp fotovoltaic, centres de transformació prefabricats, centre de recepció i mesura, línia soterrada d’evacuació en mitja tensió, bloc d’emmagatzematge i serveis auxiliars), així com els càlculs de dimensionament elèctric necessaris: seccions de conductors, caigudes de tensió, corrents de curtcircuit i criteris de coordinació de proteccions en mitja i baixa tensió. També es desenvolupa el disseny del sistema de posada a terra i es verifica la seva adequació als límits de tensió de pas i de contacte. La traçabilitat normativa es fonamenta en el REBT i les seves ITC, el reglament d’alta tensió i les ITC-RAT, les normes UNE/IEC aplicables i les normes particulars de la companyia distribuïdora. Metodològicament, s’estableix un conjunt de criteris de coherència tècnica interna, selectivitat i protecció, compatibilitat electromagnètica i seguretat de les persones i de les instal·lacions. Es defineixen els esquemes unifilars i funcionals, es fan servir fulls de càlcul i eines de suport per al dimensionament elèctric i s’analitzen els principals modes d’operació del conjunt fotovoltaica + BESS des del punt de vista elèctric i de protecció. Igualment, es descriuen les mesures de seguretat específiques associades al sistema de bateries (ventilació, detecció i mitigació d’incendis, compartimentació i interbloquejos), els protocols bàsics de proves i posada en servei i les solucions d’obra civil requerides (fonamentacions, canalitzacions, accessos i drenatges) per a la correcta implantació i manteniment de les instal·lacions. Els resultats obtinguts posen de manifest la viabilitat tècnica de la connexió proposada i la coherència del dimensionament adoptat, tant pel que fa a conductors i aparellatge com a les condicions de posada a terra i de protecció. La configuració del centre de recepció i mesura i dels centres de transformació permet integrar el sistema d’emmagatzematge dins l’esquema de mesura i protecció en mitja tensió, d’acord amb els criteris de la distribuïdora. Com a possibles línies de continuació del treball es planteja la realització d’un estudi econòmic més detallat, l’anàlisi d’estratègies avançades de gestió energètica per al BESS i l’aprofundiment en els aspectes de monitoratge i manteniment predictiu al llarg del cicle de vida de la instal·lació.

This Bachelor’s Thesis defines and technically justifies the electrical installation of a hybrid photovoltaic power plant with battery energy storage connected to the 25 kV distribution network in Sant Jaume dels Domenys. The installation combines a 6,072.51 kWp PV field, with a nominal power of 11,590 kW and an export limit of 4,950 kW at the point of connection, and a modular battery system with storage inverters controlled by an energy management system (EMS). The main objective is to achieve a safe and reliable grid connection that complies with the applicable regulations and with the connection conditions set by the distribution system operator. The work covers the complete electrical architecture of the installation (PV array, prefabricated transformer substations, reception and metering substation, 25 kV underground evacuation line, battery block and auxiliary DC and AC services) and the main sizing calculations: conductor cross-sections, voltage drop, short-circuit currents and coordination of protections in medium and low voltage. The earthing system is designed and checked against admissible step and touch voltages, and the regulatory framework is based on the Spanish Low-Voltage and High-Voltage Regulations together with relevant UNE/IEC standards and the DSO’s grid codes. From a methodological point of view, the thesis establishes criteria for internal technical consistency, selectivity and protection, electromagnetic compatibility and safety of people and equipment. Single-line and functional diagrams, calculation sheets and manufacturer data are used to structure the design; specific safety measures for the battery system (ventilation, fire detection and mitigation, compartmentalisation and interlocks), basic testing and commissioning procedures, and the required civil works (foundations, trenches, accesses and drainage) are also described. The results show that the proposed design is technically feasible, consistent with the adopted ratings and compliant with the regulatory requirements. The configuration of the transformer substations and the reception and metering substation allows the storage system to be correctly integrated into the medium-voltage protection and metering scheme. As possible future work, the thesis suggests carrying out a more detailed economic assessment, analysing advanced EMS strategies for the BESS and deepening the monitoring and predictive maintenance aspects over the life cycle of the installation.