Energía Solar Fotovoltaica

Energía Solar Fotovoltaica:

1.- INTRODUCCIÓN:

El principio de la electricidad solar se basa en el efecto fotovoltaico (FV) de interacción de los fotones luminosos con electrones que pueden generar una corriente eléctrica. Este fenómeno observado a partir de 1839 por el físico francés Antoine César Becquerel, constituye hoy el único medio conocido para convertir directamente la energía luminosa en energía eléctrica.

Existen varios tipos de módulos según el método de fabricación utilizado:

1. Las células de silicio monocristalino donde cada célula elemental se corta en un único cristal de silicio.
2. Las células de silicio multicristalino o policristalino dónde se corta cada célula elemental en un lingote de silicio constituido de cristales enmarañados
3. Las células de silicio amorfo o película delgada depositadas uniformemente en un soporte.

La corriente eléctrica proporcionada por un módulo es una corriente de tipo continua. La potencia de los paneles varía en función de la insolación y la superficie de silicio irradiada. La potencia eléctrica máxima entregada por el panel en condiciones específicas de temperatura e iluminación potencia y de iluminación se llama potencia de salida y se expresa en watts (W). En función de su superficie y la tecnología de fabricación de las células, existen paneles que tienen potencias de salida que van de 10 W hasta 300 W.

Los paneles fotovoltaicos, generalmente planos, constituyen las formas elementales razonablemente manipulables e integrables a la construcción o edificio. Instalados en paralelo y en serie según las necesidades de energía, forman el panel fotovoltaico, el conjunto de los paneles forman un campo fotovoltaico que también recibe el nombre de generador fotovoltaico.
La productividad eléctrica de un panel fotovoltaico disminuye considerablemente cuando la temperatura aumenta. La temperatura ambiente óptima de funcionamiento de un panel fotovoltaico es de 25 °C, en Venezuela, un panel puede perfectamente funcionar en todo el país, no solamente en aéreas desérticas y calurosas sino que en el campo y en las ciudades. Su rendimiento dependerá de la insolación solar. Un sistema fotovoltaico incluye, básicamente, los siguientes componentes:

El generador fotovoltaico, que, para módulos coplanarios, debe exponerse en la medida de lo posible de tal modo que recoja el máximo de insolación durante todo el año.

El inversor, su papel es transformar la corriente continua proporcionada por el generador fotovoltaico en una corriente alterna, la que debe tener todas las características de la corriente alterna entregada por la red eléctrica.

Los órganos de seguridad y conexión a la red (en el caso que el sistema esté conectado) que garantiza funciones de protección de las personas y bienes frente al usuario y a la red. Hay que señalar que pueden directamente integrarse algunos de los dispositivos de seguridad en el inversor.

Sistema Conectado a la Red  (individual)

Sistema Conectado a la Red (medidor común)

2.- SISTEMAS AUTÓNOMOS:

Los sistemas autónomos o sistemas aislados, deben garantizar una alimentación autónoma (independiente de la red eléctrica) de artefactos y viviendas. La energía se genera en el sitio mismo con el fin de abastecer los aparatos de manera autosuficiente. Se utiliza el término “sistemas autónomos” para designar instalaciones con una potencia nominal de un generador que va de 40 W para un único módulo a varios kW.

Los sistemas autónomos o aislados hechos de módulos individuales de una potencia nominal comprendida entre 40 y 100 W y destinados a alimentar uno o dos artefactos pequeños, se conocen en el mundo hoy en día, bajo el nombre de “Solar Home System (SHS)”.

Para necesidades más importantes de energía, los sistemas pueden también estar constituidos por generadores fotovoltaicos con numerosos módulos o combinarse con fuentes de energía complementarias para formar sistemas híbridos. Estos sistemas híbridos son por ejemplo: fotovoltaico + eólico o fotovoltaico + grupo electrógeno como gas, gasóleo o combustible de origen vegetal.

Las instalaciones fotovoltaicas autónomas son a menudo superiores a los otros sistemas de producción de electricidad desde un punto de vista técnico o económico, en particular cuando la electricidad de la red no está disponible o muy costosa, y para abastecerse la inversión es elevada (grupos electrógenos, pilas, lámparas de kerosén, etc.)

Sistema Aislado

Alumbrado Público con Luminaria Solar

 
   Luminaria Solar en zona Rural

 

Sistema de Telecomunicaciones con Energía Solar 
  

Desde hace muchas décadas, las instalaciones autónomas contribuyen de sobra en la alimentación energética de los pequeños aparatos alejados de la red. En numerosos ámbitos, como, por ejemplo, la aeronáutica o la navegación, se volvieron indispensables. Las instalaciones autónomas probaron su fiabilidad desde hace tiempo. Se utilizan para ejercer funciones vitales, como, por ejemplo, la alimentación eléctrica de estaciones espaciales habitadas o la alimentación de balizas de localización en altamar.

La importancia y los ámbitos de aplicación de las instalaciones autónomas pueden resumirse así:

•  Mejoras de la calidad de vida, gracias a la electrificación de viviendas urbanas y rurales, residencias de verano, lotes de cabañas de campo y en aplicaciones agropecuarias.
•  Mejoras para la seguridad ciudadana, gracias a la puesta en servicio de emisores, de radios, de alumbrado público, de sistemas de vigilancia, señalización de carreteras u obras, con luminarias solares en sectores rurales y/o urbanos, para autopistas, estacionamientos y patios, jardines, plazas y parques, condominios y cabañas, en calles y pasajes, en sitios industriales y mineros, etc.
•  Mejoras  de la asistencia médica gracias a la puesta en servicio de aparatos médicos, luz, emisoras, de refrigeradores (enfriamiento de los hematomas, etc.).
•  Mejoras de las condiciones de trabajo gracias el alumbrado, al riego, la ventilación, el enfriamiento. Con proyectos de bombeo, tratamiento de agua y de riego utilizando la energía solar.

En el mundo de hoy día, las telecomunicaciones son indispensables, con la instalación  de sistemas fotovoltaicos para suministrar la energía necesaria para alimentar en electricidad una estación repetidora o de telecomunicaciones en sitio aislado para la telefonía móvil u otros situaciones semejantes.

 

Aplicaciones de las Celdas Fotovoltaicas

Vivienda Solar Sistema Autónomo

3.- SISTEMAS CONECTADOS A LA RED:

Los generadores fotovoltaicos conectados a la red eléctrica son una solución interesante ya que presentan importantes ventajas:

Tratándose de la energía solar, los beneficios son enormes a nivel medioambiental. Es una energía no contaminante e inagotable. Las instalaciones solares evitan la propagación de contaminantes en la atmosfera como, por ejemplo, el CO2 y el SO2.

Los sistemas solares fotovoltaicos conectados a la red eléctrica introducen una energía limpia generada por la insolación solar contribuyendo a la reducción de gases contaminantes de efecto invernadero.

La ausencia de gastos de combustible, bajos costos de mantenimiento y escasos riesgos de avería.

Sistema Conectado a la RED

Vivienda Con Alimentación Eléctrica Dual

La vida útil de un panel fotovoltaico es de unos 25 años, lo que no impide su funcionamiento después de este tiempo, pero con una eficiencia inferior.

Las aplicaciones principales de los sistemas conectados a la red son diversas:

Viviendas unifamiliares y multifamiliares, es decir: casas para los particulares y edificios colectivos para la vivienda y oficinas. Los paneles solares siendo ligeros, no representan una gran sobrecarga en los tejados de las construcciones.

Dependiendo de las necesidades, los tejados son el lugar ideal para la instalación de los paneles, ya que se aprovecha de una superficie disponible hasta ahora.
  
Para una arquitectura solar los paneles quedan tanto estructural como estéticamente integradosen la terraza o cubierta de la construcción. La integración en edificios es la principal característica de esta aplicación. Las integraciones son numerosas, en parasol, los módulos semitransparentes para tejados de pasajes, de un mercado o estacionamientos al aire libre, les fachadas semitransparentes en edificios produciendo electricidad solar y al mismo tiempo sombra en las oficinas, instalaciones integradas en el tejado de las tribunas de un estadio son ejemplos de integraciones en una arquitectura solar.

Generadoras locales de electricidad solar de carácter industrial que pueden instalarse en zonasrurales o urbanas sobrepuestas en grandes cubiertas: estacionamientos, centros comerciales, gimnasios, estaciones de trenes, etc.

Huertas solares generadoras de electricidad, estaciones o subestaciones fotovoltaicas para la industria, la minería, la agricultura, la educación, etc. con inyección total o parcial de la producción a la red, en aplicaciones de baja tensión (BT) o alta tensión (AT) en corriente alterna (CA).

4.- FOTOS DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS DE ENERGÍA SOLAR

VIVIENDA AUTÓNOMA CON ENERGÍA SOLAR

VEHICULO QUE USA ENERGÍA SOLAR

YATE CON PANELES SOLARES

PANEL SOLAR

HUERTA SOLAR

Grandes Paneles Solares para Multiples Aplicaciones