Replanteo y funcionamiento de instalaciones solares fotovoltáicas. ENAE0108. Ramón Guerrero Pérez

      El motor funciona con CA, ya que se encuentra conectado a un inversor (3). Se trata de un sistema de acumulación, ya que un regulador (2) está conectado entre el panel (1) y la batería (4).

      5.2. Funcionamiento y configuración de una instalación fotovoltaica conectada a red

      Son instalaciones donde la totalidad de energía generada por el campo fotovoltaico se suministra a la red general de distribución.

      Estas instalaciones no poseen baterías ni reguladores, aunque sí inversores. Estos inversores deben tener las siguientes características:

      1 Disponer de un sistema de medida para la energía consumida y suministrada.

      2 Ser capaz de interrumpir o reanudar el suministro, dependiendo del estado de los captadores solares.

      3 Adaptación, de la CA producida, a la fase de la red.

      5.3. Almacenamiento y acumulación

      Las necesidades energéticas no siempre coinciden en el tiempo con la captación de energía solar, por lo que se hace necesario disponer de un sistema de almacenamiento eléctrico que haga frente a la demanda, cuando exista poca o nula radiación solar, así como a la producción solar, en momentos de consumo mínimo. Los elementos encargados del almacenamiento de electricidad en el ámbito fotovoltaico, son las baterías o acumuladores.

       Definición

       Pilas y acumuladores

      Son elementos capaces de convertir la energía producida en una reacción química (interna) en corriente eléctrica. Ambos funcionan de forma similar, con la diferencia de que los acumuladores se pueden recargar simplemente aplicando una diferencia de potencial entre sus electrodos.

      Hay que destacar que la fiabilidad general de la instalación solar dependerá, en gran medida, del sistema de acumulación, por lo que es un elemento cuyas características es necesario tener muy en cuenta. Algunas de las características de los acumuladores son:

      1 Capacidad: es la cantidad de electricidad que puede almacenar el acumulador, puede calcularse mediante la descarga total de una batería que esté inicialmente cargada al máximo. La capacidad de un acumulador se mide en Amperios-hora (Ah) para un determinado tiempo de descarga, por ejemplo, una batería de 130 Ah es capaz de entregar 130 A en una hora o 13 A en diez horas.

      2 Eficiencia de carga: es la relación que existe entre la energía empleada para cargar la batería y la que realmente se almacena. Una eficiencia del 100 % significa que toda la energía empleada para cargar la batería es la que puede suministrar en su descarga.

      3 Autodescarga: es el proceso natural por el cual el acumulador “pierde” energía almacenada sin estar funcionando.

      4 Profundidad de descarga: se denomina profundidad de descarga al porcentaje de energía que un acumulador (inicialmente cargado) ha perdido en una descarga. Como ejemplo, si una batería totalmente cargada de capacidad 100 Ah sufre una descarga de 20 Ah, esto significa una profundidad de descarga del 20 %. Evidentemente, cuanto menos profundos sean los ciclos de carga/descarga, mayor será la duración del acumulador.

      5.4. Funcionamiento y configuración de una instalación de apoyo con pequeño aerogenerador y/o grupo electrógeno

      Las instalaciones fotovoltaicas que se complementan con aerogeneradores y/o grupo electrógenos, se denominan instalaciones de apoyo, aunque también se conocen como híbridas, debido a la naturaleza “múltiple” de la producción eléctrica generada (eólica, solar, etc.). A continuación, se muestran algunas configuraciones típicas de este tipo de instalaciones.

       Definición

       Aerogeneradores

      Son generadores que producen electricidad a partir del movimiento de una hélice accionada por el viento.

       Grupos electrógenos

      Son máquinas que mueven un generador de electricidad a través de un motor de combustión interna.

       Instalación eólico – fotovoltaica con aerogenerador en CA

      En la siguiente imagen se muestra el esquema de una instalación solar fotovoltaica con apoyo de un aerogenerador en CA.

       Instalación eólico – fotovoltaica con aerogenerador en CC

      En este caso también se muestra el esquema de una instalación solar fotovoltaica con apoyo de un aerogenerador, pero este último funcionando en CC (ausencia de inversor en su salida).

       Instalación fotovoltaica con grupo electrógeno

      En la siguiente imagen se puede observar el esquema de una instalación solar fotovoltaica con apoyo de un grupo electrógeno.

      5.5. Sistemas de protección y seguridad en el funcionamiento de las instalaciones

      Las instalaciones solares fotovoltaicas, como cualquier otra instalación eléctrica, deben contar con los correspondientes sistemas y elementos de protección, los cuales deben garantizar la seguridad del usuario frente a contactos eléctricos, así como la integridad de la propia instalación.

       Protecciones y puesta a tierra de las instalaciones fotovoltaicas

      Las instalaciones fotovoltaicas deben presentar aparatos de maniobra y protección para un correcto funcionamiento, por lo que suelen disponer (en una caja precintada) de elementos que permitan desconectarse, en caso de existir fenómenos perturbadores que así lo aconsejen.

      Las protecciones son establecidas por el REBT (Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión), que enuncia la necesidad de que la instalación disponga de:

      1 Un interruptor general magnetotérmico en la parte de CA, con una intensidad de corte determinada y accionamiento manual.

      2 Un interruptor diferencial en las partes de CC y CA, que proteja de los posibles defectos de tierra.

      3 Un interruptor de corte automático, cuya desconexión esté asociada a las magnitudes, controladas por una serie de relés.

      En las instalaciones fotovoltaicas conectadas a red, es necesario diferenciar entre la parte de alterna y continua. En la parte de corriente alterna, el neutro del transformador debe estar conectado a tierra, y las masas metálicas de la instalación, conectadas a otra toma de tierra diferente a la anterior. En la parte de continua, los conductores activos del generador fotovoltaico deben estar aislados con respecto a tierra.