Cómo funciona una instalación solar de aislada
Una instalación solar de aislada funciona generando energía a partir de la radiación solar y convertirla en electricidad, en corriente alterna a 230 voltios. Para ello son necesarios varios tipos de dispositivos, los cuales permitirán dimensionar una buena instalación o kit solar. El panel fotovoltaico en una instalación solar es el elemento más importante, ya que genera la electricidad. Luego, el regulador solar por su parte, controla la energía procedente de los paneles y la almacena en baterías. Las baterías son el elemento más delicado y más caro, ya que almacenan electricidad producida por los paneles. Por ello, escoger la batería solar adecuada en función de los aparatos eléctricos de la instalación solar es crucial.El inversor de corriente transforma energía de corriente continua de las baterías en electricidad en corriente continua a 230V. El último elemento y muy importante es el cableado. Ya que, se debe usar la sección de cable correcta en la instalación solar, con el fin de que no se produzcan pérdidas de energía ni caídas de tensión. Lo cual podría resultar en una bajada importante del rendimiento global del equipo solar.
En conclusión, el funcionamiento de una instalación solar aislada es sencillo si se conocen los fundamentos y las características de cada elemento y cuando debe ser utilizado. Gracias a esta instalación solar, se puede generar la propia electricidad en cualquier lugar.
La función de una instalación solar de aislada es generar energía a partir de la radiación solar y convertirla en electricidad en corriente alterna a 230 voltios. Para ello son necesarios varios tipos de dispositivos, la combinación de los cuales permitirá dimensionar una buena instalación o kit solar. Los paneles solares son el elemento fundamental de una instalación solar, ya que son los dispositivos en los cuales se genera el efecto fotovoltaico que transforma la energía del sol en electricidad. Para una instalación solar o instalación de un kit solar en el hemisferio norte, se deben orientar los paneles solares hacia el sur. Que corresponde con el mediodía solar. Y en lo que se refiere al grado de inclinación, este dependerá de la latitud del lugar y de la temporada de uso (todo el año o unos meses determinados). En la península ibérica se pondrá en un grado de inclinación dentro de una horquilla entre 30 grados y 40 grados.
Más información sobre este tema en nuestro artículo: ¿Cuál debe ser la orientación y la inclinación de las placas solares?
La inclinación será mayor o menor según se trate de una instalación en el sur de España o en el norte de España. Además, como hemos comentado, el hecho de que la instalación tenga un uso estacional, determina su inclinación. Por ejemplo, si es de uso en verano, cuando el arco de circunferencia del sol en el cielo es muy alto, interesará poner los paneles con una mayor inclinación y casi planos. Mientras que si se trata de una instalación de uso en invierno, cuando hay una curvatura del sol muy baja, entonces la inclinación de los paneles deberá ser poca para que estos se encuentren en posición perpendicular a los rayos del sol.
Existen varios tipos de paneles solares según el material con el que se crean sus células. Pero el más utilizado y el dominante en el mercado solar actual son las células de silicio. Las cuales ofrecen el rendimiento más alto y además son las más baratas de fabricar.
Función del panel fotovoltaico en una instalación solar
Las placas solares son el elemento más importante de una instalación solar, ya que son las fuentes que van a generar la electricidad. Por lo que si los paneles no funcionan correctamente o no están bien dimensionados, fallará toda la instalación.
Existen dos tipos de paneles solares, los paneles solares clásicos con marco de aluminio y cristal, y los paneles solares flexibles, los cuales en lugar de tener un cristal y un marco, van encapsuladas en varias capas de material plástico.
– Las placas solares flexibles
Los paneles flexibles se han popularizado y son de un uso muy extendido en autocaravanas. Ya que, gracias a su flexibilidad, se adaptan a las curvaturas del techo de muchos tipos de vehículos.
- Las placas solares clásicas
Por otro lado, las placas solares clásicas se han impuesto como el producto más duradero y fiable para utilizar en instalaciones en viviendas, industrias o cualquier tipo de tejado. Estos paneles necesitan de muy poco mantenimiento, principalmente la limpieza de su cristal para evitar que haya polvo que impida que reboten los rayos solares.
Para conectar las placas entre ellas es importante utilizar cableado solar, el cual, se trata de un cable eléctrico muy duro y resistente fabricado especialmente para que soporte a la intemperie debajo el sol un mínimo de 25 años (que corresponde con la garantía de rendimiento que se da normalmente en los paneles solares). Se deben utilizar siempre conectores MC4 que permite una conexión estanca y duradera. Los cuales, utiliza el mismo material plástico que el cable solar. La energía generada en los paneles solares se concentrará en el cable solar y se dirigirá al regulador de carga antes de entrar en las baterías.
Función del regulador en una instalación solar
El regulador solar o de carga tiene una función fundamental que es controlar la energía procedente de los paneles y almacenarla en las baterías de forma correcta. Dependiendo del nivel de carga que estas tengan en cada momento. Por ejemplo, si la batería se encuentra al 50% de su capacidad, el regulador permitirá la entrada en bruto de toda la energía procedente de los paneles. Mientras que si están a un nivel superior al 95%, el regulador utilizará una fase de carga llamada carga en flotación. En la cual la energía entra de forma mucho más limitada y lenta, con el objetivo de evitar sobrecalentamientos y sobrecargas en la batería. Problemas que podrían dañar el grupo de baterías y repercutir negativamente en su vida útil. Por lo tanto, podríamos decir que la función principal del regulador es la de cuidar las baterías para que cumplan con sus años de vida útil.
Existen 2 tipos de reguladores solares, los reguladores PWM y MPPT.
– El regulador PWM
Este tipo de regulador es el más sencillo y se utiliza siempre con paneles de 12 voltios y con paneles de 24V que tengan 72 células. Se trata de paneles que tienen unos voltajes altos y, por lo tanto, no necesitan ningún tipo de amplificador que varíe su tensión.
– El regulador MPPT
Este tipo de regulador se utiliza en dos tipos de instalaciones completamente distintas. Por un lado, se utiliza en instalaciones de 24 o de 48 voltios con paneles solares de 60 células. Estos paneles fueron diseñados inicialmente para utilizarse en huertas solares y extraer el máximo rendimiento de cada panel. Para ello, se fabricaron partiendo de un voltaje bajo que beneficiase un amperaje alto. Ya que, en las huertas solares, no se almacenaba la energía en baterías, sino que se inyectaba directamente a la red para su venta y comercialización.
Sin embargo, para uso en instalaciones de aislada donde la energía se almacena en baterías, el voltaje no es suficiente. Por lo tanto, será necesario un regulador MPPT, el cual incluye en su interior un transformador que convertirá el bajo voltaje de estos paneles, en un voltaje mucho mayor para que sea superior al voltaje de las baterías y se almacene la energía correctamente.
El otro uso de los reguladores MPPT es para poder utilizar paneles solares con un voltaje diferente al voltaje de la instalación solar. Por ejemplo, si se dispone de una autocaravana con funcionamiento a 12V y poco espacio en su cubierta, es una buena opción utilizar un regulador MPT para poder poner un panel de 24V los cuales son más potentes que los paneles de 12V en relación con su tamaño.
Función de la batería en una instalación solar
Una vez pasa la energía por el regulador, se almacena en las baterías solares. Las baterías son el elemento más delicado y más caro. Por lo que hay que escoger la batería solar adecuada en función de los aparatos eléctricos que se tengan en la instalación solar.
Indicar que las baterías solares no tienen nada que ver con la batería de vehículos, también llamada batería de arranque. Cuya única función es permitir el arranque del vehículo y no permiten descargas profundas, ya que han sido fabricadas con el objetivo de ofrecer una gran cantidad de potencia en un espacio de tiempo muy breve. Sin embargo, las baterías solares están fabricadas con unas placas internas muy gruesas. Para favorecer descargas profundas y continuas, día tras día. Tipos de baterías solares que existen:
- batería solar monoblock.
La batería solar monoblock es la más básica y barata de todas. Son baterías de ácido abierto y que requieren mantenimiento mediante agua destilada. Tienen una vida útil aproximada de 4 a 5 años. Su punto negativo es que no soportan bien los picos de arranque de los motores, por lo tanto, estas baterías nunca deben utilizarse en instalaciones que tengan bombas de agua o aparatos eléctricos con motor. Como podría ser un frigorífico o una lavadora.
– batería AGM
La batería AGM es una batería sellada que no requiere mantenimiento y tiene una vida aproximada de 7 años en condiciones normales de uso. Este modelo soporta sin problemas los picos de arranque de motores y bombas sin afectar a su vida útil.
- batería de Gel
Las baterías de gel tienen unas características muy similares a las baterías AGM. Diferenciándose por tener una mayor vida útil entre 10 y 12 años en condiciones normales de uso. También son baterías selladas que no requieren mantenimiento. Son ideales para el uso de electrodomésticos con motor como neveras, frigoríficos, congeladores o bombas de agua en instalaciones solares de pequeño o medio tamaño.
– batería estacionaria u OPZS
La batería OPZS o estacionaria se compone de vasos translúcidos de 2V de ácido abierto. Requieren mantenimiento, pero son las baterías con mayor vida útil. Ofrecen una vida útil de 20 años. Este modelo de batería solar es el más usado en primeras viviendas, así como en el uso industrial. Equipos a los que se les exige un gran rendimiento día tras día.
– batería de litio
Las baterías de litio están entrando en el mercado solar; sin embargo, aún tiene un coste de compra muy elevado. Aunque si se dispone del presupuesto suficiente son una buena opción, ya que tienen ciclos de descarga muy profundos sin afectar a su vida útil. Son baterías que tampoco tienen mantenimiento y soportan sin problemas el uso de motores y bombas de agua.
Función del inversor de corriente en una instalación solar
El inversor de corriente tiene la función de transformar la energía de corriente continua de las baterías en electricidad en corriente continua a 230V. Se trata de un transformador que permite que la energía generada en corriente continua pueda convertirse en alterna para que se puedan utilizar los mismos aparatos electrónicos y electrodomésticos de una casa normal. Existen dos tipos de inversores de corriente, los inversores de corriente de onda pura y los inversores de corriente onda modificada. También se pueden encontrar inversores de corriente que incluyen cargadores de baterías. Es un tipo de inversor llamado multifuncional y el cual incluye un cargador de baterías. El cual es muy útil para poder tener otra fuente de energía de apoyo para tener electricidad en casos excepcionales, como por ejemplo, a causa de un uso superior al permitido, o por causas de climatología adversa por falta de sol.
– inversor de corriente de onda pura
Ese tipo de inversor genera una onda sinusoidal pura de igual o incluso mayor calidad que la que llega a una vivienda mediante la compañía eléctrica. Gracias a un inversor de onda pura, se puede utilizar cualquier tipo de aparato dispositivo electrónico que haya en la vivienda.
– inversor de corriente de onda modificada
El inversor de onda modificada tiene actualmente un uso casi residual. Estos inversores emulan una onda generada electrónicamente intentando simular una onda pura. Son aparatos que se suele utilizar simplemente para el funcionamiento de pequeños dispositivos o para iluminación. Hoy día, su uso es casi residual a causa de la llegada de las luces LED. Ya que, presentan problemas dependiendo del tipo de tecnología LED utilizada en las bombillas.
Función del cableado en una instalación solar
Este elemento se suele omitir muchas veces como parte de una instalación solara, sin embargo, es fundamental, ya que si no se utiliza en corriente continua la sección de cable correcta habrá muchos problemas. En cada tramo de la instalación se debe usar la sección de cable correcta, con el fin de que no se produzcan perdidas de energía ni caídas de tensión en la instalación solar. Resultando en una bajada importante del rendimiento global del equipo solar.
Es por este motivo, que para tener una instalación solar de aislada con garantías, hay que confiar en una empresa o tienda de energía solar experta. Que realice el dimensionamiento correcto del cableado y de todos los componentes en general.
Más información sobre este tema en nuestro artículo: La Tienda De Energía Solar Perfecta: Lo Que Debes Tener en Cuenta
En conclusión
El funcionamiento de una instalación solar aislada es sencillo si se conocen los fundamentos y las características de cada elemento y cuando debe ser utilizado. Una instalación o un kit solar de aislada se compone de paneles solares, regulador de carga, baterías y el inversor de corriente, el cual transformará la energía de corriente continua en corriente alterna a 230V.
Gracias a una instalación solar de aislada se puede generar la propia electricidad en cualquier lugar. Almacenando la electricidad en las baterías para utilizarla cuando sea necesario.
