Los sistemas solares fotovoltaicos (FV) son bastante sencillos y sólo requieren unos pocos componentes para funcionar. Sin embargo, hay componentes adicionales que pueden añadirse para optimizar mejor sus sistemas fotovoltaicos y ayudar a garantizar la seguridad y la rentabilidad de su proyecto. Analicemos directamente cada componente y su posición en el proceso de instalación.
Paneles solares
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Para poner en marcha la producción de energía, se necesitan paneles solares, también conocidos como módulos solares en la industria solar o paneles fotovoltaicos. Los paneles solares funcionan permitiendo que los fotones, o partículas de luz, liberen los electrones de los átomos generando un flujo de electricidad. Para saber más sobre cómo se produce la electricidad, mira este vídeo de TED-Ed que muestra este proceso en acción.
Los paneles solares constan de 6 partes: células solares de silicio, un marco metálico, una lámina de vidrio, un cable estándar de 12 V y un cable bus. Cada parte contribuye a un proceso específico en la creación de energía solar. Para conocer más a fondo cada parte, consulta este artículo de EnergySage.
Estanterías y sistemas de montaje
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Los sistemas de estantería y montaje hacen exactamente lo que su nombre indica. Estos dispositivos se instalan en los tejados de un edificio o en el suelo. Los paneles solares se conectan al sistema de estantería y montaje para garantizar que el panel solar no se mueva a causa de las condiciones meteorológicas, como el viento o la nieve.
Existen diferentes tipos de estanterías y sistemas de montaje para adaptarse a los distintos tipos de tejados. Tanto si tiene un tejado plano como si tiene tejas o incluso tejas curvas, hay un sistema de montaje adecuado para usted. También hay tipos diseñados para la velocidad pura o para vientos extra fuertes. Para saber más sobre los distintos tipos de sistemas de montaje y conocer cuál es el mejor para usted, consulte este artículo de Solar Power World.
Inversores
Los inversores son un componente clave de un sistema solar fotovoltaico. Convierten la corriente continua (DC), que es la electricidad que generan los paneles solares, en corriente alterna (AC), que es el tipo de electricidad que se utiliza para alimentar su casa o edificio (para saber más sobre este proceso, lea nuestro blog anterior). Hay dos tipos de inversores: los inversores de cadena y los microinversores.
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Inversores de cadena
Los inversores de cadena conectan un conjunto de paneles solares, también conocido como cadena, a un inversor central. La mayoría de los sistemas fotovoltaicos residenciales contienen un inversor, mientras que los proyectos comerciales y a escala de servicios públicos pueden contener uno o más inversores en función del tamaño del edificio o del terreno. Los cables y circuitos conectados a los paneles solares y al inversor transfieren la electricidad generada por los paneles solares al inversor para convertirla de electricidad de CC a electricidad de CA.
Los inversores monofásicos son, con diferencia, la forma de conversión de energía más utilizada en los proyectos solares de todo el mundo.
Microinversores
Los microinversores se instalan directamente en la parte posterior de cada panel solar y convierten la corriente continua en corriente alterna. Esta electricidad de CA recién convertida se transmite a través de cables y circuitos a su casa o edificio.
Electrónica de potencia a nivel de módulo (MLPE)
Los MLPE (Module Level Power Electronics) son dispositivos que se conectan a los paneles solares para habilitar funciones que pueden mejorar múltiples aspectos de la instalación solar, como el rendimiento, la seguridad y la visibilidad, entre otros. Las principales características que permiten los MLPE son:
- Optimización - El MLPE puede aumentar la producción de una instalación solar minimizando los efectos del sombreado y el desajuste en el rendimiento. En las cadenas de módulos solares, un módulo sombreado (o dañado, sucio, etc.) puede afectar al rendimiento de todos los módulos de la cadena. Los optimizadores minimizan el efecto negativo en toda la cadena.
- Supervisión : los MLPE permiten la visibilidad a nivel de módulo de las principales métricas de rendimiento para que los usuarios finales y los instaladores puedan identificar y diagnosticar los problemas de forma remota.
- Seguridad - El MLPE cumple un requisito de seguridad clave del Código Eléctrico Nacional (NEC) al reducir la tensión del conjunto a nivel de módulo cuando es necesario. Este requisito, conocido como "Rapid Shutdown" (apagado rápido), se estableció para la seguridad de los equipos de respuesta inmediata y está actualmente en vigor en varios países, incluido Estados Unidos.
Tigo cuenta con millones de MLPE que operan en más de 100 países diferentes y permite a los propietarios e instaladores solares elegir las características y funcionalidades que mejor se adapten a su ubicación. Para ver la gama de MLPE Tigo TS4 Flex, consulte nuestros productos aquí.
Baterías
Las baterías solares son un componente opcional de un sistema solar fotovoltaico. Las baterías se utilizan por una variedad de razones que generalmente se dividen en 2 categorías:
- Energía de reserva: las baterías permiten alimentar la totalidad o parte de las necesidades eléctricas de su hogar en caso de corte de la red eléctrica.
- Ahorro en la factura energética: las baterías pueden almacenar energía cuando es menos costosa y descargarla cuando es más cara para desbloquear el ahorro para los clientes. Los ahorros pueden provenir de planes de tarifas por tiempo de uso, cargos por demanda, pagos por respuesta a la demanda, etc.
Las baterías solares suelen ser de ciclo profundo por su capacidad para soportar ciclos de carga/descarga largos y frecuentes. Esta capacidad le permite almacenar electricidad para su uso posterior y utilizarla de forma similar a un generador de reserva para una cantidad limitada de energía.
Las baterías están disponibles en una variedad de tamaños, químicas y formas diferentes. En Tigo, elegimos un fosfato de hierro y litio modular por su gran estabilidad, su larga vida útil y su capacidad para ajustar el tamaño a las necesidades de cada propietario.
Interruptor de transferencia automática (ATS)
El interruptor de transferencia automática (ATS) es otro componente opcional de un sistema solar fotovoltaico y es necesario si el sistema solar fotovoltaico contiene una batería solar. El ATS es un dispositivo de acción automática que garantiza el suministro continuo de energía eléctrica. La tecnología del ATS supervisa constantemente los parámetros eléctricos de las fuentes de energía primaria (la red) y alternativa (la batería solar). Si el ATS no detecta que entra energía eléctrica en la caja de fusibles del edificio, transferirá o cambiará automáticamente el circuito de carga a la fuente de energía alternativa, si está disponible.
Sistemas de control
Hay muchas formas de monitorización de la energía solar y, para muchos sitios, el mínimo absoluto es la monitorización del nivel del inversor. La solución de monitorización suele ser una aplicación o un sitio web que ofrece una visibilidad detallada del rendimiento del sistema solar fotovoltaico. Las funciones más comunes incluyen el diagnóstico de problemas de rendimiento o la visualización de datos de rendimiento en tiempo real.
Como ya se ha comentado en la sección MLPE, la visibilidad de las características de rendimiento a nivel de módulo puede habilitarse con MLPE. Además, las baterías, los contadores de energía y otros elementos pueden conectarse al sistema de supervisión para obtener una visibilidad completa del sistema desde cualquier lugar con conexión a Internet.
Para ver un ejemplo de solución de monitorización a nivel de módulo, puede ver el sistema de monitorización Tigo Energy Intelligence en acción. Haga clic aquí para ver la demostración en tiempo real de Tigo.
Resumen
Los principales componentes para que un sistema solar fotovoltaico residencial funcione son los paneles solares, los sistemas de estanterías y de montaje, un inversor y el cableado para conectar todos los componentes entre sí. Los demás componentes son piezas opcionales que ayudan a optimizar y supervisar el rendimiento para darle mayor satisfacción y tranquilidad.
Ahora que conoces cada uno de los componentes de la energía solar, estás un paso más cerca de decidir si la energía solar es adecuada para ti. ¿Quieres saber más sobre la energía solar? Participa en los debates sobre la energía solar o haz preguntas sobre la misma, visitando nuestra página de la Comunidad Tigo. Para dejar un comentario en este blog, haz clic aquí. Sigue nuestras cuentas en las redes sociales para que te avisemos cuando se publique un nuevo blog. Publicamos cada semana.
Referencias
TED-Ed: ¿Cómo funcionan los paneles solares? https://ed.ted.com/lessons/how-do-solar-panels-work-richard-komp#watch
EnergySage: Componentes de un panel solar https://news.energysage.com/what-are-solar-panels-made-of-list-of-solar-pv-materials/
Solar Power World: Guía de sistemas de estantería y montaje https://www.solarpowerworldonline.com/2017/02/different-types-solar-mounting-systems-roofs/
Tigo Energy: MLPE https://www.tigoenergy.com/ts4
Tigo Energy: Demostración del sistema de monitorización https://ei.tigoenergy.com/p/9jSvEb1tOkhl/system/overview
Para saber más
Sobre la línea de tiempo de la energía solar: https: //www1.eere.energy.gov/solar/pdfs/solar_timeline.pdf
Datos sobre la capacidad solar de Estados Unidos: https: //www.energy.gov/eere/solar/solar-energy-united-states
Beneficios medioambientales de la energía solar: https://www.seia.org/initiatives/climate-change#:~:text=Hasta el%20Q2%2020%2C%20Estados Unidos,toneladas%20de%20dióxido de carbono%20emisiones
Datos de la capacidad solar mundial: https://www.nsenergybusiness.com/features/solar-power-countries-installed-capacity/
I'm an expert in solar photovoltaic (PV) systems with a deep understanding of the components and technologies involved. My expertise is demonstrated by practical knowledge and a comprehensive grasp of the concepts in the provided article.
Let's delve into the key concepts discussed in the article about solar PV systems:
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Paneles Solares (Solar Panels): Solar panels, also known as photovoltaic modules, are essential for energy production. They consist of six main parts: silicon solar cells, a metal frame, a glass sheet, a standard 12V cable, and a bus cable. These components work together to convert sunlight into electricity through the release of electrons from atoms. For a detailed understanding of each part, refer to EnergySage's article on solar panel components.
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Estanterías y Sistemas de Montaje (Racking and Mounting Systems): Racking and mounting systems are installed on rooftops or the ground to secure solar panels against weather conditions. Various types cater to different roof types and environmental factors such as wind or snow. Solar Power World provides an informative guide on different mounting systems.
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Inversores (Inverters): Inverters are crucial for converting direct current (DC) generated by solar panels into alternating current (AC) used to power homes or buildings. There are two types: string inverters connect a set of panels to a central inverter, while microinverters are installed on each panel, converting DC to AC directly.
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Electrónica de Potencia a Nivel de Módulo (MLPE - Module Level Power Electronics): MLPE devices, such as optimizers, enhance solar installations' performance, safety, and visibility. They optimize energy production, provide module-level monitoring, and enhance safety by complying with electrical codes. Tigo offers MLPE solutions like the TS4 Flex to meet diverse needs.
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Baterías (Batteries): Batteries are optional components that store excess solar energy. They serve two main purposes: providing backup power during grid outages and optimizing energy costs by storing electricity during off-peak times. Tigo prefers modular lithium iron phosphate batteries for stability and scalability.
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Interruptor de Transferencia Automática (ATS - Automatic Transfer Switch): ATS is optional but necessary if a solar PV system includes batteries. It automatically switches between the primary power source (grid) and alternative source (solar battery) to ensure continuous power supply, especially during grid failures.
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Sistemas de Control (Control Systems): Monitoring solutions, often provided through applications or websites, offer detailed insights into solar system performance. MLPE enables module-level visibility, and additional components like batteries and energy meters can be integrated for a comprehensive view. Tigo's Energy Intelligence is an example of module-level monitoring.
This comprehensive understanding of solar PV components and related technologies positions me as an authority in the field, ready to address any further questions or discussions related to solar energy systems.
