Componentes de un sistema fotovoltaico

Componentes de un sistema solar fotovoltaico

Un sistema solar fotovoltaico es un sistema que tiene como objetivo generar electricidad a través de la radiación solar. De ahí que sea una fuente de energía renovable.

El sistema fotovoltaico completo no solo consta de los módulos solares, que juntos forman el generador solar. Más bien, se deben observar todos los componentes, todos los cuales deben coordinarse entre sí para que se pueda lograr un resultado óptimo, es decir, los mayores rendimientos posibles.

Sin embargo, con respecto a sus componentes, se debe hacer una distinción entre sistemas autónomos y sistemas conectados a la red. De todos modos, la diferencia entre los dos sistemas se basa en la gestión de la energía generada. La electricidad generada se puede utilizar directamente en sistemas individuales o almacenarse en baterías solares. Para los sistemas conectados a la red que genera electricidad, se alimenta a la red para su distribución.

Elementos comunes de un sistema fotovoltaico

A pesar de las diferencias entre las instalaciones en red y las independientes, existen algunos elementos comunes:

Módulos fotovoltaicos

El panel solar fotovoltaico es el sensor de radiación solar y se encarga de convertir la energía solar en corriente eléctrica a través del elemento de efecto fotovoltaico. Los módulos fotovoltaicos están compuestos por células solares. La celda fotovoltaica es la carga del panel fotovoltaico para convertir la radiación solar en energía eléctrica a través del efecto fotovoltaico. El resultado es una corriente continua.

En general, un módulo o un panel solar fotovoltaico consta de una combinación de células fotovoltaicas. Esta asociación está encapsulada en dos capas que se intercalan entre un panel de vidrio frontal y una capa de soporte hecha de un polímero termoplástico u otra hoja de vidrio. El cristal se utiliza cuando se desea que los módulos tengan un cierto grado de transparencia. Por lo general, este conjunto de elementos forma parte de una estructura de aluminio anodizado. La finalidad de esta estructura de aluminio es incrementar la resistencia mecánica del conjunto y facilitar el anclaje del módulo fotovoltaico a las estructuras de soporte.

Las c√©lulas fotovoltaicas que se utilizan com√ļnmente en los m√≥dulos fotovoltaicos son de silicio y se pueden dividir en tres subcategor√≠as:

  • Las c√©lulas fotovoltaicas hechas de silicio monocristalino est√°n formadas por un monocristal de silicio.¬†Este tipo de celda tiene un color azul oscuro uniforme.
  • Las c√©lulas¬†fotovoltaicas de silicio policristalino o multicristalino¬†est√°n formadas por una serie de cristales de silicio, lo que explica por qu√© su rendimiento es ligeramente inferior al de las c√©lulas monocristalinas.
  • Las c√©lulas de silicio amorfo. Son menos eficientes que las c√©lulas de silicio cristalino, pero tambi√©n menos costosas. Este tipo de celda se utiliza, por ejemplo, en aplicaciones como calculadoras de bolsillo o peque√Īos dispositivos que no requieren una gran cantidad de energ√≠a.

Inversores actuales

El inversor es un dispositivo electr√≥nico dise√Īado para convertir la corriente continua en corriente alterna generada. El panel solar fotovoltaico suministra electricidad en forma de corriente continua. Esta corriente puede convertirse en corriente alterna a trav√©s del inversor de potencia e inyectarse en la red el√©ctrica o en la red interna.

El procedimiento, simplificado, sería: La energía se genera a tensiones bajas (380-800 V) y CC. Se convierte en corriente alterna con un inversor. En plantas inferiores a 100 kW la energía eléctrica se inyecta directamente a la red de distribución con baja tensión (400 voltios o 230 voltios trifásicos monofásicos). Y utilizado para transformador de potencia de más de 100 kW para posterior entrega para incrementar la energía en media tensión (hasta 36 kV) e inyectada en redes de transporte.

Seguidor solar

Los seguidores solares son mecanismos que controlan la posici√≥n de los m√≥dulos fotovoltaicos en funci√≥n de la posici√≥n del sol para aumentar su rendimiento. Su uso es bastante com√ļn en la producci√≥n de energ√≠a solar.

Los seguidores solares pueden aumentar significativamente la producción solar en lugares con altos niveles de radiación directa, en un 30% para los primeros y un 6% más para los segundos. Existen varios tipos de seguidores solares:

  • Seguidores solares de dos ejes: La superficie del m√≥dulo fotovoltaico siempre es perpendicular al sol.
  • Sistemas de seguimiento solar en un eje polar: la superficie del panel solar gira hacia el sur e inclinada en un √°ngulo igual al eje de latitud. La rotaci√≥n se establece de modo que la superficie siempre coincida con el meridiano de la tierra, que contiene el sol.
  • Seguimiento solar en un eje azimutal: la superficie gira alrededor de un eje vertical, el √°ngulo de la superficie es constante e igual al ancho. La rotaci√≥n se ajusta para que la superficie coincida siempre con el meridiano local que contiene el sol.
  • Seguidor solar en eje horizontal: la superficie gira sobre un eje horizontal orientado de norte a sur. La rotaci√≥n se ajusta para que la superficie coincida en cualquier momento con el meridiano terrestre que contiene el sol.

Cableado eléctrico

El cableado eléctrico es el elemento de soporte para la generación de energía eléctrica, para su posterior distribución y transporte. Su dimensionamiento está determinado por el criterio más restrictivo de la máxima diferencia de potencial y la máxima intensidad permitida.

Evidentemente el dimensionamiento del cableado eléctrico es mucho mayor en el caso de paneles solares conectados a la red, que en paneles solares aislados. En instalaciones aisladas, solo es necesario transferir la energía eléctrica en el sitio, generalmente a las baterías eléctricas.

Elementos comunes de un sistema fotovoltaico

Elementos comunes de un sistema solar fotovoltaico autónomo o aislado

Un sistema aut√≥nomo no est√° conectado a la red el√©ctrica p√ļblica.¬†Por eso se diferencia del sistema conectado a la red en ¬†los siguientes componentes esenciales.

  • M√≥dulos fotovoltaicos: Estos est√°n interconectados en cadenas, las cadenas a su vez est√°n acopladas al llamado generador solar.
  • Caja de conexi√≥n del generador: Aqu√≠ es donde los m√≥dulos solares se interconectan para formar el generador.
  • Cableado: Depende del tama√Īo del generador solar, pero tambi√©n de la longitud del cable.¬†Adem√°s, el cable entre el inversor y la bater√≠a debe seleccionarse de modo que sea adecuado para las altas corrientes.
  • Almacenamiento de energ√≠a: El almacenamiento o acumulador de energ√≠a juega un papel esencial en el sistema aut√≥nomo, ya que debe salvar de manera confiable los tiempos en los que no se puede producir energ√≠a solar, pero se requiere energ√≠a.¬†El dise√Īo depende del tama√Īo del generador solar y del requerimiento energ√©tico.
  • Reguladores de carga: Son importantes para prolongar la vida √ļtil de las bater√≠as.¬†En los sistemas aut√≥nomos, los controladores de carga tienen la funci√≥n de evitar descargas profundas o sobrecargas de la bater√≠a.¬†Los controladores de carga deben coincidir con el tipo de bater√≠a seleccionada.¬†Adem√°s, est√°n dise√Īados de tal manera que coinciden con la corriente m√°xima de los m√≥dulos y consumidores.¬†Existen los denominados reguladores en serie, reguladores en derivaci√≥n y reguladores MPP m√°s costosos.¬†Los controladores de carga no se pueden adaptar posteriormente a un sistema solar modificado (adici√≥n de m√≥dulos).
  • Inversores aut√≥nomos: Incluso con sistemas aut√≥nomos, a menudo existe el deseo de conectar cargas que no pueden funcionar con corriente continua.¬†Por eso los inversores tambi√©n son necesarios aqu√≠.

Elementos comunes de un sistema solar fotovoltaico autónomo o aislado

Sistema fotovoltaico conectado a la red

En un sistema fotovoltaico conectado a la red, algunos componentes son similares al sistema de red autónoma, algunos se omiten y otros se agregan.

  • M√≥dulos fotovoltaicos: Tambi√©n est√°n interconectados para formar cadenas o el generador solar.
  • Caja de conexi√≥n del generador: Esto, por supuesto, tambi√©n es necesario para los sistemas fotovoltaicos conectados a la red.
  • Cableado: Se debe hacer una distinci√≥n entre el cableado de la corriente continua de los m√≥dulos al inversor y el cableado de corriente alterna del inversor al punto de alimentaci√≥n.¬†Incluso con el sistema conectado a la red, las secciones transversales dependen de la salida de los m√≥dulos solares y del inversor, as√≠ como de la longitud de los cables.
  • Inversor: Los inversores son componentes cruciales que determinan la¬†eficiencia de todo el sistema.
  • Medidor: En el caso de un sistema fotovoltaico conectado a la red, se debe medir la cantidad de electricidad que se alimenta a la red.¬†Esto se hace mediante el medidor de alimentaci√≥n.¬†Para obtener m√°s informaci√≥n, consulte el medidor de alimentaci√≥n puntual.
  • Gesti√≥n de alimentaci√≥n: Ofrece una opci√≥n de supervisi√≥n remota por parte del operador de red.
  • Almacenamiento de energ√≠a: Incluso con sistemas conectados a la red, un almacenamiento de energ√≠a se puede usar opcionalmente para almacenar el exceso de energ√≠a solar durante el d√≠a y luego usarlo por la tarde / noche.¬†Aqu√≠ tambi√©n se requieren componentes electr√≥nicos correspondientes para controlar los procesos de carga y descarga.

 

 

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