9 - TIPOS DE INSTALACIONES FOTOVOLTAICAS

 

De forma general existen 3 tipos de instalaciones fotovoltaicas, que son:

- Las Conectadas a la red eléctrica (grid tie): La energía creada por las placas fotovoltaicas (en corriente continua) se vuelca a la red eléctrica (en corriente alterna) a través de un inversor.

Inyectan a la red todo lo que producen, vendiendo la energía generada a la compañía eléctrica de la red a la que se conectan.



- Las Aisladas (off grid): La energía creada por las placas fotovoltaicas (en corriente continua) se almacena en unas baterías, para posteriormente a través de un inversor suministrarla a las cargas (receptores) en forma de corriente alterna.

Suelen utilizarse para proporcionar suministro eléctrico a los consumos (receptores) que se encuentran en zonas que no están conectadas a la red eléctrica convencional, como en zonas rurales, sistemas de telecomunicaciones, alumbrado público, señalización, pozos, etc.

- Las Instalaciones de Autoconsumo: Se trata de instalaciones que, aunque están conectadas a la red y venden energía, también alimentan consumos eléctricos.

En este tipo de instalaciones, los excedentes de energía generada y que no se consumen se inyectan a la red eléctrica para venderla.

Estas últimas son las más utilizadas hoy en día en las viviendas particulares, ya que permiten reducir mucho la factura de la luz.

Antes de ver cada tipo de instalación fotovoltaicas de forma más ampliada, veamos de forma muy resumida los principales elementos que forman una instalación fotovoltaica

- Paneles o Módulos fotovoltaicos: generan energía eléctrica en corriente continua.


- Sistema de acumulación (baterías): almacena la energía generada en los módulos.

- Regulador: controla los procesos de carga y descarga de la batería.

- inversor: convierte la corriente continua generada en corriente alterna para suministrarla a los consumos (receptores).

Fotovoltaicas Conectadas a la Red

Como ya vimos, en este tipo de instalaciones fotovoltaicas, la energía creada por las placas fotovoltaicas (en corriente continua) se vuelca a la red eléctrica (en corriente alterna) a través de un inversor.

Estas instalaciones tienen la ventaja de que el periodo de mayor generación coincide con el de mayor demanda de energía, ya que es durante el día cuando se producen los mayores consumos y también cuando más energía genera la instalación.

Otra ventaja, respecto a las aisladas, es que no necesitan baterías para almacenar la energía que generan, ya que toda se vuelca a la red, y las baterías es la una de las partes más cara de una instalación fotovoltaica.

Los elementos necesarios son:

- Paneles fotovoltaicos.

- Protecciones del lado de continua.

- Inversor.

- Protecciones del lado de alterna

Su funcionamiento básico sería que el sol incide sobre las placas fotovoltaicas que producen electricidad en forma de corriente continua, el inversor transforma de corriente continua en corriente alterna, esta corriente alterna tiene las mismas características de tensión y frecuencia que la red eléctrica, por ejemplo en España 230V de tensión y 50Hz de frecuencia.

Realmente la tensión del lado de corriente alterna del lado del inversor es ligeramente superior a la tensión de AC de la red, esto es así para que la corriente circule hacia la red y no hacia el inversor.}

Recuerda que la corriente eléctrica circula siempre desde el lado de más tensión al de menos.

Los módulos o paneles fotovoltaicos son los mismos que en las instalaciones aisladas, pero los inversores deben tener las siguientes características:

- Disponer de un sistema de medida de energía consumida y generada (contador eléctrico)

- Ser capaz de interrumpir o reanudar el suministro eléctrico en función de la energía generada por los módulos fotovoltaicos.

- Adaptar la energía generada en corriente alterna a las características de la de la red a la que se inyecta.

Antes de enviar la energía generada a la red es necesario contabilizarla mediante un contador eléctrico, para luego saber la cantidad de energía vendida.

Es imprescindible que haya una red de corriente alterna colocada en el lado de alterna del inversor, pueden haber también cargas (autoconsumo), pero siempre tiene que haber una red eléctrica.

Las llamadas centrales fotovoltaica pertenecen a este tipo de instalaciones, pero no son las únicas, ya que pueden ubicarse en edificios, sobre todo en aquellos con espacio disponible en sus cubiertas (tejados).

Otras posibles zonas urbanas donde pueden implantarse son en la fachadas de los edificios y en los aparcamientos al aire libre, aprovechando la buena facilidad de integración que tienen los módulos fotovoltaicos.

Fotovoltaicas Aisladas de la Red

Como ya vimos, en este caso la energía creada por las placas fotovoltaicas (en corriente continua) se almacena en unas baterías, para posteriormente a través de un inversor suministrarla a las cargas (consumos) en forma de corriente alterna.

Hay algunas instalaciones aisladas que no llevan baterías, se llaman aisladas con sistema de conexión directo, es decir solo proporcionan la energía generada en ese momento.

Algún ejemplo de este tipo son los cargadores de móviles públicos, las señales alimentadas por placas fotovoltaicas, etc.

Las que llevan baterías son las aisladas con acumulación.

Los elementos necesarios en las instalaciones aisladas son:

- Paneles fotovoltaicos.

- Protecciones del lado de continua.

- Cargador.

- Baterías.

- Inversor/Cargador.

- Generador (opcional).

- Protecciones del lado de alterna.

Su funcionamiento básico es el siguiente, el sol incide sobre las placas fotovoltaicas que producen electricidad en forma de corriente continua, el cargador regula y controla la circulación de corriente continua desde los paneles hacia las baterías para su almacenamiento.

El inversor convierte la corriente continua de las baterías en corriente alterna con unas características concretas de tensión y frecuencia (normalmente 230v - 50hz) para alimentar las cargas.

Las baterías son fundamentales en este tipo de instalaciones, ya que se utilizan para almacenar la energía generada por el día para poder utilizarla durante la noche o cuando la potencia consumida es superior a la que generamos en los módulos en ese momento.

Las principales aplicaciones de las instalaciones fotovoltaicas aisladas son:

- Electrificación de viviendas en zonas rurales aisladas

- Señales viarias, Rótulos, etc.

- Alumbrado Público

- Bombeo de Agua

- Sistemas y Torres de Telecomunicaciones

- Satélites Espaciales para alimentar sus equipos.

- Juguetes

- Parquímetros

- Cargadores de Móviles Públicos, etc.

Y muchas más.

Aquí tienes un ejemplo de la instalación fotovoltaica aislada para una vivienda:

Fotovoltaicas de Autoconsumo

Se utilizan como generadoras de energía eléctrica, inyectando a la red el excedente de energía generada, pero también consumiendo de ella cuando la producción de los paneles fotovoltaicos de la instalación no es suficiente.

Hoy en día la mayoría de las instalaciones en las viviendas son de este tipo, ya que permiten reducir bastante la factura de la luz.

Componentes de una Instalación Solar Fotovoltaica

- Paneles Fotovoltaicos: son los encargados de transformar la energía de la luz solar en eléctrica.

La energía eléctrica generada por los paneles solares fotovoltaicos es en corriente continua.

- Regulador de Carga: Tiene 2 misiones.

Por un lado es el encargado de controlar la carga y descarga de las baterías y por otro lado garantizar que los paneles trabajen en el punto de máxima potencia para las condiciones atmosféricas en cada momento.

Deben proteger las baterías frente a sobrecargas y sobredescargas de las mismas.

Esta parte de la instalación y a pesar de su bajo coste comparado con el resto es fundamental para proteger la vida útil de las baterías y el funcionamiento del sistema fotovoltaico.

- Inversor: si queremos conectar la instalación a la red eléctrica, o simplemente queremos utilizarla para alimentar receptores en corriente alterna, debemos tener un inversor que nos convierta la corriente continua generada por los paneles fotovoltaicos en corriente alterna que alimente los receptores.

Convierte la tensión en corriente continua generada en los paneles, en una tensión alterna de 230V de valor eficaz y a una frecuencia de 50Hz.

- Baterías: La producción de la energía solar y su consumo no suelen coincidir en el tiempo, por eso es necesario utilizar un sistema de baterías para almacenar la energía generada en momentos de Sol y poder utilizarla cuando el sistema o la instalación no produzca la suficiente energía que necesitemos.

CONEXIONES DE LOS ELEMENTOS SOLARES

ACTIVIDADES A DESARROLLAR

1. Transcribir la teoría acerca de los tipos de instalaciones fotovoltaicas. Estudiar para el examen. NOTA 1.

2. En grupos de estudiantes desarrollar una maqueta de una de los tres tipos de instalaciones fotovoltaicas vistas, con las conexiones adecuadas estudiadas en clase. NOTA 2.

• Las Conectadas a la red debe ir con cada uno de los elementos adecuadas (iguales), las conexiones exactas y la final conectadas a una torre de transmisión de electricidad.

• Las aisladas a la red debe ir con todos los elementos adecuados, las conexiones exactas y a la final conectadas a solo una de las siguientes: alumbrado público, bombeo de agua en un cultivo, torres de telecomunicaciones, satelites espaciales, parquimetros, cargadores móviles o al hogar (TV, Nevera, Estufa, router y lavadora).

• Las de autoconsumo debe ir con todas las conexiones adecuadas con los elementos adecuados y a la final por un lado a la torre de transmisión eléctrica, y por el otro lado a una casa donde en el interior se observe las conexiones al TV, Nevera, Estufa, router, lavadora y alumbrado.