INSTITUTO SUPERIOR TECNOLÓGICO ISMAEL PÉREZ PAZMIÑO
ENERGÍAS ALTERNATIVAS
Nombre: Cristopher Steward Montero Caraguay
Docente: Ing. Ángelo Pereira.
Fecha: Sábado, 16 de julio de 2022.
Carrera: Tecnología Superior en Electricidad.
Nivel: Quinto.
Actividad: Discutir sobre los elementos necesarios para realizar un proyecto fotovoltaico no conectado a
la red, describir brevemente las funciones, generalidades y aplicaciones.
Proyecto Fotovoltaico No Conectado A La Red
Este tipo de sistema también es conocido como sistema fotovoltaico autónomo denominado con las siglas
SFA, este sistema consiste en producir energía eléctrica para liquidar el consumo de cargas eléctricas no
conectadas a la red, utilizando sistemas de almacenamiento de energía para hacer frente a los periodos en
los que la producción de electricidad es inferior al consumo.
1. Elementos Para Proyecto Fotovoltaico No Conectado A La Red
Los componentes básicos en este tipo de sistema son: generador fotovoltaico, regulador de carga, inversor
y sistema de batería de acumulación.
Es importante recalcar que la instalación debe de cumplir con la normativa vigente (p.e. Reglamento
Electrotécnico de Baja Tensión), además de ello, se debe de realizar la instalación utilizando dispositivos
de protección entiéndase con esto interruptores termomagnéticos, fusibles, etc. Otro punto a tomar en cuenta
es dimensionar de manera correcta los conductores y minimizar las longitudes del cableado para así
minimizar las caídas de voltaje, esto debido a que se trabaja con corrientes elevadas.
1.1 Descripción De Elementos (Funciones Y Generalidades)
- Generador Fotovoltaico
Es un dispositivo que permite generar energía eléctrica limpia en función de la radiación solar, es decir, su
función es la de producir energía eléctrica. Este tipo de generador puede ser móvil o fijo, además de ello,
se diferencia de otros generadores debido a que permite suministrar y almacenar energía la cual es producida
por placas solares. Se utilizan comúnmente en lugares aislados.
Sus principales diferencias con respecto a otros generadores son que funcionan captando energía por medio
de una placa solar, son más seguros, requieren menos mantenimiento y son más limpios al no requerir de
combustible lo que permite cuidar el medio ambiente.
- Regulador De Carga
Es el dispositivo encargado tanto de controlar como dirigir la energía que fluye entre la batería y los
módulos solares fotovoltaicos, siendo así, este dispositivo permite evitar la sobrecarga, sobredescargas,
sobretensiones y descarga nocturna de la batería consiguiendo así que esta tenga una larga vida útil.
Uno de los tipos de regulador más utilizados en sistemas fotovoltaicos es el regulador de carga MPPT, este
regulador incluye un controlador de punto de máxima potencia y un transformador CC-CC, siendo así capaz
de convertir la corriente continua de alto voltaje en una corriente continua de voltaje inferior para poder
cargar la batería. Este regulador aumenta el rendimiento de una instalación fotovoltaica debido a que limita
las fases de flotación o absorción con el objetivo de prevenir la sobrecarga o descarga de la batería o también
obtener en cada momento la máxima potencia.
o
Voltaje de desconexión de las cargas de consumo: Voltaje de la batería por debajo del cual se
interrumpe el suministro de electricidad a las cargas de consumo.
o
Voltaje final de carga: Voltaje de la batería por encima del cual se interrumpe la conexión entre el
generador fotovoltaico y la batería, o merma escalonadamente la corriente media entregada por el
generador fotovoltaico.
- Inversor
Estos son dispositivos electrónicos que se emplean con la función de trasformar la corriente continua en
corriente alterna para así poder utilizarla, ya que los dispositivos eléctricos requieren de dicha corriente
para funcionar. Comúnmente el inversor se conforma de un oscilador que dirige un transistor mediante el
cual interrumpe la corriente entrante lo que da lugar a ondas regulares. Estas ondas se dirigen luego a un
trasformador para generar el voltaje específico para el dispositivo eléctrico al que vamos a energizar.
o
Los inversores se fabrican considerando dos etapas: una sintetizadora (se produce la onda de pulsos) y
otra filtradora (elimina los armónicos de la onda).
o
Convierte una corriente directa con voltaje nominal (12-24 Vcc) de corriente continua a una onda con
frecuencia (50 Hz) y un voltaje de 220 voltios CA.
o
Los inversores se clasifican en función de la potencia nominal de salida o del tipo de onda.
o
Para seleccionar los inversores se debe tener en cuenta la potencia (la potencia total de los equipos que
operan deberá ser máx el 70% de la capacidad del inversor, si trabaja 24 horas el inversor deberá tener
el 90% de eficiencia), la forma de la onda (calidad de energía requerida por la carga que define el tipo
de onda) y la potencia pico (capacidad de soportar sobrecargas pico dadas por cargas inductivas sin que
se colapse el inversor).
o
Para instalar un inversor se debe de tener en cuenta el medio donde se lo instalara con la finalidad de
evaluar el grado de protección de este.
- Sistema De Batería De Acumulación
Este sistema cumple con la función de almacenar la energía eléctrica, estos sistemas se componen por
baterías tipo vaso de 2 voltios, el número de baterías a utilizar en el sistema dependerá de 2 cosas: tensión
de servicio y de la cantidad de energía que se desee almacenar. Las baterías se componen por 2 láminas
metálicas de plomo o bióxido de plomo y son ubicadas en vasos que tienen un líquido acido, las láminas
cumplen con la función de polo negativo y positivo.
El funcionamiento de este sistema consta de 2 ciclos, estos son carga y descarga. En el primero la batería
se comporta como un receptor y cierra el circuito, aquí circula una corriente por la batería, en caso de no
utilizarla queda almacenada en la batería. En el segundo la energía acumulada se manifiesta como tensión
entre los extremos, al cerrar el circuito aparece una intensidad.
o
Resistencia interna: Hace referencia a la resistencia eléctrica de elementos internos y una resistencia
virtual, este último depende del receptor conectado a las baterías, esto es lo que origina la autodescarga
de la batería.
o
Rendimiento: Hace referencia a la relacion entre la energía que suministra en un ciclo de descarga y
la cantidad de energía requerida para llenar de nuevo la batería completamente.
o
Vida útil: Esta se mide en la cantidad de ciclos de carga-descarga que es capaz de realizar, este
disminuye con la temperatura de trabajo.
o
Capacidad: Es la cantidad de energía capaz de entregar cuando se produce una descarga, esta se mide
en amperios-hora.
o
Autodescarga: Al dejar de utilizar la batería por un tiempo y al querer volver utilizarla se encontrara
descarga debido a que consume pequeñas cantidades de energía.
o
Velocidad de carga y descarga: Las corrientes de carga y descarga se especifican con unos términos
que indican la descarga completa en un período continuo de 1h.
2. Aplicaciones
Los sistemas fotovoltaicos autónomos o no conectados a la red tienen aplicaciones en diferentes campos
siendo estos los siguientes:
- Electrificación Rural: Este tipo de sistema brinda electricidad a viviendas y comunidades que no se
encuentran conectadas a la red, están destinadas a escuelas, alumbrado, purificación del agua, bombeo de
agua, residencias vacacionales, refugios en montaña y hoteles rurales.
- Sistemas Fotovoltaicos Para Aplicación Industrial: Están destinadas a sistema de telecomunicación,
sistemas telemáticos, monitorización remota, señales de navegación, sistema de refrigeración, protección
catódica, mobiliario urbano, displays y señales de tráfico.
- Sistemas Fotovoltaicos Para Aplicación De Consumo: Están destinadas para cargadores de batería,
suministro de electricidad en caravanas, iluminación en exteriores, propulsión eléctrica en barco de recreo,
teléfonos móviles, calculadoras, relojes, herramientas eléctricas y ventilación de coches.
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https://oscarperpinan.github.io/esf/SFA_Componentes.pdf
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