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Sistema Fotovoltaico para Aplicaciones Residenciales
Como vemos, existen muchas aplicaciones para los sistemas fotovoltaicos. En este caso decidimos desarrollar el sistema para aplicaciones residenciales. Los sistemas fotovoltaicos que se usan en aplicaciones de tipo residencial deben tener suficiente capacidad para alimentar una gran variedad de cargas y estos sistemas pueden resultar laalternativa más económica para los propietarios de residencias en lugares donde no es posible hacer llegar la red de energía eléctrica. Los sistemas fotovoltaicos también son elegidos por casas de campo, cabañas de vacaciones, casas rodantes y barcos debido a que contribuyen a la tanquilidad de los propietarios. Los sistemas fotovoltaicos son silenciosos y el suministro de energía es automático ygratuito.
Para ahorrar energía y reducir el costo inicial de un sistema fotovoltaico, el ingeniero debe tomar en consideración las opciones siguientes:
Usar lámparas fluorescentes, pues tienen un rendimiento de cuatro a cinco veces mayor que las incandescentes.
Considerar el uso de artefactos como refirgeradores, hornos, cocinas, secadores de ropa, calentadores de agua, televisones, radios, etc.Usar artefactos de alto rendimiento.
Las baterías se deben instalar en un ambiente de temperatura controlada, por lo que es conveniente proveer de ventilación adecuada y con protección en caso de derrames del electrolito corrosivo. No se deben exponer la baterías a llamas o chispas eléctricas. Se recomiendan baterías de tipo industrial con ciclo de descarga profunda para las residencias que siempreestén ocupadas.
Debido a la demanda variable de carga, se recomienda usar controladores de carga para estos sistemas. Los controles deben tener capacidad de expansión futura. Se debe tratar que estos controladores sean lo más simples posibles para en caso de falla detectarla de manera fácil y rápida.
El elemento principal para esta aplicación es el inversor. Un inversor debe ser capaz dearrancar y alimentar a todas las cargas anticipadas. El inversor es un circuito relativamente sencillo que genera una señal alterna a partir de la señal de corriente directa dada por la batería.
Los inversores de onda cuadrada proporcionan una salida conmutada de C.A., poco control de voltaje, capacidad de protección contra sobrevoltajes transitorios y una distorsión armónica considerable. Estossistemas son los menos costosos, pueden ser utilizados con televisiones, computadoras, focos, lámparas fluorescentes e incandescentes, pero no pueden ser usados con artefactos que requieren de una variación senoidal de la señal, como es el caso de los motores de C.A.
El proyecto que se presenta en este trabajo es un sistema fotovoltaico que consta de un panel fotovoltaico, una batería de 12V, uncircuito inversor de onda cuadrada y un controlador de carga con comunicación vía puerto paralelo con una computadora.
Funcionamiento
El panel solar se debe colocar en un área soleada, procurando que reciba la mayor cantidad de energía solar posible. Este panel debe estar conectado con la batería de 12V mediante el controlador de carga. Este controlador verificará que la carga de la batería nosobrepase el valor máximo recomendado por el fabricante (aproximadamente 13.5V). La batería está conectada al circuito inversor, el cual mediante un multivibrador astable, general pulsos cuadrados que son amplificados y entregados a un transformador que nos dará a la salida un voltaje de 120V con corriente máxima de aproximadamente 1 A.
Circuito Inversor
El diagrama esquemático del circuito inversorque se utilizó se muestra a continuación. En este diagrama podemos observar que se conecta un rectificador a la batería de 12V para que éste nos de un voltaje fijo de 5V para poder de esta forma alimentar los dispositivos digitales. Existe un multivibrador astable que genera pulsos aproximadamente a 240Hz. Estos pulsos son enviados al conjunto de flip-flop's que dividirán la frecuencia cada uno...