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Los 4 componentes del kit solar aislado

kit solar aislado fotovoltaico para viviendasUn kit solar fotovoltaico aislado de la red de distribución eléctrica está compuesto por:

  • Paneles solares: transforman la radiación solar en energía eléctrica.
  • Regulador de carga: gestiona la energía eléctrica introducida en la batería solar.
  • Batería solar: almacena la energía eléctrica en forma de energía química. Cuando se realiza un consumo, la energía química se libera de nuevo en forma de energía eléctrica.
  • Inversor: transforma la corriente continua con la que trabaja la batería en corriente alterna con la que trabajan las cargas domésticas.

En las instalaciones fotovoltaicas aisladas que hagan todo el consumo instantáneo de la producción solar, como pueden ser las depuradoras solares o algunos sistemas de riego, los componentes del kit solar aislado son diferentes a los aquí expuestos, principalmente por la ausencia de la batería solar.

Los paneles solares

El módulo fotovoltaico (también llamado panel solar o placa solar) es el encargado de producir la energía eléctrica del kit solar aislado. El panel solar genera una corriente eléctrica continua por efecto fotoeléctrico al recibir los fotones de la radiación solar.

Existen diferentes tipos de paneles solares, aunque en un kit solar aislado se empleen básicamente 3 tipos: de 36 células (12V), de 72 células (24V) o de 60 células. Para escoger el panel solar adecuado tiene que haber compatibilidad entre el panel solar y el resto de la instalación, desde el regulador hasta la demanda de la vivienda, pasando por la capacidad de la batería.

Para instalaciones de bajo consumo o consumo esporádico, es recomendable el empleo de paneles solares de 12 voltios. En cambio, para instalaciones con un consumo medio pero estacional, se recomiendan paneles solares de 24 voltios. En el resto de casos (consumos habituales e importantes) es recomendable el empleo de paneles solares de 60 células para minimizar el espacio ocupado por los paneles solares.

Ante todo, hay que tener CUIDADO con los paneles solares de 24 voltios que no lo son.

El regulador de carga solar

El regulador de carga o controlador de carga solar se encarga de gestionar la producción de los paneles solares. Es un elemento indispensable en cualquier instalación aislada. Por un lado, alimenta las demandas de corriente continua conectadas a él, como son los sistemas de iluminación a 12 voltios. Por otro lado, y más importante, se encarga de controlar el llenado de la batería solar.

Existen 2 tipos de reguladores de carga: los reguladores PWM y los reguladores MPPT. Un regulador PWM y un regulador MPPT trabajan de forma diferente y son empleados para diferentes tipos de instalaciones.

Las viviendas con consumos bajos o esporádicos que empleen paneles solares de 12 voltios, necesitarán un regulador PWM. También utilizarán reguladores PWM las instalaciones FV que tengan paneles solares a 24 voltios.
En cambio, las viviendas con paneles solares de 60 células necesitan un regulador MPPT. Los reguladores MPPT también pueden ser convenientes en instalaciones que requieran maximizar la producción por falta de espacio.

Las baterías solares

Una batería solar o acumulador solar es el corazón de una instalación aislada con consumos diferidos. La energía eléctrica se almacena en la batería solar y es impulsada al resto de la instalación cuando se produce la demanda de energía eléctrica.

Existen innumerables baterías solares en el mercado. Pero todas las baterías solares se clasifican en dos grandes grupos (monoblock o estacionarias) y según la tecnología de fabricación (abiertas o selladas [AGM o GEL]). Por el momento, el plomo es el elemento común en todas ellas. Aunque el litio amenaza con arrebatar ese monopolio, o al menos, convertirlo en un oligopolio.

La elección de la batería solar es la tarea más arriesgada en el diseño de la instalación solar. Una vez elegida la batería solar, se debe trabajar con esa batería hasta el final de su vida útil. Mientras que ampliar los paneles solares o la potencia eléctrica se puede hacer de forma más o menos sencilla, ampliar una batería solar no es aconsejable.

Cada tipo de batería tiene una vida útil determinada y por tanto una aplicación predilecta. Siguiendo con la compatibilidad anterior, las instalaciones con bajo consumo o esporádico de 12 voltios y regulador PWM emplearán baterías solares monoblock, preferiblemente AGM o GEL (cuando se abaraten un poco el precio). En las instalaciones FV con consumos medios o estacionales a 24 voltios se puede elegir entre las monoblock AGM, las monoblock de ciclo profundo o las baterías estacionarias. Las baterías estacionarias suponen una mejor rentabilidad al tener esperanzas de vida de hasta 20 años. En cambio, las baterías monoblock pueden llegar a durar unos 4 años.

Para las instalaciones con un consumo importante y habitual se deberán colocar baterías estacionarias, ya que son las que mejor soportan los ciclos diarios.

El inversor de baterías

El inversor de corriente convierte la corriente continua de las baterías (a 12, 24 o 48 voltios) en corriente alterna a 230 voltios. Opcionalmente, el inversor puede incorporar un cargador de baterías al que conectar un grupo electrógeno. El grupo electrógeno llena la batería cuando está baja y no hay radiación solar.

La potencia eléctrica que puede entregar un inversor está influenciada con el resto de la instalación:

  • El kit solar aislado de 12 voltios debe ir con inversores desde 100 vatios hasta 1200 vatios.
  • El kit solar aislado de 24 voltios debe ir con inversores desde 1000 vatios hasta 4000 vatios.
  • Para kits solares a 48 voltios, el inversor puede oscilar entre los 4000 vatios y los 8000 vatios.

Como el inversor ofrece una resistencia en la conversión, potencias nominales mayores a las aquí indicadas producirán incrementos de temperatura en el inversor que podrán dañar con mayor probabilidad al inversor.

Un kit solar aislado tiene un diseño abierto con muchas opciones. Aún así, es importante conocer los principales errores que se comenten para evitar problemas. Un buen diseño del kit solar aislado proporcionará siempre la energía necesaria para el consumo estimado.

Acerca de Noe Carpio

Estudié Ingeniería Industrial para conocer las tecnologías del sistema productivo actual que mueven el crecimiento. Y descubrí los impactos que se ocasionan sobre la biosfera así como los límites biofísicos. Ahora en Monsolar, veo la oportunidad de contribuir a un mundo de las personas más próspero y sostenible.

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