🥇Componentes de un sistema solar fotovoltaico - Casaecoenergias.com (2024)

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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 células fotovoltaicas que se utilizan comúnmente en los módulos fotovoltaicos son de silicio y se pueden dividir en tres subcategorías:

• Las células fotovoltaicas hechas de silicio monocristalino están formadas por un monocristal de silicio.Este tipo de celda tiene un color azul oscuro uniforme.
• Las célulasfotovoltaicas de silicio policristalino o multicristalinoestán formadas por una serie de cristales de silicio, lo que explica por qué su rendimiento es ligeramente inferior al de las células monocristalinas.
• Las células de silicio amorfo. Son menos eficientes que las células de silicio cristalino, pero también menos costosas. Este tipo de celda se utiliza, por ejemplo, en aplicaciones como calculadoras de bolsillo o pequeños dispositivos que no requieren una gran cantidad de energía.

Inversores actuales

El inversor es un dispositivo electrónico diseñado 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 través del inversor de potencia e inyectarse en la red eléctrica 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 posición de los módulos fotovoltaicos en función de la posición del sol para aumentar su rendimiento. Su uso es bastante común en la producción de energía 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 módulo 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 ángulo igual al eje de latitud. La rotación 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 ángulo de la superficie es constante e igual al ancho. La rotación 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 rotación 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 solar fotovoltaico autónomo o aislado

Un sistema autónomo no está conectado a la red eléctrica pública.Por eso se diferencia del sistema conectado a la red en los siguientes componentes esenciales.

• Módulos fotovoltaicos: Estos están interconectados en cadenas, las cadenas a su vez están acopladas al llamado generador solar.
• Caja de conexión del generador: Aquí es donde los módulos solares se interconectan para formar el generador.
• Cableado: Depende del tamaño del generador solar, pero también de la longitud del cable.Además, el cable entre el inversor y la batería debe seleccionarse de modo que sea adecuado para las altas corrientes.
• Almacenamiento de energía: El almacenamiento o acumulador de energía juega un papel esencial en el sistema autónomo, ya que debe salvar de manera confiable los tiempos en los que no se puede producir energía solar, pero se requiere energía.El diseño depende del tamaño del generador solar y del requerimiento energético.
• Reguladores de carga: Son importantes para prolongar la vida útil de las baterías.En los sistemas autónomos, los controladores de carga tienen la función de evitar descargas profundas o sobrecargas de la batería.Los controladores de carga deben coincidir con el tipo de batería seleccionada.Además, están diseñados de tal manera que coinciden con la corriente máxima de los módulos y consumidores.Existen los denominados reguladores en serie, reguladores en derivación y reguladores MPP más costosos.Los controladores de carga no se pueden adaptar posteriormente a un sistema solar modificado (adición de módulos).
• Inversores autónomos: Incluso con sistemas autónomos, a menudo existe el deseo de conectar cargas que no pueden funcionar con corriente continua.Por eso los inversores también son necesarios aquí.

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.

• Módulos fotovoltaicos: También están interconectados para formar cadenas o el generador solar.
• Caja de conexión del generador: Esto, por supuesto, también es necesario para los sistemas fotovoltaicos conectados a la red.
• Cableado: Se debe hacer una distinción entre el cableado de la corriente continua de los módulos al inversor y el cableado de corriente alterna del inversor al punto de alimentación.Incluso con el sistema conectado a la red, las secciones transversales dependen de la salida de los módulos solares y del inversor, así 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 alimentación.Para obtener más información, consulte el medidor de alimentación puntual.
• Gestión de alimentación: Ofrece una opción de supervisión remota por parte del operador de red.
• Almacenamiento de energía: Incluso con sistemas conectados a la red, un almacenamiento de energía se puede usar opcionalmente para almacenar el exceso de energía solar durante el día y luego usarlo por la tarde / noche.Aquí también se requieren componentes electrónicos correspondientes para controlar los procesos de carga y descarga.