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  • [VIDEOCURSO 4] Componentes de una instalación fotovoltaica

[VIDEOCURSO 4] Componentes de una instalación fotovoltaica

curso energía solar

TRANSCRIPCIÓN

¿Sabes qué es un regulador de carga?

¿Cuál es para ti el componente fundamental de todas las instalaciones fotovoltaicas?

Si quieres responder a estas preguntas y aprender sobre para qué se usa cada elemento de una instalación solar quédate viendo este video.

En el capítulo anterior vimos los esquemas de montaje de las diferentes instalaciones fotovoltaicas. Hoy, para poder entenderlos mejor veremos qué elementos los componen y para qué sirven cada uno.

¿Quieres empezar a entender todas las partes de una instalación de energía solar?

 

Paneles fotovoltaicos

Las placas son la parte más visibles de las instalaciones solares.

Es el componente que pondrás en tu tejado, en tu parking, o en tu suelo para poder captar la radiación del sol y convertirla en electricidad.

Cada placa tiene un rango característico de voltaje y tensión según el cual habrá que conectar las placas. La electricidad la produce en corriente continua.

Hay diferentes tecnologías para hacer placas fotovoltaicas. Las más habituales son las de silicio cristalino, ya sea mono o policristalino.

Las placas de silicio monocristalino son aquellas que en su elaboración se forman obleas de un solo cristal de silicio. Estas tienen un rendimiento algo superior al resto de tecnologías convencionales, eso sí, tienen más pérdidas a temperaturas altas.

El rendimiento de las células en laboratorio puede superar el 20 % en algunos casos, pero ensamblados en los módulos rondan el 17,2 % debido al corte poligonal que deben tener las obleas...

Las placas de silicio policristalino son similares a las anteriores, solo que el proceso de cristalización se realiza algo más rápido y se forman varios cristales. Esto dará lugares a placas en los que se aprecia diferentes tonalidades de azul.

El rendimiento en laboratorio es inferior a las monocristalinas, en torno al 18 %, pero en los paneles, al poder cortar las obleas a escuadra, la diferencia de rendimiento se reduce, pues están en torno al 17%. El rendimiento de estos paneles en momentos de alta temperatura es mejor que el de los paneles policristalinos y, el precio, suele ser algo inferior.

Para mejorar el rendimiento de los paneles cristalinos, en algunos parques solares se ha utilizado unos cristales reflectantes para aumentar la radiación incidente y crear los paneles de concentración. Esta solución no se utiliza demasiado porque se ha demostrado que el exceso de radiación termina dañando de manera prematura las células fotovoltaicas.

Existe un tercer tipo de paneles de silicio son los amorfos o thin film (capa fina). Estos paneles cristalizan de manera rápida no dejando formar cristales, lo que da una apariencia continua al módulo. Tienen un rendimiento bastante inferior, no sobrepasando el 12% y un comportamiento mejor a temperaturas altas.

A la hora de integrar arquitectónicamente los paneles en los edificios suelen pensarse en paneles amorfos por la uniformidad del color y porque pueden hacerse en formas flexibles o adaptadas.

Existen paneles amorfos que no son de silicio, se hacen de otros metales como Teluro de Cadmio o Selenuros de Cobre Indio y Galio (CIGS) los cuales deben tener un tratamiento especial al final de su vida útil por utilizar componentes que pueden llegar a ser tóxicos si no se gestionan bien.

Los paneles cristalinos también pueden elaborarse traslúcidos entre capas de vidrio, separando un poco las células fotovoltaicas.

 

Regulador de carga.

Se emplea en instalaciones autónomas o aisladas en las que haya que cargar directamente unas baterías.

Es el equipo que se encarga de controlar el estado de carga de las baterías y de regular la intensidad de la carga para conseguir alargar la vida útil de las baterías.

Este equipo controla la entrada de corriente que proviene del panel solar para evitar que haya sobrecargas y también que las baterías se descarguen más de la cuenta.

Habitualmente se emplean 2 clases de reguladores de carga, el PWM, y el MPPT o maximizador.

Dependiendo del tipo de placa que empleamos se deberá usar uno u otro.

La diferencia es que el PWM trabaja con un voltaje fijo y se deben instalar unas placas que aporten dicho voltaje y, en cambio, el MPPT trabaja buscando el punto de máxima potencia para así maximizar la intensidad aportada por las placas.

Los paneles que se usan con el PWM son paneles pequeños, de los que se llaman de 12 o 24 V, de 36 o 72 células.

Con los MPPT se puede usar cualquier placa, por lo que se suele emplear los paneles usados para los parques solares o instalaciones conexión a red de 60 células, ya que son más baratos al ser más habituales.

En el mercado ya es fácil encontrar inversores que integran el regulador de carga en el mismo aparato, ya sea PWM o MPPT, consiguiendo así facilitar la instalación.

 

Inversor.

En este punto tenemos que dividir el apartado en dos tipos, los inversores de baterías y los inversores de red, pues tienen uso y funcionamiento diferente pese a que se llamen igual y conviertan, ambos, la corriente continua en corriente alterna.

Porque un inversor es, eso, un aparato que convierte la corriente continua en corriente alterna.

La electricidad normalmente se consume en forma de corriente alterna y las placas solares, como hemos dicho, la produce en continua, por eso, hay que transformarla. Tendremos una pequeña píldora formativa en la que explicaré algunos conceptos de electricidad como éste.

Un inversor de batería es aquel que toma la corriente de una batería, a una tensión determinada y la pasa a corriente alterna, ya sea en monofásica o trifásica dependiendo del tamaño, normalmente en monofásica. Es decir, crea la onda adecuada.

Existen inversores que pueden incorporar el regulador de carga, como explicaba antes y también que sean inversores-cargadores. Los inversores cargadores sirven también para el caso contrario, convertir corriente alterna de una fuente auxiliar en corriente continua para almacenar en las baterías.

Esta corriente alterna puede venir de un grupo electrógeno, de la red eléctrica o de un inversor de red.

Estos equipos se utilizarán siempre que haya baterías, ya sea una instalación de conexión a red o una instalación aislada.

Los inversores de red son aquellos que se conectan directamente de los paneles y generan una onda en corriente alterna idéntica a la de la red que están conectados. Estos inversores no pueden funcionar si no existe otra red a la que se conecte, que bien puede ser la red pública u otra generada por un inversor de baterías o un generador.

Estos aparatos están limitados según el país donde se conectan en frecuencia y tensión para que siempre haga una onda igual que la que se encuentra.

Los inversores de red se utilizan en los parques solares de venta de electricidad, en las instalaciones de autoconsumo y en las instalaciones aisladas con conexión AC-SIDE como vimos en el capítulo de esquemas.

Ahora hay en el mercado algunos inversores híbridos que unifican todos los sistemas y que hacen la instalación más sencilla.

 

Baterías.

Las baterías son los elementos donde se almacena la energía producida por las placas solares durante las horas de sol para que pueda ser utilizada cuando sea necesario, a la hora que sea.

Las baterías almacenan siempre a un voltaje determinado, 12, 24, 40 V… y tienen una capacidad máxima que se mide, habitualmente, en Ah.

Las baterías convencionales hasta ahora han sido de Plomo ácido en forma de líquido o gel, las cuales pueden presentar problemas de estabilidad, mantenimiento o durabilidad.

Hoy en día están imponiéndose las baterías de litio, ayudadas también por el desarrollo del coche eléctrico y están llegando otros materiales al mercado con muy buenas prestaciones.

No te pierdas el próximo vídeo exclusivo de baterías donde hablaremos más de cuando conviene usar de un tipo o de otro.

 

Estructura soporte.

Es muy importante que los paneles estén bien sujetos y no se vuelen los días de tormenta. Para ello hay que anclarlos al suelo, a un poste o al tejado mediante la estructura soporte.

Normalmente se usan estructuras de acero o aluminio, aunque ya hay en el mercado estructuras de hormigón para suelos planos que ahorran mano de obra y materiales y disponen ya de la inercia adecuada para evitar sustos.

 

Cuadros eléctricos y equipos de medida.

Como estamos realizando una instalación eléctrica es necesario que lleve las protecciones adecuadas para evitar sustos.

Estas protecciones pueden evitar incendios, roturas de dispositivos y peligro para las personas y deben ponerse tanto en el lado de continua como de alterna. Cuando hagamos el dimensionado de los equipos hablaremos de las protecciones a utilizar.

En las instalaciones conectadas a red, ya sea de venta o de autoconsumo, se añadirá un contador que controle la energía producida por nuestro sistema. En instalaciones aisladas conviene tener también un equipo de medida para comprobar que la energía demandada está acorde con la producida.

 

Y ahora, para responder la segunda pregunta del inicio del vídeo, ¿cuál es el componente fundamental en todas las instalaciones fotovoltaica?

Puede ser que hayas respondido, los paneles (que son muy importantes y casi fundamentales, por supuesto) pero hay un componente que sin él no podría funcionar la instalación solar ni alimentar nada, ¿sabes ya qué es? Exacto, son los cables.

Sin los cables no podríamos conectar ningún elemento ni la instalación de consumo, por lo que sin ello no serviría para nada ningún elemento de los que hemos hablado en este vídeo.

Un saludo, y nos vemos en el próximo vídeo.