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lunes, 3 de junio de 2019

RENTABILIDAD DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES Y EL AUTOCONSUMO COMO UNA OPORTUNIDAD


La UE está en alcanzar su objetivo de energía renovable para 2020. En 2017, la cuota de las energías renovables en la combinación energética de la UE alcanzó el 17,52%. Las inversiones en energías renovables están cada vez más impulsadas por el mercado y, lo mejor de todo, la cuota de las subvenciones públicas está disminuyendo.

Esto es posible por la significativa reducción de costes en las tecnologías de energía renovable, la disminución de las subvenciones a través de sistemas de apoyo más competitivos y ejemplificado por los numerosos resultados de las subastas de bajo o nulo coste en varios países europeos.



Todo ello abre la puerta al autoconsumo que tiene grandes beneficios en forma de una menor dependencia energética de los recursos fósiles pero, para ver los incentivos hacia este modelo, hay que hacer especial hincapié sobre la rentabilidad.


El autoconsumo: el cambio de modelo hacia la descentralización

En primer lugar, hay que definir qué entendemos por autoconsumo, y no es nada más que el consumo por parte de uno o varios consumidores de energía eléctrica proveniente de instalaciones de generación próximas a las de consumo y asociadas a las mismas.

Dentro del autoconsumo tenemos dos modalidades: el autoconsumo sin excedentes, que en ningún momento puede realizar vertidos de energía a la red y autoconsumo con excedentes, en el que sí se pueden realizar vertidos a las redes de distribución y transporte.

Desde la perspectiva de los consumidores finales, el autoconsumo puede ser una alternativa económica más ventajosa que el suministro tradicional exclusivo desde la red. Además, la norma fomenta el autoconsumo de proximidad y, en definitiva, un papel más activo de los consumidores finales en su abastecimiento energético, que constituye una demanda de la sociedad actual.

Con la reducción de costes, se abre la puerta al autoconsumo, un choque de modelo frente a las estructuras del mercado de la electricidad se diseñaron para un modelo eléctrico centralizado, en el que la electricidad procedente de fuentes convencionales (como los combustibles fósiles y la energía nuclear) se transportaba primero a través de la redes de trasporte y luego a través de la redes de distribución, antes de llegar al consumidor.



A medida que entran en el mercado más energías renovables descentralizadas y otras nuevas tecnologías, como la respuesta a la demanda, el modelo eléctrico se ha ido descentralizando, con una generación descentralizada que alimenta la red de distribución. Esto ha planteado interrogantes acerca de cómo están estructuradas las fuentes del mercado eléctrico y cómo deben ser rediseñadas para esta realidad cambiante.

Rentabilidad para el autoconsumo

Pero la pregunta que nos surge es si realmente la opción del autoconsumo es una opción de inversión rentable para que el consumidor sea al mismo tiempo el productor.

En primer lugar, señalar que anteriormente lo tenían difícil para los clientes con instalaciones con instalaciones inferiores a 100 kW por el hecho de recibir remuneración por excedentes de electricidad. Debían registrarse como empresas productoras de electricidad y cumplir con los mismos requisitos que cualquier proveedor de electricidad.


Con el Real Decreto 244/2019 del Gobierno del PSOE, las instalaciones de autoconsumo fotovoltaica de potencia menor a 100kW, es decir, hogares y pymes, recibirían una compensación en la factura eléctrica por parte de la comercializadora que puede llegar hasta el 100% de la energía consumida por el usuario en ese mes. Esto se traduce en una descentralización de la generación eléctrica con capacidad de rentabilizar los excedentes.


Por lo tanto, para hablar de rentabilidad y los plazos de amortización debemos de tener en cuenta el ahorro energético en la factura eléctrica por la propia instalación fotovoltaica y la compensación en nuestra factura por verter a la red nuestros excedentes.

Green Peace evalúa que en un escenario base en el que los excedentes se remuneren con 0,04 euros/kWh y en el que los hogares instalan 2 kW de energía solar fotovoltaica y las pymes 15 kW, reflejando unos períodos de amortización de la inversión se sitúan entre 7,5 y 12 años, en otras palabras rentabilidades entre el 8,33% y el 13,33%. Sin duda, estamos hablando de rentabilidades atractivas en un escenario en el que actualmente nos encontramos con los tipos en mínimos históricos.

Con la anterior legislación, en el que hogares y pymes renunciaban a la remuneración, los hogares no pagan un cargo transitorio, el llamado peaje, por la electricidad consumida por ellos mismos, y las pymes sí pagan un cargo transitorio por la electricidad consumida por ellos.

En estas circunstancias, el período de recuperación de la inversión será sustancialmente menos atractivo: entre 10 y 25 años. Por lo que la nueva normativa, es un incentivo claramente ofrece un marco más atractivo para el autoconsumo y su inversión.

viernes, 27 de octubre de 2017

PRODUCIR Y ALMACENAR TU PROPIA ENERGÍA. EL CASO DE SOLARWATT


Desde que en 2013 la alemana Solarwatt se decidiera a cooperar con la división eléctrica de BMW, buena parte de sus esfuerzos han ido encaminados a aportar soluciones de generación eléctrica renovable independiente de la red. Su sistema de almacenamiento de energía MyReserve podría convertirse en uno de los elementos habituales de las casas del futuro.

Solarwatt es una reconocida firma alemana fabricante de vidrio solar fotovoltaico que ofrece sistemas completos de doble vidrio de alta calidad que sustituye las tejas de las cubiertas o se integra en las fachadas. Destaca por su fabricación en Alemania, su garantía de 30 años y sus diversos sistemas de montaje.

59.000€ de ahorro en 30 años

Solarwatt plantea un supuesto de hasta 59.000€ euros de ahorro en 30 años, con una instalación de 10kWp, una producción media por kWp de 950kWp, un autoconsumo energético del 70% y un incremento de precios en costes de electricidad del 1% anual.

Como es lógico, el supuesto se basa en una curva de autoconsumo alto que corresponde a una pyme o mediana empresa, pero para el caso de una vivienda unifamiliar, en la que la curva de demanda se traslada a las horas nocturnas, Solarwatt ha lanzado un sistema de almacenamiento modular denominado MyReserve que permite almacenar hasta 11kWh de energía.

Algunos datos

MyReserve se suministra en un módulo compacto que incluye dos baterías de iones de litio de 2,2kW cada una y de un sistema electrónico de control. Tiene unas dimensiones de 98,4 x 73,4 x 31 cm y un peso de 78kg. Las baterías pueden ser ampliadas hasta 11kWh y su profundidad de descarga es del 100%. Además, ofrecen una garantía para los módulos de batería de 10 años, aunque aseguran una vida útil de más de 15 años.

Una característica que diferencia este sistema de otros del mercado es que almacena la energía en continua y no transforma en alterna hasta que la energía no es necesitada para su consumo, lo que produce menores pérdidas que si la energía producida es inmediatamente transformada en alterna por el inversor.

Ahorros

Según el fabricante, su sistema de generación fotovoltaica y de almacenamiento cuesta mucho menos que la electricidad que suministra la red convencional. Esta afirmación está basada en una amortización de 15 años.

Hasta la fecha, según nos informa Karolina Remmerswaal-de Vries, MyReserve se suministra en Alemania, Francia y Holanda, pero no estará disponible en España hasta 2017 ya que deben adaptar las baterías a la normativa española.

Fuente:https://www.energynews.es/producir-almacenar-energia-caso-solarwatt/

viernes, 21 de octubre de 2016

UN CATAMARÁN CIRCUNNAVEGARÁ EL MUNDO IMPULSADO SOLO CON HIDRÓGENO Y RENOVABLES


Solar Impulse ya lo logró por aire. Ahora, el reto de dar la vuelta al mundo utilizando solo combustibles limpios se traslada al mar. En Saint-Malo (Francia), un equipo liderado por Victorien Erusard y Jacques Delafosse está adaptando un catamarán, al que han bautizado con el nombre de Energy Observer, para que se mueva solo con la energía del sol, del viento y con el hidrógeno obtenido a partir del agua del mar con estas fuentes. El viaje comenzará la próxima primavera.

¿Es posible dar la vuelta al mundo por mar utilizando solo fuentes renovables y sin contaminar? 

Victorien Erussard, oficial de la marina mercante, y Jacques Delafosse, director de documentales y buzo profesional, así lo creen. Ambos cuentan con el apoyo del ecologista francés Nicolas Hulot y muchos otros profesionales –arquitectos, ingenieros y diseñadores industriales– que están transformando en los muelles de Saint-Malo un catamarán –famoso porque con el sir Peter Blake ganó el trofeo Julio Verne en 1994– en un auténtico laboratorio flotante.

La embarcación, que se ha ampliado en seis metros, mide ahora 30 metros de largo por 12,8 de ancho y contará con tres tipos de paneles fotovoltaicos, dos mini aerogeneradores de eje vertical, un ala de tracción inteligente y dos motores eléctricos reversibles. El barco está siendo equipado, además, con diversos sensores para transmitir datos sobre el uso de sus diferentes fuentes de energía al CEA-Liten de Grenoble. Su transformación comenzó en 2015, y en ella participa un equipo de más de 30 personas. El coste de la adaptación es de 4 millones de euros y está financiado en su totalidad.

El objetivo es que el sol y el viento sean los motores que lo muevan siempre que sea posible, Estas fuentes también aportarán la energía para obtener hidrógeno del mar mediante hidrólisis y almacenarlo para utilizarlo en los motores eléctricos de noche o cuando las condiciones meteorológicas así lo exijan. 

Energy Observer será probado en el mar para los primeros tests el próximo invierno.Y si todo funciona según lo previsto, zarpará de Saint-Malo en la primavera de 2017 para circunnavegar el mundo en un viaje de seis años de duración y 101 escalas, con la misión de evaluar las tecnologías embarcadas y sensibilizar al gran público sobre la transición energética. Falta todavía encontrar la financiación que permita hacer el viaje, unos cuatro millones de euros por año, pero Victorien Erusard y Jacques Delafosse no dudan que la conseguirán.

Fuente:http://www.energias-renovables.com/articulo/un-catamaran-circunnavegara-el-mundo-impulsado-solo-20161020

martes, 4 de octubre de 2016

¿EN EXTREMADURA SE HAN SIMPLIFICADO LOS TRÁMITES PARA LOS PROYECTOS DE AUTOCONSUMO FOTOVOLTAICO?


Tras derogarse la Orden de 29 de enero de 2007, por la que se establecen normas complementarias para la conexión en las redes de distribución, podrán ejecutarse sin el previo visto bueno del órgano autonómico competente.

El Decreto 66/2016 de 24 Mayo de la Comunidad Autónoma de Extremadura modificó el Decreto 49/2004, de 20 de abril, por el que se regula el procedimiento para la instalación y puesta en funcionamiento de establecimientos industriales. Asimismo derogó también la Orden de 29 de enero de 2007, por la que se establecen normas complementarias para la conexión en las redes de distribución, y para la tramitación de determinadas instalaciones generadoras de energía eléctrica en régimen especial y agrupaciones de las mismas, con lo que se agilizan y simplifican los procedimientos para la implantación de instalaciones de tecnología solar fotovoltaica de pequeña potencia, conectadas a la red de baja tensión, bien directamente o a través de una red interior de un consumidor, con lo que las instalaciones de autoconsumo podrán ejecutarse sin el previo visto bueno del órgano autonómico competente, necesitándose únicamente autorización de explotación.

Todo ello, sin perjuicio de lo que disponga la normativa estatal en la materia, persiguiendo con ello el fomento del autoconsumo de energía eléctrica agilizando y simplificando los trámites necesarios para la puesta en funcionamiento de este tipo de instalaciones.

miércoles, 12 de agosto de 2015

FUNCIONAMIENTO DE LA BOMBA SOLAR


Un sistema de bombeo de agua con energía solar se compone de varios paneles fotovoltaicos
Las células solares son la piedra angular de los paneles solares, cada celda solar tiene dos o más capas especialmente preparadas de material semiconductor (generalmente silicio) que producen la corriente directa (DC) cuando se exponen a la luz solar.
La corriente continua es recogida por el cableado en el panel, la corriente se utiliza para mover una bomba de CC, que bombea agua cada vez que el sol ilumine, o se almacena en las baterías (batería de acoplamiento del sistema de bombeo) para su uso posterior por la bomba.

Un módulo solar se puede montar en casi cualquier lugar, pero los paneles solares deben estar orientados en dirección sur. Si usted está planeando utilizar bombeo solar en una granja o rancho, los módulos y el controlador de la bomba deben ser montados en un poste plantado con este fin, para mantener todo el sistema fuera del alcance de los animales ya que estos pueden causar un daño significativo si la bomba o cualquiera de sus componentes se montan demasiado bajos o en un lugar accesible a ellos.

Un sistema de bombeo de agua a través de energía solar es bastante fácil de instalar, especialmente si usted decide que no es necesario un kit de batería de acoplamiento a la bomba solar, en tal caso, el sistema funcionará cuando el sol ilumine y se detiene cuando no es así, y en el caso que el sol este brillando y no se use la bomba un tanque se llena de agua para su posterior uso.

Tipos de bombas solares 
Bombas de superficie: Las bombas de entrega sirven para mover el agua de un lugar a otro, las bombas de presión se usan para manejar altas presiones de agua, pero la mayoría están diseñadas para mover grandes volúmenes de agua a baja presión. 
Un ejemplo de este tipo de bombeo estaría en una granja donde el agua tiene que ser trasladada desde un lago, cisterna o tanque de agua a la granja( bomba solar para cisterna).Otro ejemplo a resaltar es su uso para llenar piscinas y/o recircular el agua en ellas.( Bomba Solar para Piscina)

Bomba Solar Sumergible: Se utilizan principalmente para bombeo desde pozos, las bombas caben dentro de un agujero perforado y se ubican en su profundidad o se pueden instalar cerca de la superficie. 
Algunos pozos perforados para grandes molinos de viento tienen menos de 4 (por lo general 2.25), y cualquier bomba no cabria, sin embargo las bombas sumergibles de energía sola al ser su tamaño relativamente pequeño son las ideales para este tipo de trabajo. 

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Asesoramos a nuestros clientes y les ofrecemos soluciones adecuadas a cada caso particular, e instalamos y mantenemos productos y equipamientos eficientes.
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jueves, 16 de abril de 2015

¿COMO SE FABRICA UN PANEL FOTOVOLTAICO ?


Las celdas solares que tienen como base el silicio monocristalino alcanzan un rendimiento claramente superior al obtenido con silicio policristalino ó amorfo ó con otras tecnologías de películas delgadas.

El silicio no daña al medio ambiente y, en forma de arena de sílice , se puede disponer de él prácticamente de forma ilimitada.

Utilizando un proceso de estirado en crisol , el silicio previamente depurado y fundido , se estira en bloques monocristalinos redondos.

A continuación , los bloques se recortan con una sierra , obteniendo así un corte transversal prácticamente cuadrado. Esta forma permite aprovechar la superficie del módulo en forma óptima. Si no es necesario un aprovechamiento óptimo de la superficie , se suprime este paso en favor de una fabricación mas rentable desde el punto de vista económico (con celdas redondas).

Los bloques se cortan en planchas (obleas) utilizando para ello una técnica que reduce la pérdida al mínimo .

A fin de mejorar la absorción de luz , las obleas van provistas de una superficie piramidal que se obtiene a través de un grabado especial anódico de la estructura .

Dotar posteriormente de fósforo a la oblea (a la que anteriormente se la ha provisto de boro) supone la base eléctrica para el aprovechamiento del efecto fotovoltaico.

La parte delantera y trasera de los contactos metálicos es sometida a un tratamiento superficial con plata .

El quemado al horno al que se las somete a continuación , garantiza una pérdida mínima de tensión durante el paso de la electricidad.

Las células solares controladas se conectan eléctricamente repetidas veces formado las llamadas cadenas .

Una eficaz estructura modular protege las células solares : las cadenas de células quedan incrustadas en plástico EVA, entre el cristal frontal, especialmente endurecido y de gran transparencia, y la lámina de varias capas de la parte posterior. Se las protege así de la humedad y se asegura la estabilidad UV y el aislamiento eléctrico.

Los componentes se sellan a alta temperatura hasta formar un laminado de alta protección.

Al final del proceso de producción , el módulo se introduce en un marco de aluminio anodizado a prueba de torsión. Este marco garantiza una estabilidad mecánica especialmente alta .

Los diodos bypass integrados en la bornera ó caja de conexión protegen las células contra daños producidos por “Hot-Spots” ó puntos calientes , en caso de oscurecimiento parcial , es decir , evitan un deterioro de las células por sobrecalentamiento.



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lunes, 13 de abril de 2015

INVERSOR AISLADO CON INTERCONEXIÓN A RED


Los inversores para sistemas aislados, también conocidos como Off-grid, fuera de red o autónomos, convierten la corriente directa encontrada en el banco de baterías en corriente alterna convencional como la que se obtiene de la red eléctrica. Estos inversores están hechos para operar en lugares donde no hay acceso a energía eléctrica y por tanto se utilizan fuentes de alternas como solar y eólica para cargar las baterías. El inversor posteriormente toma la energía de las baterías y la convierte para que la puedas utilizar para alimentar lámparas, televisores, refrigeradores y electrodomésticos convencionales.

Aunque la mayoría de estos inversores sólo pueden utilizarse de forma aislada, algunos modelos permiten operar en conjunto con la red eléctrica, de tal forma que utilizan las baterías como respaldo durante apagones u ocasiones cuando la energía de la red eléctrica es intermitente o de mala calidad. Cuando la red eléctrica está disponible el inversor la utiliza para recargar las baterías. Si el sistema cuenta con fuentes renovables de energía como viento o solar, el inversor puede conectarse a la red y el excedente de energía se suministrará (o venderá) a la red eléctrica. Para esto es necesario tener un contrato de interconexión con la compañía eléctrica.

Es importante notar que el inversor no tiene ninguna función en cuanto a la carga de baterías, al menos que la carga se realice por medio de la red. Cuando las baterías se cargan con fuentes de energía renovables se utiliza un controlador de carga, y en este caso el inversor no está involucrado en la carga. Cuando el inversor está conectado a la red, este considera las baterías como respaldo para emergencias, por lo cual, en cuanto la energía de la red se encuentra disponible, por ejemplo después de un apagón, el inversor cargará las baterías inmediatamente y las mantendrá totalmente cargadas para cuando la siguiente emergencia se presente.

Algunos de estos inversores tienen salida de 120 y 240 Volts a 60Hz. Otros modelos solo tienen salida a 120V y son necesarios 2 inversores para tener una salida de 240V o tres inversores para una toma trifásica. Estos inversores generalmente trabajan con bancos de baterías de 24 o 48 Volts. Se pueden encontrar inversores de 12 Volts utilizados en sistemas pequeños, sin embargo, para sistemas de mayor tamaño se recomienda que el voltaje sea de por lo menos 24V.

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viernes, 10 de abril de 2015

CONSEJOS PRÁCTICOS PARA COMPRAR UN PANEL SOLAR FOTOVOLTAICO



Cuando nos disponemos a comprar un panel solar fotovoltaico, nos fijamos sobre todo en el precio, pero ¿es el precio el criterio más importante a la hora de elegir un módulo solar fotovoltaico?

Existen multitud de fabricantes que cada año sacan al mercado nuevos modelos de calidades muy diversas. ¿Cómo podemos comparar todos estos paneles solares y saber cuál es el que más nos conviene para nuestra instalación?

Hay infinidad de factores a tener en cuenta: solvencia del fabricante, condiciones de la garantía, referencias del funcionamiento en otras instalaciones, calidad en el proceso de fabricación, ensayos de certificación  etcétera. Son sin duda factores importantes pero muchas veces difíciles de averiguar. Cuando queremos comprar un panel solar fotovoltaico miramos normalmente el precio y las características técnicas. Y es aquí donde debemos prestar especial atención a los detalles para “traducir” toda esa información y saber cuál es relevante para tomar la decisión de qué panel comprar.

Estos son los parámetros principales a tener en cuenta antes de comprar un panel solar fotovoltaico:

Monocristalino o policristalino. La diferencia básica está en el procedimiento de fabricación. Las células de silicio monocristalino se obtienen a partir una sola estructura cristalina, mientras que en las células policristalinas la pasta de silicio se deja solidificar lentamente sobre un molde, con lo cual se obtiene un sólido formado por pequeños cristales de silicio. El rendimiento teórico de los monocristalinos es ligeramente mayor , y también su precio. La diferencia no es crítica, y  no es un factor determinante a menos que tengamos problemas de espacio. Para distinguirlo nos podemos fijar en el nombre del panel: si aparece una P se trata de un panel solar policristalino. Si aparece una M se trata un panel solar monocristalino.

Tensión de trabajo y número de células. Para instalaciones solares aisladas con baterías, los paneles son de 36 células (12 V) o 72 células (24V). Si el módulo lo queremos utilizar en una pequeña instalación aislada que alimenta a una batería (monoblock por ejemplo) necesitaremos peneles de 12V, mientras que si nuestra instalación es un poco más grande y tiene un sistema de acumulación mayor (dos baterías monoblock o 12 vasos estacionarios) necesitaremos paneles de 24V.

Las instalaciones de conexión a red y los kits solares de autoconsumo funcionan habitualmente con paneles de 60 células que no son válidos para instalaciones aisladas a menos que los conectemos a un regulador de carga con seguidor del punto de máxima potencia MPPT.

Potencia de salida.- Es la potencia teórica de salida del módulo solar, el término que usamos habitualmente para referirnos al tamaño o capacidad del panel; ahora bien es una potencia que casi nunca conseguimos en condiciones de operación normal porque este valor ha sido medido en condiciones de medición estándar (STC por su siglas en inglés): 1000 W/m2 de irradiación, a 25ºC de temperatura de célula ( tendríamos una temperatura de célula así cuando la temperatura ambiente fuese aproximadamente -7,5ºC) y una distribución espectral de 1,5 AM, condiciones que muy raramente se reproducen en nuestro día a día.

Este valor nos sirve para poder comparar dos módulos “del mismo tamaño”.

Tolerancia.- Debido al proceso de fabricación y a los diferentes componentes que forman un panel solar, la potencia de salida puede variar sensiblemente respecto a la indicada en la hoja de características técnicas. A esta variación la denominamos tolerancia y puede venir indicada en W o en %. 

La mayoría de los fabricantes importantes ofrecen paneles con tolerancia positiva 0/+5%: de esta forma nos aseguramos que vamos a obtener , como mínimo, la potencia que hemos pagado.

Eficiencia.- Se denomina eficiencia de un panel solar fotovoltaico a la potencia que es capaz de producir 1 metro cuadrado de panel solar fotovoltaico cuando recibe una irradiación de 1000 W/m2. Si en la hoja de características técnicas de un panel solar fotovoltaico de 245W vemos que tiene una eficiencia del 15%, significa que por cada 1000W/m2 de irradiación que recibe 1 metro cuadrado de panel, éste producirá 150 W de potencia. En la actualidad es bastante común exaltar la calidad de los paneles solares de mayor eficiencia, y muchas veces, los paneles solares de mayor eficiencia son bastante más caros. Si no tenemos problemas de espacio, no tiene mucho sentido pagar un precio mayor por unos módulos solares de mayor eficiencia. En cambio si tenemos una cubierta muy “justa”, deberemos instalar paneles solares de mayor eficiencia para optimizar al máximo la instalación.

Características eléctricas a temperatura de operación nominal: La potencia de los paneles viene dada en condiciones estándar de medida, pero estas condiciones normalmente no se dan cuando el panel solar esta en funcionamiento. Por ello, tiene mayor relevancia el valor de potencia en condiciones nominales (ya que está condiciones suelen ser más habituales): 20ºC de temperatura ambiente, 800 W/m2 de irradiación, velocidad del aire de 1 m/s y una distribución espectral de AM 1,5. Un valor habitual de potencia para un panel de 245W en condiciones de operación es de 180 W. Un buen panel solar debería reflejar estos datos en su hoja de características.
Características Térmicas: Es, uno de los parámetros técnicos más significativos para predecir el futuro comportamiento de un panel solar. Hay dos parámetros importantes:
  • Temperatura de operación nominal de la célula (NOCT): es la temperatura que alcanzan las células del módulo en condiciones de operación normales, principalmente a 20ºC de temperatura ambiente e irradiancia de 800W/m2. Conviene saber que la NOCT tiene una relación directa con la temperatura que alcanzan las células a una temperatura ambiente determinada, y que cuanto menor es la temperatura del módulo mejor trabajará y más potencia entregará. Por lo tantocuanto menor sea la NOCT mejor.
  • Coeficiente de temperatura de Potencia: indica la pérdida porcentual de potencia de salida del panel por cada grado por encima de los 25ºC que aumenta la temperatura de las células del módulo. Cuanto menor, mucho mejor.
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jueves, 9 de abril de 2015

MEJORAR EL RENDIMIENTO DE LAS CÉLULAS FOTOVOLTAICAS


El objetivo que se busca a la hora de mejorar el rendimiento de estas células de tipo fotovoltaico, no es otro que mejorar la eficiencia de las mismas y desarrollar tecnologías innovadoras en su aplicación.
Podemos hablar, en primer lugar, de lo que denominaríamos como células de varias juntas. Se trata de apilar las células, es decir, se busca la aproximación de varias juntas, en dos o más uniones fotovoltaicas en que estas son colocadas unas sobre otras.

A la hora de establecer la mejora en el rendimiento de las células fotovoltaicas en el caso concreto de las células de varias juntas, tenemos que señalar que cada capa extrae la energía de una región determinada del espectro de la luz entrante.

Una célula con dos capas suele denominarse dispositivo en tandem. La separación entre las bandas en el caso del silicio amorfo, por ejemplo, puede ser aumentada aleando el material con carbono, buscando de esta manera una mejor respuesta a la luz en el azul del espectro.

Otra forma de conseguir este mayor rendimiento en los sistemas fotovoltaicos sería a través de concentradores. De esta forma se obtiene más energía de unas células fotovoltaicas, consiguiendo el objetivo perseguido de aumentar la eficiencia del sistema.

Así, los sistemas fotovoltaicos con concentradores dentro del campo de mejora en el rendimiento de las células fotovoltaicas, se concreta en el uso de espejos o lentes para concentrar la radiación solar incidente sobre las células.

La principal ventaja de este sistema es que se van a necesitar un menor número de células. Esta disminución va a depender, directamente, de la relación de concentración, que es un dato que puede variar desde un valor de dos hasta miles.

En la aplicación de este tipo de sistemas fotovoltaicos con concentradores es necesario tener en cuenta algunas precauciones para evitar problemas. La principal precaución es dotar al sistema de una forma de refrigeración de las células, ya sea activa o pasiva.

Los sistemas fotovoltaicos con concentradores, dentro de la mejora en el rendimiento de las células fotovoltaicas, usan sensores complejos, motores y controles que permiten seguir la trayectoria del sol sobre dos ejes, horizontal y de inclinación.

De esta forma se consigue uno de los principios básicos perseguidos con la aplicación de estos sistemas fotovoltaicos con concentradores, que no es otro que asegurarnos que las células reciben la mayor radiación posible procedente del sol.

Por último señalar que hay también sistemas fotovoltaicos con concentradores que se denominan sistemas de bajas relaciones de concentración y que se caracterizan por seguir al sol sobre tan solo un eje, usando para ello mecanismos más básicos de seguimiento.

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martes, 7 de abril de 2015

CONSIDERACIONES GENERALES PARA UNA INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA



1- Cableado y Sección de los conductores: Respecto al cableado de la instalación, es muy importante minimizar todo lo posible la longitud de los cables a utilizar, procurando que las distancias entre paneles, regulador, baterías y el inversor de corriente sean las menores posibles.

La sección de los cables se debe elegir de forma que las máximas caídas de tensión en ellos, comparadas con la tensión a la que estén trabajando, estén por debajo del 1 % para el sistema fotovoltaico y entre el 3 % y 5 % para la instalación de la vivienda


2- Estructuras soporte: El anclaje y la propia estructura deberán ser suficientes para garantizar su comportamiento estable frente a los vientos de máxima intensidad que cabe esperar en la zona, y como mínimo resistirán velocidades de 150 km/h.


Normalmente, el propio distribuidor de los paneles suministra la estructura adecuada para los mismos, según el número de ellos ó bien facilita las dimensiones de los perfiles necesarios para su construcción.


3- Elementos Auxiliares: Los dispositivos tales como interruptores termomagnéticos, medidores, alarmas, descargadores de sobretensión, etc. se dimensionarán teniendo en cuenta la intensidad máxima de corriente que han de soportar, eligiendo el modelo de acuerdo a las especificaciones técnicas del fabricante. En todo caso, conviene tomarse un pequeño margen de seguridad, de manera de no hacer trabajar los equipos al límite ó simplemente tener margen para futuras ampliaciones.


Todos los elementos auxiliares siempre es conveniente agruparlos en un tablero con sus correspondientes identificaciones, tanto de los elementos como de los circuitos, ya que normalmente la gente que opera y mantiene la instalación no dispone de planos de detalle de la misma.

En instalaciones de gran potencia, es conveniente separar los circuitos de corriente contínua de los de corriente alterna, los de generación y los de consumo.

4- Elección del equipamiento para una instalación fotovoltaica (ó para cualquier otra), es fundamental contar con equipos que cumplan determinados requisitos de calidad, y si es posible, que cumplan las normas internacionales ó nacionales que rigen el producto ó eventualmente sean de calidad probada.

Los paneles fotovoltaicos, fundamentalmente, son los pilares de una instalación fotovoltaica, de ellos depende cuánta energía se acumulará en baterías ó entregarán a nuestro sistema. Por ello es clave que cumplan con la norma internacional que los rige . 

También el equipamiento de maniobra y protección contra sobrecargas y cortocircuitos, los dispositivos de protección contra sobrecargas atmosféricas también deberán cumplir con la Norma.


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lunes, 30 de marzo de 2015

RENDIMIENTO DE UNA INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA


El objetivo que buscamos con el estudio del rendimiento de una instalación fotovoltaica es que la diferencia entre el rendimiento de entrada y el de salida sea mínima, lo que supondría disponer de un sistema con pocas pérdidas.
Debe tenerse en cuenta que el rendimiento total del sistema fotovoltaico depende, principalmente, de otros factores de rendimiento entre los que destacan: 
  • el rendimiento de las células solares, 
  • el rendimiento del seguimiento del punto de máxima potencia, 
  • el rendimiento del inversor.
El rendimiento de las células solares oscila entre el 20% y 45%, según el tipo de célula empleada, el rendimiento de los sistemas de seguimiento del punto de máxima potencia oscilan entre el 93% y el 99%, y el de los inversores pueden alcanzar rendimientos entre el 90% y el 95%. 

A continuación, se estudian cada uno de los factores por separado, obteniendo como resultado final el rendimiento total de un sistema fotovoltaico. 

 Rendimiento de conversión 
Dado que estamos analizando parámetros eléctricos a la entrada del inversor, se prestará especial interés a los rendimientos proporcionados por la célula solar y por el seguidor del punto de máxima potencia. 

El rendimiento de la célula solar ( hcs ) conocido también como rendimiento de la conversión energética, relaciona la potencia eléctrica que puede entregar la célula ( PM ) y la potencia de la radiación incidente sobre ella ( PR ) de la siguiente forma:     



IM  es la corriente máxima,
VM es la tensión máxima,
FF es el factor de forma,
Icc es la corriente en cortocircuito y,
Vca es la tensión en circuito abierto.

Se puede llegar a la conclusión de que un aumento, tanto en la corriente de cortocircuito como en la tensión a circuito abierto, da como resultado un mayor rendimiento de conversión de la célula solar. 

 Rendimiento del MPPT 
Otro parámetro que cobra especial interés es el rendimiento del seguidor del punto de máxima potencia, pues describe la precisión del inversor para trabajar en dicho punto, de acuerdo con las curvas características del generador. 

 El rendimiento energético del MPPT se define como el cociente entre el valor instantáneo de la potencia suministrada, en un periodo de tiempo definido, y el valor instantáneo de potencia entregada en el MPP.          



                   
donde, 
PDC es la potencia medida y adoptada por el inversor y, 
PMPP es la potencia establecida en el punto de máxima potencia (MPP). 

Sin embargo, se debe tener en cuenta que el rendimiento del MPPT puede dividirse en otros dos: el rendimiento estático y dinámico. El rendimiento estático describe la precisión con que el inversor es capaz de trabajar en el punto de máxima potencia correspondiente a la curva característica estática del generador FV. El rendimiento dinámico evalúa la transición del inversor al nuevo punto de máxima potencia, teniendo en cuenta las variaciones en la intensidad de irradiación. 

Rendimiento del inversor

 El rendimiento del inversor se define como:


De este rendimiento se obtiene el “rendimiento europeo”, hEur . El rendimiento europeo es el factor más usado para comparar inversores, principalmente de red. 
Se obtiene del promedio ponderado de las eficiencias bajo distintas cargas, sin contemplar la tensión de entrada a la que debe calcularse.


Se calcula como:


Donde,
aEu es el factor de ponderación europeo y, 
hi _ MPP corresponde al rendimiento estático del seguidor del punto de máxima potencia para una potencia parcial determinada. 

Es decir, se calcula combinando los valores de rendimiento para valores concretos de potencia de salida del inversor, hI



Donde 
h5 representa el rendimiento a un 5% de la potencia, 
h10, un rendimiento del 10%, y así sucesivamente. 

Rendimiento total


El rendimiento total de un sistema fotovoltaico viene definido como el producto de los rendimientos de la placa fotovoltaica, los seguidores del punto de máxima potencia y el inversor, como muestra la siguiente ecuación: 


Donde  
  • hSfv es el rendimiento del sistema fotovoltaico, o rendimiento total; 
  • hcs  es el rendimiento de la célula solar; 
  • h MPPT es el rendimiento del seguidor del punto de máxima potencia, 
  • hi  es el rendimiento proporcionado por el inversor. 

Rendimiento de una instalación fotovoltaica según la potencia de salida (Pac) y su tensión en el punto de máxima potencia.


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PARTES FUNDAMENTALES QUE COMPONEN UN INVERSOR


En las instalaciones fotovoltaicas los paneles fotovoltaicos son los encargados de generar potencia a partir de la radiación solar captada. La potencia eléctrica generada es potencia continua, con unos valores de tensión y corrientes dependientes de la disposición de los paneles. 

El inversor fotovoltaico es el equipo electrónico que permite suministrar la potencia generada a la red comercial. Su función principal es convertir la corriente continua producida por el generador fotovoltaico en corriente alterna, con unas características establecidas por la red: 230V de valor eficaz de tensión y una frecuencia de 50 Hz.

 Las partes fundamentales en un inversor son

- Control principal. Incluye todos los elementos de control general, así como la propia generación de onda, que se suele basar en un sistema de modulación por anchura de pulsos (PWM). También se incluye una gran parte del sistema de protecciones, así como funciones adicionales relacionadas con la construcción de la forma de onda.

 - Etapa de potencia.Esta etapa, según los módulos disponibles, puede ser única, de la potencia del inversor, o modular, en cuyo caso se utilizan varias hasta obtener la potencia deseada, lo cual hace decrecer la fiabilidad, pero asegura el funcionamiento, aunque sea limitado, en caso de fallo de alguna de las etapas en paralelo.

Las últimas tecnologías apuestan por el trabajo en alta frecuencia de los puentes semiconductores, consiguiendo mucho mejor rendimiento, así como tamaños y pesos sensiblemente menores.
No obstante, el empleo de la tecnología clásica en baja frecuencia sigue imperando en parte del mercado por sus buenos resultados, fiabilidad y bajo coste, siendo quizá su único inconveniente el mayor tamaño que presenta, aunque, sus medidas para uso en sistemas domésticos de 1 a 5 kW no suponen gran dificultad a la hora de su instalación en cualquier lugar de la vivienda fotovoltaica conectada a red.
Toda etapa de potencia debe incorporar su correspondiente filtro de salida, cuya misión es el filtrado de la onda por un dispositivo LC, así como evitar el rizado en la tensión recibida de los módulos fotovoltaicos.

 - Control de red. Es la interfase entre la red y el control principal. Proporciona el correcto funcionamiento del sistema al sincronizar la forma de onda generada a la de la red eléctrica, ajustando tensión, fase, sincronismo, etc. 

- Seguidor del punto de máxima potencia (MPPT). Es uno de los factores más importantes en un inversor. Su función es acoplar la entrada del inversor a los valores de potencia variables que produce el generador, obteniendo en todo momento la mayor cantidad de energía disponible, la máxima potencia. 

- Protecciones.Los inversores de conexión a red disponen de unas protecciones adecuadas al trabajo que deben de realizar. Aparte de la normativa genérica de protección contra daños a las personas y compatibilidad electromagnética, que deben de llevar todos los dispositivos eléctricos fabricados y/o comercializados en Europa según normativa de marcado CE, estos equipos suelen incorporar como mínimo las siguientes protecciones:
  • Tensión de red fuera de márgenes
  • Frecuencia de red fuera de márgenes
  • Temperatura de trabajo elevada
  • Tensión baja del generador fotovoltaico
  • Intensidad del generador fotovoltaico insuficiente
  • Fallo de la red eléctrica
  • Transformador de aislamiento (obligatorio)
- Monitorización de datosLos inversores más avanzados utilizan microprocesadores para su funcionamiento que facilitan una cantidad de datos importante, no sólo de los parámetros clásicos (tensión e intensidad de entrada y salida, kWh producidos y suministrados, frecuencia, etc.), sino de otros fundamen­tales en este caso, como pueden ser temperaturas internas de trabajo de los puentes inversores, radiación solar directa y global, temperatura ambiente, 

Debido al elevado coste de las instalaciones solares fotovoltaicas, durante la explotación los inversores deben ofrecer un alto rendimiento y fiabilidad. Dicho rendimiento depende de la variación de la potencia de la instalación, por lo que debe procurarse trabajar con potencias cercanas o iguales a la nominal, puesto que si la potencia procedente de los paneles fotovoltaicos a la entrada del inversor varía, el rendimiento disminuye. 


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viernes, 27 de marzo de 2015

PARÁMETROS DE UN INVERSOR


Los principales parámetros habituales a tener en cuenta en un inversor son: 
  • Tensión nominal (V). Tensión que debe aplicarse en bornes de entrada del inversor.
  • Potencia nominal (VA). Potencia que suministra el inversor de forma continuada.
  • Potencia activa (W). Potencia real que suministra el inversor teniendo en cuenta el desfase entre tensión y corriente.
  • Capacidad de sobrecarga. Capacidad del inversor para suministrar una potencia superior a la nominal y tiempo que puede mantener esa situación.
  • Factor de potencia. Cociente entre potencia activa y potencia aparente a la salida del inversor. En el caso ideal, donde no se producen pérdidas por corriente reactiva, su valor máximo es 1, es decir, estas condiciones son inmejorables para el suministro de corriente del inversor.
  • Eficiencia o rendimiento. Relación entre las potencias de salida y entrada del inversor.
  •  Autoconsumo. Es la potencia, en tanto por ciento, consumida por el inversor comparada con la potencia nominal de salida.
  • Armónicos. Un armónico ideal es una frecuencia de onda múltiplo de la frecuencia fundamental. Tener en cuenta que, sólo a frecuencia fundamental, se produce potencia activa.
  • Distorsión armónica. La distorsión armónica total o THD (Total Harmonic Distortion) es el parámetro que indica el porcentaje de contenido armónico de la onda de tensión de salida del inversor.
  • Rizado de corriente. Pequeña variación que se produce sobre el valor de la onda de corriente alterna al rectificarse o invertir una señal de CC a CA.
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SOMBRAS ENTRE FILAS DE MÓDULOS FOTOVOLTAICOS

Cuando existe un gran número de módulos fotovoltaicos a instalar y no se dispone de mucho espacio, es necesario juntar las filas de paneles y esto puede traer como consecuencia que (especialmente en invierno) se produzcan sombras de una a otra fila. La posibilidad de que en verano puedan darse sombra unas filas a otras es mucho menor, ya que el recorrido del Sol es más alto, y por lo tanto, la sombra arrojada por la fila precedente es más pequeña.


La distancia mínima entre fila y fila está marcada por la latitud del lugar de la instalación, dado que el ángulo de incidencia solar varía también con este parámetro. Supongamos que debemos disponer una serie de módulos solares en fila, tal y como se representa en la fig.* 6, donde a es la altura de los módulos colocados en el bastidor, h la altura máxima alcanzada y d la distancia mínima entre fila y fila capaz de no producir sombras interactivas. 

Una vez que disponemos del valor a, y de la latitud del lugar, estamos en disposición de buscar el factor h. dado por la curva, y seguidamente trasladándonos a la tabla 2, donde quedan representados por un lado el valor de a y por otro el ángulo de inclinación que se va a dar al conjunto, obtener el valor de h. La fórmula que nos da la distancia a; entre filas sucesivas de paneles será: 
d=k.h.



Realicemos un ejemplo suponiendo que debemos disponer 30 módulos fotovoltaicos, de unas dimensiones de 35 cm x 120 cm cada uno, en tres filas consecutivas ocupando el menor espacio posible al disminuir al máximo la distancia entre las mismas. La latitud del lugar de ubicación es de 30° Norte.

El primer paso será distribuir los módulos en tres filas, realizando tres conjuntos de 10 módulos. Las dimensiones de los marcos soporte serán de 1.4 m x 3.5 m, tal y como se puede ver en la figura. La inclinación del conjunto será 50° sobre la horizontal para favorecer la radiación invernal.



Si observamos en la curva k-latitud, el valor de k para una latitud de 30° resulta ser de 1.9. Una vez conocido este valor y sabiendo que el de la variable a es, en este caso, de l.4 m (resultado de sumar la altura del panel más los 20 cm de la pata de la estructura), buscaremos h en la tabla 2 el valor de en la columna de 1.5 m para 50° de inclinación y que resulta ser de 1.14 (tabla 2-bis). Entonces, aplicando la fórmula:
d=k.h

tenemos:
d= 1.9 x 1.14 = 2.16 m
Por lo tanto, la distancia mínima necesaria entre cada fila de paneles será de 2.16 m. De esta manera dispondríamos las tres filas de 10 módulos separadas un mínimo de 2.16 m entre ellas.



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