Energía Solar Fotovoltaica

La energía solar fotovoltaica se basa en el efecto fotoeléctrico, es decir, en la conversión de la energía lumínica proveniente del sol en energía eléctrica. Para llevar a cabo esta conversión se utilizan unos dispositivos denominados celdas solares, que en conjunto forman un panel solar o módulo solar.

 

En una primera gran división las instalaciones fotovoltaicas se pueden clasificar en dos grandes grupos:

– Instalaciones interconectadas a la red eléctrica.
– Instalaciones fuera de red.

La principal diferencia entre un sistema y otro es el banco de baterías. Las instalaciones interconectadas a la red eléctrica no utilizan baterías para almacenar energía, a diferencia de las instalaciones fuera de red en las cuales las baterías son un elemento prácticamente imprescindible.

 

Sistemas Interconectados a Red Eléctrica
Los sistemas interconectados a la red eléctrica están compuestos principalmente por los siguientes elementos:

• Arreglo de paneles fotovoltaicos.
• Estructura metálica de soporte.
• Inversores de corriente (microinversores o inversor central según el tamaño del arreglo).
• Cableado y accesorios.
• Medidor bidireccional.

El funcionamiento del sistema es el siguiente:

1 Los paneles reciben la luz del sol y la transforman directamente en energía eléctrica.
2 Los paneles fotovoltaicos generan electricidad en corriente directa.
3 El inversor transforma la corriente directa en corriente alterna que es la que usan la mayoría de los aparatos.
4 Se cambia el medidor normal por uno bidireccional que registra la energía que entra y sale de la red de CFE.
5 La energía que generan los paneles y no es consumida en la casa se inyecta de regreso a la red de CFE. Este excedente se acumula en una “bolsa de energía” para ser aplicado después.

 

Sistemas Autónomos

En los sistemas autónomos la luz solar entra sobre la superficie del arreglo fotovoltaico (1), donde es convertida en energía eléctrica de corriente directa por las celdas solares, después esta energía es recogida y conducida hasta un controlador de carga (2) con la función de enviar a toda o parte de esta energía hasta el banco de baterías (3) en donde es almacenada, cuidando que no se excedan los limites de sobrecarga y sobre descarga de las baterías.
La energía almacenada en el banco de baterías se utiliza para abastecer las cargas durante la noche o en días de baja radiación. Si las cargas a alimentar son de corriente directa, estas pueden hacerse a través del arreglo fotovoltaico o desde la batería. Cuando las cargas son de corriente alterna, la energía proveniente del arreglo y de las baterías, limitadas por el controlador, es enviada a un inversor de corriente (4), en donde es convertida a corriente alterna.
La energía generada por estos sistemas se utiliza para cubrir pequeños consumos eléctricos en el mismo lugar donde se produce la demanda. Es el caso de aplicaciones como la electrificación de viviendas alejadas de la red eléctrica convencional, alumbrado público, bombeo de agua, sistemas de riego, iluminación de invernaderos y granjas, especialización de carreteras, estaciones meteorológicas, etc.