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SISTEMA SOLAR FOTOVOLTAICO

La energia solar es uno de los principales recursos rrenovables que ha experimentado un notable avance en el campo de la tecnologia solar , desarrollando paneles solares cada vez mas eficientes.

Si tiene pensado mudarse a la energia solar y generar su propia electricidad debe saber que necesitarà un sistema fotovoltaico.

¿ Que es un SISTEMA SOLAR FOTOVOLTAICO ?

Un sistema fotovoltaico compuesto por una matriz de paneles solares, un inversor y otro hardware eléctrico.

Un sistema fotovoltaico (PV) es un sistema compuesto de uno o más paneles solares combinados con un inversor y otro hardware eléctrico y mecánico que utilizan la energía del solpara generar electricidad .

Los sistemas fotovoltaicos pueden variar mucho en tamaño, desde sistemas pequeños o portátiles hasta plantas de generación a gran escala.

Si bien los sistemas fotovoltaicos pueden funcionar solos como sistemas fotovoltaicos fuera de la red , este artículo se centra en los sistemas conectados a la red pública o en los sistemas fotovoltaicos conectados a la red.

¿ Como funciona un sistema solar fotovoltaico ?

SISTEMA SOLAR FOTOVOLTAICO

  1. Células fotovoltaicas: las células fotovoltaicas (PV) absorben la luz solar y utilizan esta energía para generar electricidad.
  2. Inversor: toma la electricidad generada por las células solares y las transforma en corriente alterna (CA).
  3. Panel eléctrico: la CA se envía para alimentar las luces y los electrodomésticos de su casa.
  4. El medidor: su medidor medirá la cantidad de energía utilizada.

Los fundamentos de la energía solar

Celulas solares

Donde comienza la absorción de energía, las células fotovoltaicas son conocidas como células solares. Las células están hechas de un material semiconductor, siendo el silicio cristalino el más común. Para garantizar la máxima absorción de la luz solar, los paneles se instalarán en el techo.

Celdas modulos y paneles 

Un módulo solar, o módulo fotovoltaico, está hecho de células solares conectadas. El número total de celdas en un módulo variará, al igual que la efectividad del módulo. Debido a que un solo módulo solar solo puede producir tanta electricidad, los módulos múltiples a menudo se entrelazan para crear un panel solar más grande.

De DC A AC

La electricidad generada por los paneles solares es de corriente continua (CC), que a su vez deberá convertirse a una corriente alterna (CA) para que pueda ser utilizada en el hogar; Esto se logra a través del inversor. United Solar se asegurará de que reciba el mejor inversor posible para su rango de precios.

Utilizar el medior para la medicion electrica

Ahora, obviamente, se utiliza un medidor eléctrico para medir el consumo de electricidad dentro de una casa, de modo que la compañía de servicios públicos pueda facturarle la cantidad adecuada.

Esto, sin embargo, es bidireccional, ya que verá la electricidad de la red y el sistema solar fotovoltaico utilizado. Cuando se utiliza el sistema de electricidad FV, cualquier exceso volverá a la red, esto se conoce como «medición neta» y la compañía de servicios públicos acreditará en su factura el exceso de electricidad generado.

¿Por qué se utilizan baterías en algunos sistemas fotovoltaicos?

Las baterías a menudo se usan en sistemas fotovoltaicos con el fin de almacenar la energía producida por el generador fotovoltaico durante el día y para suministrarla a las cargas eléctricas según sea necesario (durante la noche y los períodos de tiempo nublado).

 Otras razones por las que las baterías se usan en sistemas fotovoltaicos son para operar el generador fotovoltaico cerca de su punto de máxima potencia, para alimentar cargas eléctricas a voltajes estables y para suministrar corrientes de sobretensión a cargas eléctricas e inversores.

En la mayoría de los casos, en estos sistemas se utiliza un controlador de carga de la batería para proteger la batería contra sobrecargas y sobrecargas.

Sistema fotovoltaico conectado a la red 

¿Cómo funcionan los sistemas conectdos a la red ?

La luz del Sol, formada por paquetes de energía llamados fotones , cae sobre un panel solar y crea una corriente eléctrica a través de un proceso llamado efecto fotovoltaico .

Cada panel produce una cantidad relativamente pequeña de energía, pero se puede vincular con otros paneles para producir mayores cantidades de energía como una matriz solar .

La electricidad producida a partir de un panel solar (o matriz) está en forma de corriente continua (CC). Aunque muchos dispositivos electrónicos utilizan electricidad de CC, incluido su teléfono o computadora portátil, están diseñados para funcionar con la red eléctrica que proporciona (y requiere) corriente alterna(C.A).

Por lo tanto, para que la electricidad solar sea útil, primero se debe convertir de CC a CA mediante un inversor . Esta electricidad de CA del inversor se puede usar para alimentar la electrónica localmente o se puede enviar a la red eléctrica para su uso en otros lugares.

SISTEMA SOLAR FOTOVOLTAICO

 

Figura 2. Diagrama de un sistema solar fotovoltaico residencial conectado a la red.

¿ Cuales son los Componentes del sistema ?

Además de los paneles solares, hay otros componentes importantes de un sistema fotovoltaico que se conocen comúnmente como el » equilibrio del sistema » o BOS.

Estos componentes (que generalmente representan más de la mitad del costo del sistema y la mayor parte del mantenimiento ) pueden incluir inversores , estanterías , cableado , combinadores , desconectadores, interruptores automáticos y medidores eléctricos .

Panel solar

SISTEMA FOTOVOLTAICO

Figura 3. Un panel solar, formado por muchas células fotovoltaicas.

Figura 3. Un panel solar, formado por muchas células fotovoltaicas.

Un panel solar consta de muchas células solares con propiedades semiconductoras encapsuladas dentro de un material para protegerlo del medio ambiente.

Estas propiedades permiten que la célula capture la luz, o más específicamente, los fotones del sol y convierta su energía en electricidad útil a través de un proceso llamado efecto fotovoltaico .

A ambos lados del semiconductor hay una capa de material conductor que «recoge» la electricidad producida. El lado iluminado del panel también contiene un revestimiento antirreflectante para minimizar las pérdidas debidas a la reflexión.

La mayoría de los paneles solares producidos en todo el mundo están hechos de silicio cristalina., que tiene un límite de eficiencia teórica del 33% para convertir la energía solar en electricidad.

Se han desarrollado muchos otros materiales semiconductores y tecnologías de células solares que operan a eficiencias más altas, pero estos tienen un costo más alto de fabricación.

Inversores

Un inversor es un dispositivo eléctrico que acepta corriente eléctrica en forma de corriente continua (CC) y la convierte en corriente alterna (CA). Para los sistemas de energía solar, esto significa que la corriente CC del conjunto solar se alimenta a través de un inversor que la convierte en CA.

Esta conversión es necesaria para operar la mayoría de los dispositivos eléctricos o la interfaz con la red eléctrica. Los inversores son importantes para casi todos los sistemas de energía solar y suelen ser el componente más caro después de los paneles solares.

SISTEMA SOLAR FOTOVOLTAICO

Figura 4. Un inversor solar (amarillo) montado en la estantería solar convierte la electricidad de CC de la matriz solar en electricidad de CA útil.

Figura 4. Un inversor solar (amarillo) montado en la estantería solar convierte la electricidad de CC de la matriz solar en electricidad de CA útil. 

La mayoría de los inversores tienen eficiencias de conversión del 90% o más y contienen características de seguridad importantes que incluyen la interrupción del circuito de falla a tierra y la protección contra las islas. Estos apagan el sistema fotovoltaico cuando hay una pérdida de energía de la red. 

Soportes

Racking se refiere al aparato de montaje que fija la matriz solar al suelo o al techo. Típicamente construidos en acero o aluminio , estos aparatos fijan mecánicamente los paneles solares en su lugar con un alto nivel de precisión.

Los sistemas de estanterías deben estar diseñados para soportar fenómenos meteorológicos extremos, como las velocidades del viento a nivel de huracanes o tornados y / o grandes acumulaciones de nieve.

Otra característica importante de los sistemas de estanterías es unir y conectar a tierra el panel solar para evitar la electrocución..

Los sistemas de estanterías de techo generalmente vienen en dos variaciones, incluidos los sistemas de techo plano y los sistemas de techo inclinado. Para tejados planos, es común que el sistema de estanterías incluya lastre ponderado para sujetar la matriz al techo utilizando la gravedad. En los tejados inclinados, el sistema de estanterías debe estar anclado mecánicamente a la estructura del techo.

Los sistemas fotovoltaicos montados en el suelo, como se muestra en la figura 4, también pueden usar lastres o anclajes mecánicos para fijar la matriz al suelo.

Algunos sistemas de estantes montados en el suelo también incorporan sistemas de rastreo que utilizan motores y sensores para rastrear el Sol a través del cielo, lo que aumenta la cantidad de energía generada a un mayor costo de equipo y mantenimiento.

Otros componentes

Los componentes restantes de un sistema fotovoltaico solar típico incluyen combinadores, desconectadores, interruptores, medidores y cableado.

Un combinador solar , como su nombre lo indica, combina dos o más cables eléctricos en uno más grande. Los combinadores suelen incluir fusibles para protección y se utilizan en todos los arreglos solares de tamaño mediano a grande y de utilidad.

Las desconexiones son puertas o interruptores eléctricos que permiten la desconexión manual de un cable eléctrico. Por lo general, se utilizan en cualquiera de los lados de un inversor, es decir, la «desconexión de CC» y la «desconexión de CA».

Estos dispositivos proporcionan aislamiento eléctrico cuando se necesita instalar o reemplazar un inversor.

Disyuntores o disyuntoresProteger los sistemas eléctricos contra sobrecargas o sobretensiones. Diseñados para activarse automáticamente cuando la corriente alcanza una cantidad predeterminada, los interruptores también pueden operarse manualmente, actuando como una desconexión adicional.

Un medidor eléctrico mide la cantidad de energía que pasa a través de él y es comúnmente utilizado por las compañías eléctricas para medir y cobrar a los clientes. Para los sistemas fotovoltaicos solares, se utiliza un medidor eléctrico bidireccional especial para medir tanto la energía entrante de la empresa de servicios públicos como la energía saliente del sistema fotovoltaico solar.

Finalmente, el cableado.o los cables eléctricos transportan la energía eléctrica desde y entre cada componente y deben tener el tamaño adecuado para transportar la corriente.

El cableado expuesto a la luz solar debe tener protección contra la exposición a los rayos ultravioletas, y los cables que llevan corriente continua a veces requieren un revestimiento metálico para una mayor protección.

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