PLANTA DE ENERGIA SOLAR: Còmo funciona?
Una planta de energia solar (PV) o de energía fotovoltaica convierte la luz solar en electricidad.
De la luz del sol a la electricidad
Un panel solar se compone de docenas de células solares, hechas de material de silicio.
El silicio es arena súper pura, el segundo elemento más común en la tierra. Cada célula solar no hace nada más que la conversión directa de la luz solar en electricidad.
Esto se llama un efecto fotovoltaico (o PV para la fotovoltaica en inglés). Le permite generar electricidad sin partes móviles. Esto también se hace de una manera mucho más directa que con la producción de electricidad a través de carbón, gas o una planta de energía nuclear porque no se requiere transporte.
¿Cómo funciona en detalle?
Cuando observa detalladamente la generación de electricidad en una célula solar, suceden tres cosas:
- Los fotones a la luz del sol golpean la célula solar, donde son absorbidos por un material semiconductor (generalmente silicio).
- Los electrones cargados negativamente se liberan para moverse, causando potencial eléctrico. Debido al diseño de la célula solar, los electrones se envían en una dirección, de modo que un lado de la celda recibe un voltaje negativo, y el otro lado un voltaje positivo. Aquí se genera una corriente.
- Al cambiar varias celdas en una serie, la corriente eléctrica se convierte en una cantidad que puede usarse de manera eficiente.
Una sola célula solar proporciona 0.4 a 0.5 voltios de voltaje y 8 amperios. Esto significa aproximadamente 3.5 vatios de potencia.
En un panel solar generalmente hay 72 celdas solares que se colocan en serie, de modo que un panel solar a pleno sol genera unos 240 vatios de potencia. Un sistema de consumo generalmente consta de 3 a 20 paneles solares.
¿Cuàles son los componentes de una planta de energia solar?
1. Los Paneles solares
Los paneles solares o paneles fotovoltaicos son la parte mas importante de una planta de energìa solar ,estàn formados por diferentes células solares. Cuando la luz solar cae sobre una célula solar de este tipo, los electrones comienzan a moverse en la celda y se crea una corriente continua.
2. El Inversor
El inversor forma el corazón de cada instalación de energía solar. Este dispositivo convierte la corriente continua de los paneles solares en corriente alterna.
Durante esa conversión, es muy importante que se pierda la menor cantidad de energía posible. La eficiencia de un inversor es por lo tanto esencial.
3.Sistema de supervisiòn
Un sistema de supervisión permite ver y, si es necesario, almacenar la producción de su inversor de forma remota. También puede mantenerse informado en caso de un mal funcionamiento.
LAS TAREAS DE UN INVERSOR
Las tareas de un inversor son tan variadas como exigentes:
1. Conversión a corriente alterna de baja tensión
Una de las características más importantes de un inversor es la eficiencia de conversión.
Este valor indica qué parte de la entrada de energía como corriente continua regresa en forma de corriente alterna. Los dispositivos modernos funcionan con un rendimiento de hasta un 98 por ciento.
2. Seguimiento MPP
La curva de potencia de un panel solar depende en gran medida de la intensidad de la radiación y la temperatura del panel solar, en otras palabras, valores que cambian constantemente durante el transcurso del día. Por lo tanto, el inversor debe encontrar el punto de funcionamiento óptimo y controlarlo permanentemente en la curva actual. De esta forma, obtiene la máxima potencia de los paneles fotovoltaicos en cada situación.
El punto de funcionamiento óptimo se denomina ‘Punto de máxima potencia’ (MPP). Por lo tanto, la búsqueda y seguimiento del MPP se denomina “seguimiento MPP”. El seguimiento MPP es muy importante para la producción de energía de una planta de energia solar.
3. Monitoreo y protección
Por un lado, el inversor monitorea el rendimiento energético de la instalación solar y señala cualquier problema. Por otro lado, supervisa la red eléctrica a la que está conectado el inversor.
En caso de un problema en la red eléctrica, el inversor debe desconectar inmediatamente la red domèsticade la red, por razones de seguridad o para soportar la red, según los requisitos del operador local de la red.
Además, el inversor tiene en la mayoría de los casos un dispositivo que puede interrumpir de forma segura la potencia de los paneles. Cuando la luz brilla, los paneles fotovoltaicos siempre están energizados y, por lo tanto, no pueden apagarse.
Si el inversor se desconecta durante el funcionamiento, esto puede provocar peligrosos arcos de llama que no se apagarán como resultado de la corriente continua. Si el dispositivo de disparo está integrado directamente en el inversor, la instalación y el cableado se pueden llevar a cabo de forma considerablemente más sencilla.
4. Comunicación
Las interfaces de comunicación en el inversor hacen posible monitorear y monitorear todos los parámetros, datos de operación y rendimientos. Los datos se pueden recuperar y los parámetros del inversor se pueden configurar a través de una conexión de red, un bus de campo industrial como RS485 o inalámbrico a través de SMA Bluetooth®.
En la mayoría de los casos la información se busca a través de un registrador de datos, que recoge los datos de varios convertidores, procesados y – si es necesario .
5. Gestión de la temperatura
La temperatura en el recinto del inversor también afecta la eficiencia. Si la temperatura aumenta demasiado, el inversor debe reducir su potencia. Bajo ciertas circunstancias, la potencia disponible del panel, por lo tanto, no se puede usar en su totalidad.
Por un lado, la ubicación de la instalación puede influir en la temperatura, porque un entorno constantemente fresco es ideal. Por otro lado, la temperatura depende directamente del funcionamiento del inversor: incluso una eficiencia del 98 por ciento significa una pérdida de potencia del dos por ciento (en forma de calor).
Si la potencia de instalación es de 10 kW, la capacidad térmica máxima sigue siendo de 200 vatios.
Por eso es muy importante contar con un sistema de refrigeración eficiente y confiable para la carcasa, por ejemplo, el concepto de refrigeración “OptiCool” de SMA.
El diseño térmico óptimo de los componentes garantiza que puedan entregar su calor directamente al medio ambiente, mientras que la carcasa completa funciona simultáneamente como un disipador de calor. Esto permite que los inversores funcionen a la capacidad nominal máxima, incluso a temperaturas ambiente de hasta 50ºC.
6. Protección
Con una carcasa resistente a la intemperie, construida idealmente de acuerdo con la clase de protección IP65, el inversor se puede instalar en cualquier lugar deseado al aire libre. Esto tiene la ventaja de que el inversor se puede instalar más cerca de los paneles, por lo que los costos del cableado de CC relativamente caro son menores.
