¿Qué incluye un kit de placas solares fotovoltaicas para autoconsumo?
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Es muy común que cuando se quiere hacer el montaje de un sistema solar fotovoltaico pensemos principalmente en los paneles solares y las baterías, olvidando (o incluso ignorando) el resto de los componentes. Por eso en esta oportunidad explicaremos cuales son los componentes principales de un kit solar fotovoltaico para autoconsumo con imágenes para que los identifiques fácilmente.
Kit solar para sistemas On-grid
Tal como ya lo hemos visto en este artículo, recordemos que en los sistemas on-grid no se necesitan baterías pues el está conectado a la red y funciona en paralelo con él de forma tal que, si el inversor pierde la referencia de voltaje de la red, el sistema se desconectará. Así, los componentes de un kit de placas solares para una instalación on-grid solamente serían:
Módulo fotovoltaico
Es uno de los elementos principales del kit solar fotovoltaico, sistema cuya potencia está determinada por el número de paneles que se utilicen para el montaje.
Cabe aclarar que un módulo fotovoltaico está compuesto de varias celdas en serie y que determinan la potencia del panel y el voltaje que entregarán. Los tamaños comerciales de los módulos fotovoltaicos pueden ser de 36, 60 o 72 celdas (llegando hasta 460 Wp por panel).
Una celda, por su parte, es la unidad más básica del panel solar fotovoltaico. Esta puede ser monocristalina, policristalina o amorfa. Las más usadas comercialmente en la actualidad son las monocristalinas por tener una mayor eficiencia a precios asequibles (aunque en instalaciones en piso, hoy son más rentables los paneles bifaciales con trackers).
Ahora, un arreglo fotovoltaico es un sistema de múltiples módulos combinados en serie o en paralelo, cuya configuración se determina por el diseñador del sistema solar fotovoltaico para definir la corriente y voltaje.
Sistema de fijación de los módulos
Las estructuras de montaje de los sistemas solares usualmente están hechas de aluminio o hierro galvanizado. Estas estructuras son fabricadas en materiales de larga duración y con recubrimientos protectores, considerando la necesidad de fijar los paneles durante su vida útil que puede ser de hasta 30 años.
Los sistemas de sujeción para sistemas solares fotovoltaicos en piso son diferentes a los que se requieren para hacer fijaciones en techo. En ambos casos, se diseñan con el fin de soportar la carga que el viento ejerce sobre ellos de forma tal que, para cada locación, se debe considerar la densidad y velocidad que pueda alcanzar el aire para definir un sistema de sujeción apropiado.
Caja combinadora
Son usualmente usadas para la conexión de múltiples paneles solares en paralelo, y luego para sacar una acometida para el inversor.
Cableado eléctrico para corriente directa (CD)
Es el tipo de cable que se utiliza entre los paneles y los inversores para transportar corriente directa.
Inversor
Existen varios tipos de inversores, como inversores tipo string, centralizados y también los micro inversores. Sirven para convertir la corriente directa que generan los paneles solares fotovoltaicos en corriente alterna. Las funciones principales de los inversores son:
- Mantener la tensión de salida dentro los límites requeridos para su aprovechamiento
- Limitar la corriente de salida en caso de sobrecarga a un valor seguro
- Mantener la frecuencia de salida
- Sincronizar el inversor con la red, y con otros inversores, en caso de que estén en paralelo.
Cableado para corriente alterna (CA)
Es el tipo de cable que se utiliza entre los inversores y el punto de conexión (barraje en tablero o celda) para transportar corriente alterna.
Canalizaciones
Cuando el sistema solar es instalado en el techo de un edificio o cuando el sistema solar se instalar a varios metros del punto de entrega de la energía, se debe considerar transportar y proteger el cableado eléctrico, razón por la cual en el diseño de un sistema solar fotovoltaico se deben considerar canalizaciones (intramurales o subterráneas).
En el caso en que se decida hacer el transporte aéreo del cableado, se deben incluir en el presupuesto postes para soportar el peso de los cables y fijarlos a una distancia segura del suelo conforme a las regulaciones locales de cada país.
Medidor de energía entregada por el Sistema Solar Fotovoltaico
Es el medidor de energía que se instala por punto de entrega de uno o un grupo de inversores. Con estos se mide la energía entregada por el sistema solar fotovoltaico.
Interruptores
Son interruptores manuales (en CA) que son capaces de cortar el suministro de energía de los inversores, aunque también los hay en DC para evitar el fluido eléctrico hacia los inversores.
Existen también desconectadores, los cuales son usados por personal de servicio técnico o personal autorizado para cortar el suministro de energía del sistema solar fotovoltaico que llega al inversor. Esto es considerando que hay inversores en los capacitores que pueden llegar a mantener una carga letal, incluso después de varios minutos que se haya cortado el fluido eléctrico.
También hay dispositivos de seccionamiento del sistema solar fotovoltaico que sirven para drenar la energía del circuito o partes de él y permitir maniobras de mantenimiento, como desmontar componentes que deban reemplazarse.
Transformador
En casos en los que convenga entregar la energía generada por el sistema solar fotovoltaico a un nivel de tensión superior que al que entregan directamente los inversores, puede resultar conveniente agrupar la energía generada en un tablero integrador y luego elevar su nivel de tensión para poder entregar la energía del sistema.
Esto es útil, por ejemplo, cuando se hace un sistema solar fotovoltaico para una industria y el punto de entrega está a 1 km.
Medidor de energía bidireccional
El medidor de energía bidireccional se instala para identificar la cantidad de energía exportada a la red. Estos medidores se instalan en la frontera de energía entre la red y el consumidor, usualmente en compañía del resto de aparatos de medida como el trasformador de corriente y de potencial.
Estación meteorológica
Se instala con el fin de validar el Performance Ratio del sistema solar fotovoltaico. Esta, permite medir las condiciones de radiación del sistema solar fotovoltaico y verificar que su desempeño corresponde a lo estimado en el diseño.
Elementos adicionales del kit para sistemas Off-grid
Los sistemas Off-grid, requieren de dos elementos adicionales que deben incluirse en el kit:
Regulador de carga solar
Su función fundamental es evitar las sobrecargas y descargas excesivas en las baterías, que producirían daños irreversibles. También aseguran que el sistema trabaje a su máximo rendimiento.
Para poder regular la carga y descarga de las baterías es necesaria la utilización de regulador, del que existen dos tipos:
- De amplitud de pulso modulado (PMW por sus siglas en inglés)
- De seguimiento del máximo punto de potencia (MPPT por sus siglas en inglés).
El regulador de carga debe estar en capacidad de gestionar la corriente total del arreglo de manera segura. Un regulador MPPT puede realizar seguimiento del máximo punto de potencia de los paneles y entregar entre un 20 y un 25% más que un regulador PMW, sin embargo pueden llegar a costar el doble.
Baterías
Es en el encargado de almacenar la energía eléctrica que producen los paneles solares fotovoltaicos. Este elemento se utiliza principalmente por dos razones: primero para dar estabilidad al sistema y comportarse como una instalación capaz de suministrar la totalidad de la energía a una locación; y segundo porque sirve para acumular el exceso de energía que no se consume en el día y entregarlo en las noches o en momentos de emergencia, cuando funciona en paralelo con la red y permite respaldar una instalación eléctrica. Esta parte del kit solar fotovoltaico es muy importante para el autoconsumo en una vivienda habitual o una casa aislada.
Aunque es importante que reconozcas cada uno de estos componentes, no es recomendable adquirir uno por uno a menos que tengas experiencia en instalaciones de sistemas de autoconsumo solar. Siempre te recomendamos que busques primero la asesoría de un especialista.