domingo, 16 de julio de 2017

Sistemas Fotovoltaicos

Los sistemas fotovoltaicos convierten la luz solar en energía eléctrica.

Sistemas Fotovoltaicos

Son los módulos fotovoltaicos también llamados paneles solares los que generan la electricidad  de manera  comercial a partir de la luz del solar.

Un módulo fotovoltaico “MFV”  es un grupo de celdas fotovoltaicas interconectadas eléctricamente entre sí, mecánicamente agrupadas y encapsuladas en una unidad para protegerlas  del medio ambiente.


Módulo fotovoltaico

Un MFV es la unidad mas pequeña, para obtener valores normalizados se fabrican con celdas  conectadas en serie.

Por ejemplo una celda  de 18 Volts tiene 36 celdas (4 x  9), la de 37 volts tiene 72 celdas (6x12).

Hoy en día los  MFV comerciales principales son, del tipo monocristalino, tipo policristalinos  y tipo  capa fina.

Se requiere hacer arreglos de  paneles para obtener valores de tensión eléctrica a los valores de nuestros aparatos.
Arreglo de módulos solares


Es decir deben entregar los requerimientos de potencia y tensión que se requieren.

Conectando los paneles solares en serie, obtenemos mayor tensión (volts) en las terminales de una rama.

 VT = Vp1+ Vp2 + Vp3+ VP4.

Y conectando ramas en paralelo  aumentamos la potencia.

En el arreglo del ejemplo es el  triple  P = 3 VrIr, 

ya que la corriente total es la suma de la corriente de cada rama (IT = 3 Ir)).

Los generadores fotovoltaicos (GFV) proporcionan energía eléctrica de corriente directa.

Inversor solar

Un dispositivo electrónico de potencia llamado Inversor, tiene como función principal convertir la señal de c.d. del GFV (generador fotovoltaico) en una señal de corriente alterna.

La razón es que la mayoría de nuestros equipos trabajan con energía de corriente alterna con valores normalizados.

Tensiones con valores normalizados en México

Los valores de tensiones de interconexión en México, los determina la Comisión Federal de Electricidad "CFE" .

(6.3 especificación CFE G0100-4) para servicio domestico de la CFE  son 127 V. para sistemas monofásicos a 2 hilos; 120V/240 V para sistemas monofásicos a 3 hilos y 220V/ 127V para  sistemas trifásicos de 4 hilos. Todas con una frecuencia de 60 Hertz.

Inversor solar para instalación doméstica fotoeléctrica con señal de supervisión  por Wi-Fi 

Los dos sistemas fotovoltaicos  mas utilizados son.

1.- El Sistema fotovoltaico Independientes, no están conectados a la red de suministro eléctrico, dependen solo de una fuente de  energía  (Energía solar), y almacenan el excedente de energía en baterías.

Sistema Solar Fotovoltaico independiente

Las baterías de continuaran alimentando a las cargas en ausencia de la luz solar.

2. El sistema fotovoltaico interconectado a la red de suministro eléctrico (SFVI), la demanda de energía puede ser suministrada por cualquiera de las dos fuentes o por ambas.


Sistema Solar Fotovoltaico Interconectado

Ambos sistemas se conectan en paralelo y el SFV es el que se debe estar sincronizado con la red en frecuencia, fases y tensión.

Cualquier superávit  de potencia del SFV es inyectado a la red eléctrica y cualquier déficit es demandado a esta.

La sincronía de ambos sistemas la realiza el inversor, además el inversor debe detectar si hay ausencia de  alimentación en la red, de ser así desconectar todo el sistema. 

Ya que puede ser peligroso seguir alimentando  en caso de falla  en la red, o exista riesgo a personal en  trabajos de mantenimiento.



Nuevos profesionales técnicos de Fuentes Alternas de Energía, del Centro Mexicano Francés de Conalep 

Por seguridad y por la gran inversión en de sistemas fotovoltaicos, requieren de instalaciones realizadas por profesionales,  los nuevos técnicos de la carreras de Fuentes Alternas de Energía del CONALEP de Gómez Palacio, deberán instalar  correctamente   las  protecciones  contra fallas por  corto circuitos o por descargas atmosféricas.



lunes, 3 de julio de 2017

Sistema fotovoltaico solar híbrido

En un sistema fotovoltaico solar híbrido,  al sistema fotovoltaico se integra al menos otro sistema de  alimentación eléctrica. 
Sistema fotovoltaico solar híbrido

La combinación de otro(s) sistema(s), al sistema solar fotovoltaico  tiene la finalidad de mantener el suministro eléctrico, cuando el sistema fotovoltaico no puede dar abasto.

Las fuentes principales que acompañan al sistema fotovoltaico en un sistema  solar híbrido (Hybrid Solar System) son. La red de suministro eléctrico,  el aerogenerador, y el generador movido por motor de combustión interna (planta de emergencia).

Fuentes de alimentación eléctrica más empleadas  en  sistemas fotovoltaicos híbridos

En la interconexión  entre sistemas hay un sin numero de combinaciones.

una conexión muy empleada es por medio  de  un controlador electrónico de múltiples funciones llamado inversor, este es el encargado  de la interconexión del sistema solar fotovoltaico con  los demás sistemas de alimentación eléctrica.

Hibrid Inverter 

El inversor hibrido puede ser un equipo todo en uno, inversor, cargador solar,  cargador de baterías e interconectar los sistemas para ofrecer una alimentación eléctrica  ininterrumpida.

 Inversor con combinación de alimentación de la energía solar Fotovoltaica y de la red eléctrica

 El inversor hibrido cuenta con un microprocesador, que se puede programar, para que los sistemas trabajen de manera eficaz.

La energía eléctrica que proveniente de los módulos solares es de corriente continua, es el inversor el que la convierte a  corriente alterna ya  que la mayoría de los consumidores están en ese sistema.

La magnitud del voltaje, la  frecuencia, la sincronización de fases, la protección contra sobrecarga, protección contra bajo voltaje también corre a cuenta del inversor.

El monitoreo por computadora o por aparato móvil (teléfono celular) del funcionamiento del sistema solar hibrido, tiene su origen también en el inversor,  de allí el término de inteligente “Smart Inverter”.

los diagramas  de bloques nos ayuda interpretar  las combinaciones, la figura siguiente  muestra uno  de los muchos sistemas híbridos.

Diseño con inversor híbrido en todo momento

La  figura muestra una instalación con alimentación a la carga siempre por medio del inversor, Eliminando la sincronización de fase y frecuencia con la red eléctrica y la salida del inversor.

El banco de baterías se diseña para abastecer la energía requerida por la carga por periodos cortos.

Hybrid Solar System

La figura muestra un sistema solar fotovoltaico y un aerogenerador de corriente directa conectados a un inversor con salida de 220/110 volts de corriente alterna 60 Hertz.

Alumno de Fuentes Alternas de Energía en Centro Mexicano Francés del CONALEP

Las instalaciones de los sistemas fotovoltaicos híbridos deben ser diseñadas por profesionales con valores que amen el medio ambiente, con alto compromiso con la sociedad.

 Deben  ser responsable y honesto en su trabajo ya que los equipos adquiridos en México son de alto costo, y  el retorno de la inversión es a largo plazo.








martes, 27 de junio de 2017

Sistema solar fotovoltaico Off Grid

Un sistema solar fotovoltaico Off Grid, es un sistema de alimentación  fotovoltaico, que no esta interconectado a la red de alimentación.


Sistema solar fotovoltaico Off Grid
Es llamado también sistema fotovoltaico autónomo.

La energía eléctrica  generada en los paneles fotovoltaicos (PV) es trasferida  y  almacenada en un banco de baterías.

Los sistemas que almacenan energía requieren de un regulador de carga,  que se encarga del  control  el flujo de energía (regulación de corriente y de voltaje)  hacia las baterías. Este regulador también evita que las baterías no se sobrecarguen y se dañen.

Un buen regulador mantendrá el sistema trabajando de manera eficaz  y eficiente, permitiendo que las baterías duren por largo tiempo.

Regulador de carga

Del regulador se pueden conectar equipos que trabajen con el voltaje de las baterías.

Pero es un convertidor de energía de corriente continua a corriente alterna llamado inversor, el que se encarga de alimentar a la mayoría de los equipos.

Inversor
Los hay de acuerdo a las necesidades de carga,  microinversores para uso doméstico, inversores para instalaciones comerciales e industriales.

Símbolo del Inversor
En sistemas FV las conexiones eléctricas, deben de cumplir con normas técnicas y de seguridad.
Diagrama de conexiones  del Inversor

El Ingeniero  Horacio Gutiérrez Sánchez, instructor de Fuentes Alternas de Energía del Centro Mexicano-Francés de Gómez Palacio, Durango; me explica que la mayoría de los diagramas los hacemos incompletos, dejamos a un lado las protecciones, en ellos no incluyen los interruptores termomagnéticos ni la red a tierra.

Interruptores termomagnéticos de sistema fotovoltaico.

Ignorando estas protecciones nuestras instalaciones resultan peligrosas.
Diagrama de Sistema Fotovoltaico autónomo 

Se debe hacer los diagramas completos, para  preparar  a los alumnos a enfrentarse a una instalación real y  segura.


Alumnos sobresalientes del Centro Mexicano Francés del CONALEP