0788063.pdf - UNIVERSIDAD NACIONAL AUTu00d3NOMA DE...

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
FACULTAD DE INGENIERÍA
Propuesta para el diseño de una
planta fotovoltaica para su
conexión a la red eléctrica nacional
TESIS
Ingeniero Eléctrico Electrónico
Que para obtener el título de
P R E S E N T A
Edgar Arcos Castillo
DIRECTOR DE TESIS
Ing. David Vázquez Ortiz
Ciudad Universitaria, Cd. Mx., Ingresa 2019

UNAM – Dirección General de Bibliotecas
Tesis Digitales
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i
Agradecimientos
A mi familia por su comprensión, confianza y amor incondicional, que siempre
me han impulsado a seguir mis sueños y metas.
A mis amigos: Mariana Flores, Fabián Marín, Ameyaltzin Sánchez, Diego
Vázquez, Valeria León, Diego Martínez, Eduardo Villa, Stephan López y Juan Báez por
motivarme a seguir adelante en los momentos más difíciles y siempre apoyarme para
seguir creciendo.
A mi asesor de tesis, el Ing. David Vázquez Ortiz por hacer posible la realización
de este trabajo con la aportación de sus conocimientos y su dirección para el desarrollo
del proyecto.
Al Dr. Saúl de la Rosa Nieves por todo el crecimiento que aportó a mi desarrollo
profesional, además de siempre confiar en mis capacidades e impulsarme a cumplir
grandes metas.
A mis profesores y a la Facultad de Ingeniería por todo el conocimiento que
adquirí y me permitió formarme como ingeniero.

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Índice
Agradecimientos .................................................................................................................................. i
Índice ................................................................................................................................................... ii
Introducción ........................................................................................................................................ 1
1. Justificación del proyecto ................................................................................................................ 2
1.1. Objetivo .................................................................................................................................... 2
1.2. Planteamiento del problema ................................................................................................... 2
1.3. Demanda y oferta de energía eléctrica .................................................................................... 3
1.4. Energías renovables ................................................................................................................. 4
1.5. Energías limpias ........................................................................................................................ 5
1.6. Tendencias fotovoltaicas en México ........................................................................................ 6
2. Marco teórico .................................................................................................................................. 8
2.1. Paneles fotovoltaicos ............................................................................................................... 8
2.2. Inversores ............................................................................................................................... 10
2.3. Transformadores de potencia ................................................................................................ 15
2.4. Subestaciones eléctricas ........................................................................................................ 21
2.4.1. Interruptores ................................................................................................................... 22
2.4.2. Cuchillas desconectadoras .............................................................................................. 23
2.4.3. Relevadores de protección .............................................................................................. 25
2.4.4. Transformadores de instrumentación ............................................................................ 27
2.4.5. Barras colectoras ............................................................................................................. 28
3. Características del sistema para la implementación del parque fotovoltaico .............................. 29
3.1. Definición de la capacidad del parque ................................................................................... 29
3.2. Selección del sitio para el parque .......................................................................................... 29
3.2.1. Mapa de radiación solar en México ................................................................................ 30
3.2.2. Verificación de disponibilidad del sitio ........................................................................... 33

iii
3.3. Definición de niveles de tensión de operación del parque .................................................... 36
4. Generación .................................................................................................................................... 38
4.1. Selección de paneles fotovoltaicos ........................................................................................ 39
4.2. Distribución de los paneles .................................................................................................... 43
4.3. Controladores de carga .......................................................................................................... 48
4.4. Baterías ................................................................................................................................... 49
4.5. Inversores para la conversión de C.D. a C.A. .......................................................................... 53
5. Subestación ................................................................................................................................... 55
5.1. Transformador de potencia