sistema de seldas solares


SISTEMAS DE CELDAS SOLARES (Fotovoltaicos)
Cualquier necesidad de energía eléctrica puede satisfacerse mediante un diseño adecuado del sistema de energía fotovoltaico, las principales aplicaciones de un sistema fotovoltaico son:
Iluminación
Bombeo
Radio comunicaciones (telemetría)
Electrificación domestica
Electrificación de cercas
Anuncios panorámicos
Faros
Satélites
Existen variasalternativas para configurar un sistema fotovoltaico de acuerdo al uso que le daremos algunos muestran a continuación.
Paneles solares directamente conectados a una carga
En el sistema más simple en el cual el generador fotovoltaico se conecta directamente a la carga, normalmente un motor de corriente continua. Se utiliza fundamentalmente en bombeo de agua. Al no existir baterías nicomponentes electrónicos aumenta la confiabilidad pero resulta difícil mantener una performance eficiente a lo largo del día.

DIAGRAMA DE FLUJO

Sistema módulo batería
Se puede utilizar un módulo fotovoltaico para reponer simplemente la descarga de un banco de baterías que se utilice por ejemplo para el arranque de un motor. Para ello pueden utilizarse los módulos de silicio amorfo o Monocristalino.Otra importante aplicación en la que el sistema fotovoltaico se conecta en forma directa a las baterías es en sistemas de electrificación rural de pequeña potencia, en estos casos se utilizan uno o dos módulos de silicio Monocristalino de 30 celdas cada uno conectados en paralelo para lograr la potencia deseada.

DIAGRAMA DE FLUJO

Sistema fotovoltaico general.
En el sistema en el cual setiene contemplado para manejar diferentes tipos de carga la cual puede ser de C.A. y/o de C.D usando ya sea inversor para C.A. o alimentación directa para C.D.

DIAGRAMA DE FLUJO

Las características que debemos tomar en cuenta de los diferentes elementos que componen el sistema anterior para diseñarlo en particular son:
Panel de celdas solares
El panel de celdas solares está formado porun conjunto de celdas individuales agrupadas en módulos y éstos módulos los podemos agrupar para formar conjuntos (paneles) como se muestra en la figura siguiente, a los paneles los podemos conectar en arreglos serie-paralelo para obtener la potencia deseada de acuerdo a las necesidades de la carga.

DIAGRAMA DE FLUJO

Debe tomarse en cuenta el movimiento terrestre alrededor del sol, existentambién variaciones estacionales. Para la posición óptima de los paneles es conveniente posicionarlos con un ángulo intermedio entre la posición óptima del verano con la del invierno de acuerdo como se muestra en la figura 10.

FIGURA 10.-Ángulo de inclinación óptimo en verano e invierno

Al hacer cálculos es conveniente tomar en cuenta las variaciones de potencia entregada por los panelessolares de acuerdo a las condiciones ambientales (radiación, temperatura) de acuerdo a la hora del día y época del año como se muestra en la figura 11, en la figura 12 se muestran un comparativo de la potencia entregada por un panel y la potencia de consumo de la carga donde se puede ver la necesidad de los sistemas de que tenga un arreglo de baterías.
Figura 11.- características V-I de acuerdo ala hora de día.
Figura 12.- comparativo de la potencia entregada por el panel con la de consumo de la carga para las 24 horas del día.
Controlador.
La función del controlador es mantener el banco de baterías en óptimas condiciones así como lograr el tránsito de la energía de los paneles a estas como a la carga, las funciones específicas de un controlador pudieran ser:
Desconexión por altovoltaje (eliminar el flujo de corriente a las baterías cuando estas están totalmente cargadas).
Desconexión por bajo voltaje (desconectar las baterías para que ya no se descarguen para evitar daño).
Protección para polaridad invertida.
Protección contra retorno de corriente (evitar la descarga de las baterías hacia los paneles).
Conexión y desconexión por presencia o ausencia de luz solar....