Medio AmbienteNoticiasPaisRecientes

todo lo que debes saber

Sistema fotovoltaico Off-grid (aislado): todo lo que debes saber
Imagen: Ariel Celeste Photography – Shutterstock.

Una de las muchas ventajas de la energía solar es que está por todas partes y se puede ser aprovechar gracias a un sistema fotovoltaico fuera de la red.

Ya vivas en una gran ciudad o en una granja/lugar aislado sin acceso a la red, la tecnología fotovoltaica se puede usar para generar tu electricidad.

Lo que se diferencia en cada caso es el tipo de sistema a instalar, sistema fotovoltaico Off-grid u On-Grid.

Diferencia entre los sistemas fotovoltaicos.

Hay dos tipos de sistemas fotovoltaicos, según su conexión a la red pública de distribución de electricidad:

1 – Sistema fotovoltaico aislado, también conocido como sistema fotovoltaico fuera de la red.

2 – Sistema fotovoltaico conectado a la red, también conocido como Sistema fotovoltaico en la red.

Al principio, entre los años 50 y 70 del siglo pasado, los sistemas fotovoltaicos fuera de la red eran el único existente porque su objetivo era llevar la electricidad a lugares donde las redes de distribución no llegaban.

Los grandes ejemplos de uso de sistemas fotovoltaicos fuera de la red son los satélites artificiales (de telecomunicaciones, meteorológicos…) que orbitan nuestro planeta, y todos se alimentan eléctricamente por paneles solares, que son uno de los componentes del sistema fotovoltaico instalado en el satélite.

Los paneles solares fotovoltaicos se usaron para aplicaciones terrestres, principalmente en telecomunicaciones.

Uno de los primeros usos documentados de los paneles solares fue para alimentar un «teléfono rural», instalado en la ciudad americana de Americus (Georgia) en 1955.

Nuevas posibilidades.

El concepto de fotovoltaica en red y fuera de red surgió sólo después del uso de la tecnología de inversores para conectar directamente los paneles solares fotovoltaicos a la red, sin que la energía pasara por un banco de baterías; lo que eliminaría uno de los componentes más costosos (y menos duraderos) de un sistema fotovoltaico aislado (sistema fotovoltaico fuera de red), que es la batería.

Fue entonces cuando el uso de la energía solar fotovoltaica dio un salto, y desde finales de los años 90, principalmente con los incentivos de los gobiernos para la adopción de esta tecnología, comenzó la producción masiva de los principales componentes (módulos, inversores, controladores de carga, baterías).

Sistema fotovoltaico Off-grid
Imagen: Meg Wallace Photography – Shutterstock.

Componentes sistema fotovoltaico fuera de la red.

Un sistema fotovoltaico fuera de la red tiene básicamente la siguiente estructura:

1 – Placas solares fotovoltaicas: responsables de la captación de la radiación solar y su conversión en electricidad.

2 – Baterías: responsable de almacenar la energía eléctrica convertida, permitiendo su uso en cualquier momento, incluso durante la noche.

3 – Controlador de Carga: dispositivo responsable de la gestión de la carga de las baterías.

4 – Inversor: es el componente encargado de transformar la corriente continua generada por las placas solares y almacenada en las baterías en corriente alterna, permitiendo el uso de la energía eléctrica en equipos hechos para funcionar conectados a la red eléctrica. Cuando el equipo funciona sólo con corriente continua (como es el caso de la mayoría de los dispositivos utilizados en telecomunicaciones) no es necesario tener un inversor en el sistema fotovoltaico aislado.

Uso de sistemas fotovoltaicos fuera de la red

Hoy en día, el uso de sistemas fotovoltaicos fuera de la red es principalmente para «llevar energía a lugares no conectados a la red de distribución eléctrica», o para mantener algunos equipos fuera de la red, a fin de seguir funcionando incluso cuando hay una escasez de energía en la red pública.

Viviendas rurales, calculando bien los costes de instalación; y los costes de suministro de la red, incluidos los postes, los cables, el transformador, etc.), puede ser mucho mejor instalar un sistema solar fotovoltaico fuera de la red.

Viviendas urbanas que quieren ser autosuficientes, personas que no quiere depender de las compañías eléctricas, ni de las fluctuaciones en los precios de la electricidad.

Dimensionamiento del sistema fotovoltaico fuera de la red

Un sistema fotovoltaico fuera de la red puede ser diseñado para alimentar cualquier tipo de carga, cualquier valor de potencia y cualquier cantidad de energía.

Por supuesto, cuanto más potente sea el equipo que debe ser alimentado, y cuanto más tiempo de uso, más energía consume, y más grande debe ser el sistema fotovoltaico fuera de la red para satisfacer sus necesidades de energía.

Y cuanto más potente sea un sistema fuera de la red, mayor será la inversión que deberemos hacer para su instalación.

Por lo tanto, es mucho más común alimentar pequeñas cargas, como la iluminación, las telecomunicaciones y pequeños usos domésticos.

Ultimamente estamos viendo muchos sistemas de este tipo en sistemas de riego autónomos, una solución adecuada para muchos.

Requisitos para el dimensionamiento de los componentes de un sistema fotovoltaico fuera de la red

Cuando se diseña un sistema fotovoltaico off-grid, hay que tener en cuenta dos factores principales: la energía eléctrica necesaria para alimentar el equipo eléctrico que se utilizará y la radiación solar disponible en el lugar de instalación del sistema.

Es muy común que los principiantes en el tema de la energía solar fotovoltaica se pregunten: «¿qué puedes «alimentar» con dos placas y una batería?

Cuando, de hecho, la pregunta debería ser: «¿cuántos placas y cuántas baterías serán necesarias para esta necesidad?»

El primer componente que se debe dimensionar con las baterías, y se deben considerar los siguientes factores:

  1. Toda la energía para alimentar los equipos consumidores de energía debe estar en las baterías; la función del panel solar fotovoltaico es reemplazar la energía consumida de las baterías (recargar las baterías).
  2. Las baterías deben proporcionar la energía necesaria para los períodos de uso completo del equipo, es decir, debe haber energía para atender el conjunto del equipo durante un día completo. Es evidente que hay que comprobar el tiempo de uso del equipo, como en el caso de un conjunto de luminarias, hay que analizar (o estimar) cuánto tiempo permanecerán encendidas, considerando un período de 24 horas.
  3. Las baterías deben tener la capacidad de almacenar al menos dos períodos completos de funcionamiento, es decir, deben almacenar energía para dos días de funcionamiento, incluso con tiempo nublado o lluvioso.

Calculando la cantidad de módulos fotovoltaicos

Después de dimensionar el sistema de baterías del sistema fotovoltaico fuera de la red, se dimensiona el conjunto de placas solares necesarias, que debe ser capaz de reemplazar la energía consumida por el equipo eléctrico en un período de funcionamiento, y proporcionar un «extra» de energía, que sea capaz de suplir cualquier pérdida y/o compensar un eventual día con una baja radiación solar (nublado o lluvioso).

La cantidad de placas solares a usar en el sistema fotovoltaico depende, no sólo de la cantidad de energía a generar diariamente, sino también de la disponibilidad del recurso solar en el emplazamiento, es decir, de la cantidad de radiación solar media que hay en el lugar de instalación del sistema fotovoltaico fuera de la red.

En los lugares donde hay mayores cantidades de radiación solar (en promedios anuales y mensuales) el sistema fotovoltaico (la cantidad de placas) es menor que en los lugares con menos radiación solar.

Controlador de carga

Una vez definido el sistema de baterías y la cantidad de paneles fotovoltaicos necesarios por el sistema off-the-grid, se realiza el dimensionamiento y la selección del controlador de carga de la batería.

Como este componente es responsable del control de la energía eléctrica que proviene de las placas solares y va al banco de baterías, su dimensionamiento se hace en función de las características eléctricas de las placas fotovoltaicas y del conjunto de baterías.

Según la potencia de estos dos componentes, el ingeniero puede elegir un dispositivo más simple (que simplemente funciona con la disposición fotovoltaica del banco de baterías), o un dispositivo más sofisticado, que puede gestionar los niveles de tensión (voltaje) y corriente eléctrica (amperaje) enviados a las baterías.

Más sofisticación significa mayor coste, pero también significa mayor rendimiento.

Es posible dividir el sistema fotovoltaico entre varios controladores de carga, y conectarlos todos al mismo banco de baterías. Esta es una práctica común, especialmente en los grandes sistemas fotovoltaicos fuera de la red.

Cuando es necesario alimentar máquinas que funcionan en corriente alterna, se usa un inversor, que se dimensiona de acuerdo con la potencia del equipo que se va a alimentar.

La potencia del inversor debe ser SIEMPRE superior a la potencia de las cargas que se alimentarán.

Pero es posible dividir el equipo entre varios inversores, y alimentarlos a todos con el mismo banco de baterías, lo que se hace en los grandes sistemas fotovoltaicos fuera de la red.

Related Articles

Back to top button
A %d blogueros les gusta esto: