Instalación y carga de energía parte 1
Un sistema fotovoltaico consiste en la integración de varios componentes, cada uno de ellos cumpliendo con una o más funciones específicas, a fin de que este pueda suplir la demanda de energía eléctrica requerida por el tipo de carga, usando la energía de la radiación solar para convertirla en energía eléctrica. Un sencillo sistema está formado básicamente por un panel solar, un controlador de carga de baterías, un banco de baterías y un inversor o convertidor de corriente directa a corriente alterna. Los paneles fotovoltaicos se pueden instalar en el techo, en una fachada de un edificio o bien en el suelo mismo, durante la inspección, el instalador verifica la viabilidad considerando:
- La disponibilidad del espacio requerido para instalar los módulos (por cada 1.000 Wp de potencia instalada, se necesitan entre 3 y 4 módulos fotovoltaicos).
- La exposición correcta y la inclinación de la superficie: la superficie debe estar orientada al sur o también al sureste, suroeste; y la inclinación debe estar entre 10° y 35°.
- Ausencia de obstáculos que puedan causar sombreado.
¿Qué autorizaciones se necesitan para instalar un parque fotovoltaico?
Si el edificio en el que se instalará el sistema no se encuentra dentro de un área sujeta a restricciones
ambientales, históricas, artísticas, paisajísticas, etc., sin perjuicio de los diferentes requisitos de los
instrumentos de planificación municipal, el sistema fotovoltaico se puede instalar sin necesidad de autorización,
pero prevía comunicación al administrador de la red del "Modelo único para la construcción, conexión y actividad de
pequeños sistemas fotovoltaicos integrados en los techos de los edificios". El Modelo consta de dos partes: la primera
se completará y se enviará antes del inicio de las obras, la segunda se completará y se enviará al final de las obras.
Si, por el contrario, la propiedad se encuentra en un área sujeta a restricciones, será necesario obtener la autorización
paisajística de las autoridades competentes en el territorio y solicitar una autorización ordinaria o simplificada, como es
el caso de otras intervenciones de construcción.
El instalador evaluará los casos específicos para asesorar y diseñar la instalación más adecuada para cada necesidad.
Modulos fotovoltaicos
Los módulos fotovoltaicos también funcionan para captar la radiación solar y convertirla en energía utilizable para alimentar
una vivienda siempre que se sigan las reglas de instalación inclinación y orientación de los paneles solares.
Existen dos conexiones típicas de las celdas para formar los módulos. El primero es conectar las celdas en serie para aumentar
el voltaje, las celdas deben de ser de las mismas características en corriente.
Consideraciones en las cargas
En casi todos los sistemas de almacenamiento con baterías, un regulador de carga es un componente esencial. El regulador debe desconectar
la carga cuando la batería ha llegado a un estado de descarga predeterminado y debe de desconectar las baterías del panel solar cuando
estas han llegado a su carga completa y llega a ser en realidad un sistema de baterías conectadas en serie y en paralelo, según sean
las necesidades del sistema; el proceso de control, se convierte en un verdadero desafío. El controlador debe ser adaptable para
garantizar un rendimiento óptimo al banco de baterías bajo carga, descarga y condiciones de temperatura.
El voltaje de las terminales de la batería puede ser representada como un circuito equivalente Thevenin. Durante la operación de carga,
si la tensión en los bornes de la batería VT excede el voltaje 10 de la batería VB, entonces la tensión en los bornes VT es la suma del
voltaje de la batería VB, más la caída de voltaje en la resistencia interna. Durante la descarga, la tensión en bornes VT será menor que
el voltaje de la batería VB, entonces la tensión en los bornes VT es igual al voltaje de la batería VB menos la caída de voltaje en los
extremos de la resistencia.
Conexiones de módulos
Existen dos conexiones típicas de las celdas para formar los módulos. El primero es conectar las celdas en serie para aumentar el voltaje, las celdas deben ser de las mismas características en corriente, entre más celdas solares estén conectadas en serie más potencia tendrá el módulo.
Producción de energía
Para una capacidad específica de un arreglo solar en kWp el diseñador determinará la cantidad de energía entregada a lo largo del
año (producción energética o eficiencia del sistema Esys.)
La Hora Solar Pico (HSP) es una unidad que mide la irradiación solar y se define como la energía por unidad
de superficie que se recibiría con una hipotética irradiación solar constante de 1000 W/m2.
Primero vamos a considerar la parte del proceso de carga. Supongamos que la batería está completamente cargada cuando la tensión
en los bornes alcanza los 15V con una corriente especifica de carga. Supóngase también que cuando la tensión en los bornes alcanza
los 15V, entonces el arreglo de celdas solares se desconecta del banco de baterías, y cuando la tensión en las terminales cae por
debajo de los 15V, el arreglo de celdas será reconectado. Cuando la matriz está desconectada de las terminales, la tensión en los
bornes caerá por debajo de los 15V, ya que no hay la caída de voltaje a través de la resistencia interna de la batería.
El controlador, por lo tanto, monitorea que la batería no está todavía cargada y la batería se conectará nuevamente a la matriz,
hasta exceder el voltaje de 15V en los bornes, provocando que la batería sea desconectada de la matriz.
Reducción de potencia por polvo y suciedad (x 0.95), la acumulación de polvo puede reducir la potencia del módulo al obstruir el
paso de la luz hacia las celdas, típicamente se considera un 5%, si no se deja acumular mucho polvo o suciedad, en tal caso puede
ser mayor.
Una manera de eliminar la sobrecarga resultante del proceso oscilatorio sería reducir el punto de ajuste de apagado del controlador.
Esto, sin embargo, puede resultar en una carga insuficiente de la batería, otro método consiste en introducir la histéresis en el
circuito, de modo que la matriz no se vuelva a conectar a las baterías hasta que estas se han descargado algo (esto se puede lograr
con un circuito comparador.
