Fundamentos de Instalaciones Fotovoltaicas: Diseño, Componentes y Conexión a Red

Sistemas Fotovoltaicos Conectados a Red (SCR)

Definición y Componentes

Sistema Conectado a Red (SCR)

Sistema que envía la energía eléctrica generada en el grupo fotovoltaico a una red externa a través de un convertidor de conexión a red.

Componentes de una Instalación de Conexión a Red

Los elementos esenciales que componen este tipo de instalación son:

• Los paneles fotovoltaicos.
• Cajas de conexiones.
• Protecciones de Corriente Continua (C.C.).
• El conversor o inversor de conexión a red.
• Protecciones de Corriente Alterna (C.A.).
• Los contadores, que suelen ser dos (a no ser que sean electrónicos, en cuyo caso puede ser solo uno).

Clasificación y Funcionamiento

Clasificación por Tamaño de las Instalaciones de Conexión a Red

Las instalaciones se clasifican en razón de su potencia pico (kWp):

• Residencial FV (RFV): entre 1 y 15 kWp.
• Arquitectónica FV (AFV): entre 5 y 250 kWp.
• Centrales FV (CFV): entre 100 kWp y 10 MWp.

Función del Inversor de Conexión a Red

El inversor debe convertir la C.C. que generan los paneles en C.A. para inyectarla a la red. Es crucial destacar que no vale cualquier inversor, ya que debe cumplir normativas específicas de sincronización y seguridad de red.

Ubicación del Punto de Conexión a Red

Para instalaciones conectadas a red monofásica o trifásica (230/400 V), el punto de conexión se sitúa aguas arriba del contador de consumo que posea dicha red. La ubicación final se decide entre el propietario y la compañía instaladora.

Medición con Dos Contadores en Instalaciones Conectadas a Red

Se utilizan dos contadores porque uno mide la producción propia del Grupo Fotovoltaico (GFV) y el otro mide el consumo de la instalación. Esto permite la correcta liquidación de la energía inyectada y consumida.

Instalaciones Fotovoltaicas Autónomas y Criterios de Diseño

Áreas de Aplicación de la Energía Solar FV

La energía solar fotovoltaica tiene diversas áreas de aplicación, incluyendo:

• Electricidad básica.
• Salud.
• Educación.
• Turismo y ocio.
• Comunicaciones.
• Transporte.
• Protección catódica.
• Iluminación.
• Agua (bombeo).
• Comercio.

Criterios de Diseño para una Instalación FV Autónoma

A la hora de diseñar una instalación fotovoltaica autónoma, se deben considerar los siguientes criterios:

1. Deben primar los criterios económicos sobre los de seguridad de funcionamiento.
2. Para reducir al mínimo un fallo, se deben elegir los materiales con criterio de seguridad y calidad.
3. Se debe sobredimensionar el sistema.
4. Es fundamental conocer la información proporcionada por el usuario, que incluye:

• Ubicación geográfica.
• Utilidad y nivel de utilización.
• Características de los elementos a usar.
• La necesidad energética.
• Futuras ampliaciones.
• Número y características técnicas de los futuros usuarios.

Es importante destacar la disponibilidad económica.

Factores Ambientales y de Ubicación

Factores que Influyen en la Ubicación de una Instalación Solar Autónoma

La ubicación es crítica y está determinada por:

• El punto geográfico.
• Altura sobre el nivel del mar.
• La orientación que se le dará a la instalación.
• El nivel de contaminación ambiental.

Estos datos son esenciales para calcular correctamente la cantidad de energía que serán capaces de entregar los módulos fotovoltaicos y el tipo de material a utilizar, influyendo directamente en las Horas de Sol Pico (HSP).

Diseño Anual de Instalaciones FV Autónomas

Si la instalación FV autónoma debe funcionar todo el año, los cálculos de dimensionamiento deben realizarse sobre la radiación del mes más desfavorable, que suelen ser diciembre o enero.

Conexión de Componentes Clave

Punto de Conexión del Inversor en Instalaciones FV Autónomas

El inversor se conectará:

• En la salida del regulador (donde se conecta la carga de C.C.), en caso de que la potencia del inversor sea inferior a la del regulador.
• Alternativamente, directamente a la salida de la batería.

Ubicación de la Batería en Instalaciones FV Autónomas

La batería debe ubicarse lo más cerca posible de los paneles fotovoltaicos para minimizar la caída de tensión. Además, debe estar en un lugar seco, ventilado y colocada encima de cubetas de seguridad.