Componentes de una instalación solar fotovoltaica

1. Introducción a la energía solar

Tipo de fuentes energéticas y problemas:1. Centrales hidráulicas: Sequias.2.Centrales térmicas: Combustibles fósiles, recurso limitado.3. Centrales nucleares: Difícil eliminación de los residuos.

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1. Introducción a la energía solar

Formas de aprovechar el sol para producir electricidad:

•Métodos indirectos: El sol se utiliza para calentar un fluido y convertirlo en vapor, con el fin de generar movimiento en un alternador y producir electricidad.•Métodos directos: La luz del sol es convertida directamente a electricidad mediante células solares. Se distinguen entre, sistemas conectados a red y sistemas aislados.

1. Introducción a la energía solar

Sistema conectado a la red

Instalación fotovoltaica autónoma

2. Clasificación de las instalaciones solares fotovoltaicas

Aplicaciones autónomas: - Aplicaciones espaciales. - Aplicaciones terrestres: + Telecomunicaciones. + Electrificación de zonas rurales y aisladas. + Señalización. + Alumbrado público. + Bombeo de agua + Redes VSAT + Telemetría - Otras aplicaciones.

2. Clasificación de las instalaciones solares fotovoltaicas

Aplicaciones conectadas a la red:Centrales fotovoltaicas y huertos solares

Edificios fotovoltaicos

3. Elementos de una ISF

4. La célula solar: características básicas

• El elemento principal es la célula solar que su funcionamiento se basa en el efecto fotovoltaico.

4.1. Parámetros fundamentales de la célula solar

• Corriente de iluminación (IL)• Corriente de oscuridad• Tensión de circuito abierto (VOC)• Corriente de cortocircuito (ISC)

• Fórmula para hallar la potencia máxima que puede entregar la celula solar:

Pm = Vm . Im

• Fórmula para hallar el Fcroe de forma (FF): FF = Vm . Im / VOC . ISC

5. El panel solar

5.1. Potencia de la célula solar

• La potencia de de una célula tamaño estándar (10x10 cm) es muy pequeña ( en torno a 1 o 2 W), por eso hay que asociar varias de ellas.

• Según las conexiones: + En serie: aumenta la tensión final en los extremos de la celula.

+ En paralelo: Aumenta la intensidad total del conjunto.

5.2. Principales parámetros. Curvas características

5.3. Agrupamiento y conexión de paneles

6. El regulador

• Es un sistema de regulación de carga en la unión entre los paneles solares y las baterías, que tiene como función evitar situaciones de carga y sobredescarga de la batería, con el fin de alargar su vida útil.

7. Acumuladores. Tipos de baterías

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

Funcionamiento: Energía eléctrica Energía química Energía eléctrica (generación) (almacenamiento) (consumo)

• Misiones de las baterías: + Almacenar energía durante un determinado número de días. + Proporcionar una potencia instantánea elevada. + Fijar la tensión de trabajo de la instalación.• Uno de los parámetros mas importantes es la capacidad. C= t . L• Otros parámetros: + Eficiencia de carga + Autodescarga + Profundidad de descarga

7. Acumuladores. Tipos de baterías

• Caracteristicas deseables para las baterias: + Buena resistencia al ciclado + Bajo mantenimiento + Buen funcionamiento con corrientes pequeñas + Amplia reserva de electrolito + Depósito para materiales desprendidos + Vasos transparentes

7.1. Tipos de baterías

8. El inversor

• El inversor es el encargado de convertir la corriente continua de la instalación en corriente alterna, igual a la utilizada en la red eléctrica

• Instalación autónoma y instalación conectada a la red

8. El inversor

• Características deseables para un inversor DC-AC: + Alta eficiencia + Bajo consumo en vacío + Alta fiabilidad + Protección contra cortocircuitos + Seguridad + Buena regulación de la tensión y frecuencia de salida

8. El inversor

• Inversores como reguladores de carga de las baterías:

8.1. Inversores en instalaciones conectadas a red

• Los parámetros que determinan las características y prestaciones de un inversor son los siguientes:

Potencia: determinan la potencia máxima que podrá que podrá suministrar a la red eléctrica en condiciones óptimas.

Fases: inversores con potencia inferior a 5kw normalmente son monofásicos y mayores de 15kw suelen ser trifásicos.

Rendimiento energético. Protecciones: + Interruptor automático. + Funcionamiento “en isla”. + Limitador de la tensión máxima y mínima. + Limitador de la frecuencia máxima y mínima. + Protección contra contactos directos. + Protección contra sobrecarga. +Protección contra cortocircuito. + Bajos niveles de emisión e inmunidad de armónicos.