Pedro Francisco Garcia Martin - Energía solar fotovoltaica para todos

REGLA IMPRESCINDIBLE: conceptos fundamentales e importantes a tener en cuenta durante el diseño o la instalación de los sistemas de energía solar fotovoltaica.

CASO PRÁCTICO RESUELTO CON SOLARPE PRO: de manera sencilla y rápida, podemos resolver el caso práctico planteado utilizando la aplicación Android SOLARPE PRO.

Una instalación solar fotovoltaica produce energía eléctrica a partir de la luz solar.

Los componentes más importantes de estas instalaciones son los paneles solares fotovoltaicos, que están formados por placas semiconductoras que producen una corriente eléctrica al recibir los fotones de la luz.

Los paneles solares para energía fotovoltaica han rebajado su precio un 80 % en los últimos cinco años, y los Gobiernos de los diferentes países apoyan e incentivan el desarrollo de las energías renovables, por lo que el crecimiento de las instalaciones fotovoltaicas va a ser imparable.

Además, la energía fotovoltaica no agota recursos naturales, puede crear empleo y contribuye a reducir las emisiones de gases con efecto invernadero (que son una de las principales causas del cambio climático).

En los países en vías de desarrollo (que, en algunos casos, tienen muchas horas diarias de radiación solar), la energía fotovoltaica puede constituir una importante oportunidad para el crecimiento económico.

Mediante la energía solar fotovoltaica, la electricidad resulta accesible para todos; pero es necesario seleccionar correctamente los elementos que forman parte de la instalación para un funcionamiento óptimo y eficiente.

Este libro se acompaña de SOLARPE PRO, una app Android que facilita el diseño y la instalación de sistemas de energía solar fotovoltaica. También se incluyen 49 casos prácticos resueltos con ejemplos de instalaciones.

En sus versiones anteriores, SOLARPE PRO ha sido reconocida por el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) como la aplicación más innovadora, en junio de 2016. También ha sido galardonada con el premio SIMO Educación 2016 y con el premio Francisco Giner de los Ríos en 2018.

La versión actual de SOLARPE PRO, incluida en este libro, incorpora nuevas funciones que la convierten en una herramienta definitiva para el diseño y la puesta en práctica de instalaciones fotovoltaicas.

La energía solar va a experimentar un importante desarrollo en los próximos años. Mediante este libro y su app SOLARPE PRO, las instalaciones fotovoltaicas se encontrarán al alcance de todos.

OBJETIVOS:

• Conocer los tipos fundamentales de instalaciones solares fotovoltaicas.

• Aprender las características y el esquema básico de estas instalaciones.

Las instalaciones de energía solar fotovoltaica pueden ser, fundamentalmente, de dos tipos:

- INSTALACIONES AISLADAS.También se conocen como OFF GRID. Se prescinde completamente de la red de suministro eléctrico. Son adecuadas para lugares aislados a los que no llegan las compañías eléctricas.

Para tener electricidad en ausencia de luz solar, deben incorporar baterías.

- INSTALACIONES CONECTADAS A RED.También se conocen como ON GRID.

No son necesarias baterías porque, cuando no hay sol, se toma la energía eléctrica de la red de suministro.

Se puede vender a la red el excedente de energía generada.

OBJETIVOS:

• Estudiar los componentes más importantes de las instalaciones solares fotovoltaicas.

• Diferenciar los tipos de paneles solares.

• Conocer los tipos de reguladores de carga.

• Aprender las diferentes tecnologías que existen actualmente en las baterías.

• Estudiar los tipos de inversor y sus aplicaciones más adecuadas.

• Saber qué protecciones específicas emplear en las instalaciones solares fotovoltaicas.

• Analizar los esquemas de los principales tipos de instalaciones fotovoltaicas, distinguiendo sus componentes y comprendiendo su funcionamiento.

A partir de la luz solar, se produce energía eléctrica en forma de corriente continua, con polaridad positiva y negativa.

Son los más caros y difíciles de fabricar, pero consiguen eficiencias de hasta el 22 %. Presentan un color azul homogéneo.

Son más baratos y fáciles de fabricar. Consiguen eficiencias en torno al 16 %. Con temperaturas elevadas, la pérdida de eficiencia en módulos policristalinos, en general, resulta menor que en paneles monocristalinos. En su superficie se distinguen diferentes estructuras cristalinas, con distintos tonos de azul.

Son los más baratos, pero su eficiencia no pasa del 10 %. Estos paneles tienen un tono marrón homogéneo y no están formados por la unión de células individuales, como los paneles monocristralinos o policristalinos, sino que consisten en una lámina continua que se extiende por toda la superficie del panel.

Controla la carga de las baterías. Son necesarios en las instalaciones aisladas. Principalmente, hay dos tipos: PWM y MPPT.

Son más económicos y se pueden utilizar cuando la tensión generada por los paneles solares se halla ligeramente por encima de la tensión del banco de baterías. PWM son las siglas en inglés de «modulación de ancho de pulso». En estos reguladores, se realiza una conexión directa entre los paneles solares y el banco de baterías. Durante su carga, el voltaje de la matriz de paneles se reduce para adaptarse a la tensión de las baterías. A medida que estas se cargan, su tensión se incrementa, y el regulador aumenta también el voltaje de la matriz de paneles.