Componentes y Funcionamiento de Instalaciones Solares Fotovoltaicas

Elementos de una Instalación Solar Fotovoltaica (ISF)

Panel Fotovoltaico

Es el elemento principal de la instalación. Su función es convertir la energía del sol en energía eléctrica en forma de corriente continua (CC). Está diseñado para trabajar con valores concretos de tensión y se compone de un conjunto de células fotovoltaicas, que pueden ser de silicio cristalino o amorfo.

Los valores más importantes a la hora de seleccionar un panel son:

• Tensión de circuito abierto (Voc)
• Intensidad de cortocircuito (Isc)

Regulador de Carga

Su función es evitar situaciones críticas de carga entre los paneles y las baterías, además de prevenir sobrecargas para alargar la vida útil del sistema.

• En la carga: Su misión es garantizar una carga suficiente al acumulador y evitar sobrecargas.
• En la descarga: Su misión es asegurar un suministro eléctrico suficiente y evitar la descarga excesiva de la batería.

Acumulador (Batería)

Es necesario utilizarlos para aquellos días en los que las placas no son capaces de suministrar la potencia necesaria para la instalación. Existen diversas causas que pueden producir alteraciones en la energía recibida, como el aumento de la nubosidad o una menor cantidad de luz solar.

Los parámetros fundamentales para su elección son:

• Capacidad: Cantidad de energía que puede almacenar.
• Profundidad de descarga: Cantidad de energía, expresada en porcentaje (%), que se obtiene de la batería durante una descarga.

Las baterías son capaces de transformar la energía química en energía eléctrica.

Inversor

Se encarga de convertir la corriente continua (CC) en corriente alterna (CA). Los parámetros clave para escogerlo son:

• Alta eficiencia
• Potencia
• Rendimiento
• Bajo consumo en vacío

Funcionamiento de la Instalación

El proceso sigue el siguiente flujo: Generación (Energía Eléctrica) → Almacenamiento (Energía Química) → Consumo (Energía Eléctrica).

Existen dos tipos principales de configuraciones:

• Instalaciones autónomas: Cuentan con acumuladores y reguladores para almacenar la energía.
• Instalaciones conectadas a red: La energía no se almacena, sino que se pone a disposición de la red eléctrica.

Radiación Solar

La radiación solar es el recurso energético fundamental en las ISF. Es una fuente de energía renovable, disponible en cualquier ubicación y de libre uso. Sin embargo, presenta inconvenientes como la alternancia noche-día, la nubosidad y su elevada dispersión.

Factores e Influencias

Existen tres factores que intervienen en la radiación solar recibida en la Tierra: astronómicos, geográficos y atmosféricos.

Tipos de Radiación

• Directa (B): Energía que recibe el panel directamente del sol.
• Difusa (D): Procede de la atmósfera y es consecuencia de procesos de reflexión y difracción.
• Reflejada (Albedo): Procede de la reflexión de la radiación incidente sobre el entorno.
• Pérdidas: Reducción de radiación debido a fenómenos atmosféricos.

Conceptos Técnicos de Medición

• Ángulo de Elevación: Es el ángulo que forma el panel con el suelo. Se determina a partir de la latitud de la ubicación y de la declinación solar.
• Irradiancia: Potencia recibida por unidad de superficie, medida en W/m².
• Irradiación: Energía recibida por unidad de superficie en un tiempo determinado, medida en Wh/m².
• Equinoccio: Momento en que la duración del día es igual a la de la noche (mismas horas de luz que de oscuridad).