Ramón Guerrero Pérez - Replanteo y funcionamiento de instalaciones solares fotovoltáicas. ENAE0108

Los datos obtenidos por estaciones meteorológicas interconectadas entre sí (en red), tras un proceso de depuración y validación, son incorporados a una base de datos, posteriormente utilizados en estudios científicos y puestos a disposición del público.

La mayoría de las instalaciones fotovoltaicas fueron concebidas como sistemas de generación eléctrica para zonas donde no llegaba la corriente eléctrica convencional o era muy cara su instalación. Estas estaciones se conocen como “estaciones aisladas de red”.

Sin embargo, las denominadas “instalaciones conectadas a la red de distribución” han desarrollado una importante evolución, debida fundamentalmente al abaratamiento de los componentes que constituyen las instalaciones fotovoltaicas y al aumento de la fiabilidad de estos sistemas.

Recuerde

La luz del sol se puede convertir directamente en electricidad, usando el efecto fotoeléctrico y mediante las denominadas células fotovoltaicas.

Estos sistemas carecen de conexión a la red eléctrica convencional, siendo su instalación más común en instalaciones domésticas de alumbrado, bombeo y telecomunicaciones. Dentro de estos sistemas, se pueden identificar dos bloques fundamentales: acumulación y conexión directa.

Sistemas de acumulación

Los sistemas de acumulación son los que están conectados a baterías que permiten el suministro eléctrico en periodos de escaso aprovechamiento de la radiación solar.

Dependiendo del consumo al que estén conectados, se pueden clasificar en:

1 Corriente alterna (CA).

2 Corriente continua (CC).

3 CC/CA.

Sistemas directos

Estos sistemas no disponen de baterías, por lo que solo se obtendrá energía eléctrica en los periodos en los que se disponga de radiación solar. Estos sistemas son utilizados en aplicaciones donde no es importante la interrupción o variación del suministro eléctrico.

Aplicaciones

Existen multitud de aplicaciones para las que se pueden hacer uso de sistemas e instalaciones fotovoltaicas aisladas. A continuación, se explican los más habituales.

Electrificación de viviendas

Es la utilización más habitual, sobre todo en viviendas alejadas de la red eléctrica convencional. Antes de diseñar una instalación fotovoltaica, es muy importante conocer las necesidades de consumo para las que esté destinada dicha instalación, y así evitar posibles errores de dimensionamiento.

Definición

Inversor

Los paneles solares fotovoltaicos producen CC a partir de radiación solar. En las instalaciones de viviendas existen muchos elementos que funcionan con CA, por lo que se hace necesaria la utilización de un componente que convierta la CC en CA para alimentar estos dispositivos. Este elemento se denomina inversor.

Regulador

El regulador de una instalación fotovoltaica es el dispositivo que controla la carga de la batería (evitar que a plena capacidad siga recibiendo corriente), y descarga de la misma (evitar que, una vez agotada, siga suministrando electricidad).

Instalaciones domésticas centralizadas y descentralizadas

En las instalaciones domésticas descentralizadas,cada vivienda está alimentada por un generador; mientras que en las centralizadas,un único generador fotovoltaico suministra electricidad a un grupo de viviendas. Las imágenes siguientes muestran un esquema de una instalación centralizada (abajo) y descentralizada (página siguiente).

Sistemas de bombeo

La alimentación de sistemas de bombeo es otra aplicación muy común de las instalaciones fotovoltaicas aisladas de red. El consumo se puede solicitar en bombas de CC o CA y, según la aplicación, se pueden usar baterías.

Nota

Los paneles solares generan electricidad en forma de corriente continua. Para transformar esta en alterna se utilizan los inversores.

Aplicación práctica

En la siguiente imagen se puede ver el esquema de una instalación fotovoltaica aislada que alimenta a una bomba o motor (5). Comente los elementos que aparecen.

SOLUCIÓN

El motor funciona con CA, ya que se encuentra conectado a un inversor (3). Se trata de un sistema de acumulación, ya que un regulador (2) está conectado entre el panel (1) y la batería (4).

Son instalaciones donde la totalidad de energía generada por el campo fotovoltaico se suministra a la red general de distribución.

Estas instalaciones no poseen baterías ni reguladores, aunque sí inversores. Estos inversores deben tener las siguientes características:

1 Disponer de un sistema de medida para la energía consumida y suministrada.

2 Ser capaz de interrumpir o reanudar el suministro, dependiendo del estado de los captadores solares.

3 Adaptación, de la CA producida, a la fase de la red.

Las necesidades energéticas no siempre coinciden en el tiempo con la captación de energía solar, por lo que se hace necesario disponer de un sistema de almacenamiento eléctrico que haga frente a la demanda, cuando exista poca o nula radiación solar, así como a la producción solar, en momentos de consumo mínimo. Los elementos encargados del almacenamiento de electricidad en el ámbito fotovoltaico, son las baterías o acumuladores.

Definición

Pilas y acumuladores