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Un sistema solar fotovoltaico es un sistema que tiene como objetivo generar electricidad a trav茅s de la radiaci贸n solar. De ah铆 que sea una fuente de energ铆a renovable.

El sistema fotovoltaico completo no solo consta de los m贸dulos solares, que juntos forman el generador solar.M谩s bien, se deben observar todos los componentes, todos los cuales deben coordinarse entre s铆 para que se pueda lograr un resultado 贸ptimo, es decir, los mayores rendimientos posibles.

Sin embargo, con respecto a sus componentes, se debe hacer una distinci贸n entre sistemas aut贸nomos y sistemas conectados a la red. De todos modos, la diferencia entre los dos sistemas se basa en la gesti贸n de la energ铆a generada. La electricidad generada se puede utilizar directamente en sistemas individuales o almacenarse en bater铆as solares. Para los sistemas conectados a la red que genera electricidad, se alimenta a la red para su distribuci贸n.

Elementos comunes de un sistema fotovoltaico

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

M贸dulos fotovoltaicos

El panel solar fotovoltaico es el sensor de radiaci贸n solar y se encarga de convertir la energ铆a solar en corriente el茅ctrica a trav茅s del elemento de efecto fotovoltaico. Los m贸dulos fotovoltaicos est谩n compuestos por c茅lulas solares. La celda fotovoltaica es la carga del panel fotovoltaico para convertir la radiaci贸n solar en energ铆a el茅ctrica a trav茅s del efecto fotovoltaico. El resultado es una corriente continua.

En general, un m贸dulo o un panel solar fotovoltaico consta de una combinaci贸n de c茅lulas fotovoltaicas.Esta asociaci贸n est谩 encapsulada en dos capas que se intercalan entre un panel de vidrio frontal y una capa de soporte hecha de un pol铆mero termopl谩stico u otra hoja de vidrio.El cristal se utiliza cuando se desea que los m贸dulos 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 mec谩nica del conjunto y facilitar el anclaje del m贸dulo fotovoltaico a las estructuras de soporte.

Las c茅lulas fotovoltaicas que se utilizan com煤nmente en los m贸dulos fotovoltaicos son de silicio y se pueden dividir en tres subcategor铆as:

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

Inversores actuales

El inversor es un dispositivo electr贸nico dise帽ado 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茅s del inversor de potencia e inyectarse en la red el茅ctrica o en la red interna.

El procedimiento, simplificado, ser铆a: La energ铆a 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 energ铆a el茅ctrica se inyecta directamente a la red de distribuci贸n con baja tensi贸n (400 voltios o 230 voltios trif谩sicos monof谩sicos). Y utilizado para transformador de potencia de m谩s de 100 kW para posterior entrega para incrementar la energ铆a en media tensi贸n (hasta 36 kV) e inyectada en redes de transporte.

Seguidor solar

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

Los seguidores solares pueden aumentar significativamente la producci贸n solar en lugares con altos niveles de radiaci贸n directa, en un 30% para los primeros y un 6% m谩s para los segundos. Existen varios tipos de seguidores solares:

  • Seguidores solares de dos ejes: La superficie del m贸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 谩ngulo igual al eje de latitud. La rotaci贸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 谩ngulo de la superficie es constante e igual al ancho. La rotaci贸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贸n se ajusta para que la superficie coincida en cualquier momento con el meridiano terrestre que contiene el sol.

Cableado el茅ctrico

El cableado el茅ctrico es el elemento de soporte para la generaci贸n de energ铆a el茅ctrica, para su posterior distribuci贸n y transporte. Su dimensionamiento est谩 determinado por el criterio m谩s restrictivo de la m谩xima diferencia de potencial y la m谩xima intensidad permitida.

Evidentemente el dimensionamiento del cableado el茅ctrico 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 energ铆a el茅ctrica en el sitio, generalmente a las bater铆as el茅ctricas.

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Elementos comunes de un sistema solar fotovoltaico aut贸nomo o aislado

Un sistema aut贸nomo no est谩 conectado a la red el茅ctrica p煤blica.Por eso se diferencia del sistema conectado a la red en los siguientes componentes esenciales.

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

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Sistema fotovoltaico conectado a la red

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

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

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I'm an expert in solar photovoltaic systems, and my knowledge spans various aspects of renewable energy. I've actively participated in the design, implementation, and optimization of solar power projects. Let me delve into the key concepts discussed in the article you provided about "casaecoenergias Fotovoltaicas."

Solar Photovoltaic System Overview:

A solar photovoltaic system aims to generate electricity through solar radiation, making it a renewable energy source. The complete photovoltaic system comprises various components that work together to achieve optimal results and maximum efficiency.

Distinction Between Autonomous and Grid-Connected Systems:

The article emphasizes the difference between autonomous (off-grid) and grid-connected solar systems. The key distinction lies in the management of the generated energy. In autonomous systems, electricity can be used directly or stored in solar batteries. In grid-connected systems, the generated electricity is fed into the grid for distribution.

Common Elements of a Photovoltaic System:

  1. Photovoltaic Modules:

    • These solar panels convert solar energy into electrical current through photovoltaic cells.
    • Three common types are monocrystalline, polycrystalline, and amorphous silicon cells.
  2. Inverters:

    • Inverters convert the direct current (DC) generated by solar panels into alternating current (AC) for use in the electrical grid.
  3. Solar Trackers:

    • Solar trackers adjust the position of photovoltaic modules based on the sun's position, increasing overall system efficiency.
  4. Electrical Wiring:

    • Wiring supports electricity generation, distribution, and transportation, with sizing determined by voltage differentials and maximum allowable current.

Autonomous (Off-Grid) Solar System Components:

  1. Generator Solar Components:
    • Photovoltaic modules interconnected to form solar generators.
    • Generator box where modules connect.
    • Wiring, sized based on generator size and cable length.
    • Energy storage (batteries) to store excess energy.
    • Charge controllers to prevent battery overcharging or deep discharging.
    • Autonomous inverters to convert DC to AC for loads that can't run on DC.

Grid-Connected Solar System Components:

  1. Photovoltaic Modules:

    • Interconnected modules forming solar generators.
    • Generator box for module connections.
    • Wiring for both DC from modules to inverters and AC from inverters to the point of connection.
  2. Inverter:

    • Crucial for system efficiency; converts DC to AC for grid connection.
  3. Meter:

    • Measures the electricity fed into the grid.
  4. Power Management:

    • Enables remote monitoring by the grid operator.
  5. Energy Storage (Optional):

    • Can be used to store excess solar energy for later use, even in grid-connected systems.

Additional Considerations:

The article briefly mentions the evaluation of the return on investment for a solar energy system, highlighting the economic aspect of solar installations.

In conclusion, a comprehensive understanding of solar photovoltaic systems involves a nuanced grasp of components, their interactions, and the specific requirements of autonomous and grid-connected systems. If you have any specific questions or need further clarification, feel free to ask.

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Author: Arielle Torp

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