Upload
alexis-espinoza
View
251
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
El presente curso de Energía solar fotovoltaica ha sido diseñado especialmente para saber los conocimientos basicos de un sistema solar. En él se tratarán los aspectos teóricos y prácticos básicos de la tecnología fotovoltaica (FV), utilizando un lenguaje sencillo y acompañando cada tema con gráficos, tablas y fotos.El objetivo principal del curso es poner a disposición de los beneficiarios del proyecto un conocimiento básico acerca de los fundamentos de la tecnología fotovoltaica a través de un enfoque práctico del tema, desarrollando únicamente los puntos más relevantes del aspecto teórico. De este modo, al finalizar el curso, el beneficiario habrá adquirido conocimientos acerca de la tecnología fotovoltaica, sus posibilidades, restricciones y usos. A su vez será capaz de revisar e inspeccionar Proyectos que cuentes con esta tecnología, detectando posibles errores en el cálculo de materiales o exceso de consumo
Citation preview
1
MANUAL DE FUNCIONAMIENTO DE SISTEMAS SOLARES
Desarrollado por: Alexis Espinoza Nahuelpán Ingeniero Electrónico
2
Contenido PROLOGO ............................................................................................................................. 3
1.- INTRODUCCIÓN ............................................................................................................. 4
1.1 Como Vivir Con Un Sistema Solar ............................................................................ 5
1.2 ¿Cómo se utiliza la Energía del Sol? ...................................................................... 6
1.3 Diferencias entre la energía solar fotovoltaica y térmica. ..................................... 6
1.4 Conceptos de Electricidad y Energía Solar. ........................................................... 8
A. Panel Solar: ............................................................................................................ 8
B.- Radiación solar: . ................................................................................................... 9
D.- Energía Eléctrica:. ................................................................................................. 10
E.- Potencia: ................................................................................................................. 10
F.- Batería:. ................................................................................................................... 11
2.0 Funcionamiento de un sistema Solar Fotovoltaico ............................................................ 12
2.1 COMPONENTES DE UN SISTEMA SOLAR .................................................................. 14
¿Qué electrodomésticos puedo utilizar con mi kit?................................................................... 17
3.0 CUIDADOS DE UN SISTEMA SOLAR FOTOVOLTAICO.............................................. 18
3.2.Monitor de Baterías ................................................................................................................. 23
3.3.Funcionamiento del Controlador de Carga .......................................................................... 24
3.4. Funcionamiento del Inversor ................................................................................................. 26
4. Seguridad en el sistema solar .................................................................................................. 27
4.1. Protecciones ............................................................................................................................ 27
4.3 Mantenimiento bajo condiciones climáticas......................................................................... 28
Buenas Prácticas ............................................................................................................................ 28
Reemplazo de componentes ........................................................................................................ 28
3
PROLOGO
El presente curso de Energía solar fotovoltaica ha sido diseñado especialmente para el Departamento de Obras Portuarias ( DOP) , del ministerio de obras Publicas (MOP) Valdivia. En él se tratarán los aspectos teóricos y prácticos básicos de la tecnología fotovoltaica (FV), utilizando un lenguaje sencillo y acompañando cada tema con gráficos, tablas y fotos. El objetivo principal del curso es poner a disposición de los beneficiarios del proyecto un conocimiento básico acerca de los fundamentos de la tecnología fotovoltaica a través de un enfoque práctico del tema, desarrollando únicamente los puntos más relevantes del aspecto teórico. De este modo, al finalizar el curso, el beneficiario habrá adquirido conocimientos acerca de la tecnología fotovoltaica, sus posibilidades, restricciones y usos. A su vez será capaz de revisar e inspeccionar Proyectos que cuentes con esta tecnología, detectando posibles errores en el cálculo de materiales o exceso de consumo
4
1.- INTRODUCCIÓN
Este manual proporciona información sobre los aspectos más relevantes en el diseño de proyectos de sistema fotovoltaico (FV) para ser implementados en iluminación o en consumos de enchufes, con el propósito de reconocer el funcionamiento de la Energia Solar Fotovoltaica. Un sistema FV, es una planta productora de energía eléctrica silenciosa y respetuosa con el medio ambiente. Elegir un sistema FV constituye igualmente un gesto significativo en favor de la responsabilidad ecológica y de la energía sostenible. La tecnología FV jugará también un rol importante en el abastecimiento de nuestras necesidades energéticas en el futuro. No debe olvidarse, antes de revisar sus sistemas, realizar una lectura del manual de funcionamiento para un mejor interacción con los proyectos de energía solar ¡La energía más económica y ecológica es la que no se consume! Esta guía: • Le dará una explicación básica de cómo funcionan los sistemas FV; • Describirá los componentes principales de los sistemas FV; • Le ofrecerá ideas sobre diseño y mantención de un sistema FV .
5
1.1 Como Vivir Con Un Sistema Solar
El Sol es una fuente de energía abundante e inmediatamente disponible. Un sistema fotovoltaico, más familiarmente conocido como paneles solares, captura la energía solar y la convierte en electricidad aprovechable.
Sistemas fotovoltaicos simples alimentan muchos artículos de bajo consumo, como calculadoras y relojes de pulsera. Sistemas más sofisticados alimentan satélites de comunicaciones y bombas de agua, y también aparatos eléctricos y luces en casas y lugares de trabajo. Los sistemas FV (fotovoltaicos) son una fuente de energía renovable que puede instalarse fácilmente, incluso en casas ya construidas.
6
1.2 ¿Cómo se utiliza la Energía del Sol?
Se entiende por energía solar fotovoltaica, aquella que aprovecha la radiación (LUZ
SOLAR) producida por los rayos del Sol para la generación de energía eléctrica.
Ventajas de Energía solar:
La ENERGIA SOLAR es una fuente de una energía renovable y “limpia”.
son sistemas silenciosos, limpios y respetuosos con el medio ambiente.
Ahorro en el traslado de energía, puesto que se encuentran cerca del punto de consumo.
Los paneles fotovoltaicos instalados en las viviendas, requieren un mínimo mantenimiento
ofreciendo un gran periodo de vida útil, con lo que se amortiza en un breve periodo de
tiempo. En definitiva, su uso ofrece un suministro de energía continuo y fiable sin tener que
depender de las fuentes de energía convencional.
Inconvenientes:
El principal inconveniente de este tipo de energía surge a la hora de captar la luz solar, ya
que este factor no es algo que se presente de manera constante, y que varía
cuantiosamente dependiendo de la hora del día, la época del año y de la situación
geográfica de la instalación.
1.3 Diferencias entre la energía solar fotovoltaica y térmica.
Aunque las dos energías utilizan la radiación solar, la térmica aprovecha el calor del Sol
mientras que la fotovoltaica convierte la luz en electricidad
La térmica se emplea fundamentalmente para calentar un fluido, que a su vez sirve para la
producción de agua caliente sanitaria, para calentar piscinas, para la climatización de edificios
y para otras aplicaciones industriales.
7
La electricidad de origen fotovoltaico sirve para alimentar motores, otros aparatos
eléctricos o para ser vertida a la red eléctrica.
Energías solar térmica Energía solar eléctrica
Colector Solar Panel solar
Función: Calentar agua con el Sol Función: producir electricidad con el sol
Una diferencia importante entre ambas es que la térmica se almacena en depósitos de agua,
mientras que la fotovoltaica en baterías, que son más caras y menos eficientes.
8
1.4 Conceptos de Electricidad y Energía Solar. Para entender el funcionamiento de un sistema solar, es necesario reconocer la definición
de algunos términos usados en este manual, con el propósito de relacionar conceptos de
Consumo Energético, Gastos energéticos, Magnitudes Eléctricas, y las partes de un
sistema Fotovoltaico.
A continuación de definen los términos utilizados un Sistema solar Foto-eléctrico.
A. Panel Solar: También llamados paneles fotovoltaicos, son unos equipos
construidos con materiales especial tipo cristal (silicio ) que transforman la energía
Solar en energía eléctrica
9
B.- Radiación solar: Es la cantidad de energía disponible producida por el SOL. Cada
ciudad del mundo dispone de distinta radiación solar, está muy relacionado con el clima
del lugar.
Ejemplo: El norte tiene alta radiación solar y por mucho tiempo en el año, en
cambio el sur dispone de radiación baja y por poca cantidad de tiempo. Con eso
podemos suponer que cantidad de energía podemos producir con los paneles
solares.
C.- Electricidad: La electricidad es una de las principales formas de energía usadas en el
mundo actual. Sin ella no existiría la iluminación conveniente, ni comunicaciones de radio
y televisión, ni servicios telefónicos, y las personas tendrían que prescindir de aparatos
10
eléctricos que ya llegaron a constituir parte integral del hogar.
D.- Energía Eléctrica: La Energía eléctrica es
causada por el movimiento de las cargas
eléctricas en el interior de los materiales
conductores. Esta energía produce,
fundamentalmente, 3 efectos: luminoso, térmico
y magnético.
Ej.: La transportada por la corriente eléctrica
en nuestras casas y que se manifiesta al
encender una bombilla.
E.- Potencia: Potencia es la velocidad a la que se consume la energía. Si la energía
fuese un líquido, la potencia sería los litros por segundo que vierte el depósito que
lo contiene. La potencia se mide en joule por segundo (J/seg) y se representa con la
letra “P”.
Un J/seg equivale a 1 watt (W), por tanto, cuando se consume 1 joule de potencia
en un segundo, estamos gastando o consumiendo 1 watt de energía eléctrica.
Ejemplo: 1 ampolleta consume entre 60 y 100 watt, en una hora
1 televisor consume 150 watt, en una hora
1 Refrigerador consume 200 watt, en una hora
11
F.- Batería: La función prioritaria de las baterías en un sistema de generación
fotovoltaico es la de acumular la energía que se produce durante las horas de luz
para poder ser utilizada en la noche o durante
períodos de mal tiempo.
o Descarga de baterías: La profundidad
de descarga es la relación entre la
Energía que tiene la batería disponible
para entregar, Vs la energía que
realmente entrega
Cuanto mayor es la descarga, menor es el número de ciclos de carga que la batería
puede tener
G.- Regulador: Dispositivo encargado de proteger a la batería
frente a sobrecargas y sobredescargas profundas.
El regulador de tensión controla constantemente el estado de
carga de las baterías y regula la intensidad de carga de las
mismas para alargar su vida útil. También genera alarmas en
función del estado de dicha carga.
12
2.0 FUNCIONAMIENTO DE UN SISTEMA SOLAR
FOTOVOLTAICO
El funcionamiento de un Sistema Fotovoltaico se logra mediante el siguiente proceso:
La luz solar entra sobre la superficie del Panel Solar fotovoltaico, 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 con la función de enviar a toda o
parte de esta energía hasta el banco de baterías en donde es almacenada, cuidando que
no se excedan los limites de sobrecarga y sobredescarga. En sistemas FV conectados a
la red, no se usan bancos de baterías.
PARTES DEL SISTEMAS SOLARES FOTOVOLTAICOS
El Sistema fotovoltaico domiciliario (SFD), produce energía eléctrica directamente de la radiación
solar. La función básica de convertir la radiación solar en electricidad la realiza el modulo
fotovoltaico. La corriente producida por el modulo fotovoltaico es corriente continua a un voltaje
que generalmente es de 12V (Voltios), dependiendo de la configuración del sistema puede ser de
24V ó 48V.
La energía eléctrica producida se almacena en baterías, para que pueda ser utilizada en cualquier
momento, y no sólo cuando está disponible la radiación solar. Esta acumulación de energía debe
estar dimensionada de forma que el sistema siga funcionado incluso en periodos largos de mal
tiempo y cuando la radiación solar sea baja (por ejemplo, cuando sea un día nublado). De esta
forma se asegura un suministro prácticamente continuo de energía.
13
El regulador de carga es el componente responsable de controlar el buen
funcionamiento del sistema evitando la sobrecarga y descarga de la batería, proporcionando
alarmas visuales en caso de fallas del sistema. Así se segura el uso eficiente y se prolonga su vida
útil.
El Sistema Fotovoltaico Domiciliario (SFD) permite la alimentación autónoma de equipos de
iluminación, refrigeradores de bajo consumo, radio, televisor. Garantizando un servicio de energía
eléctrica ininterrumpido, de larga vida útil y con el mínimo mantenimiento. Este sistema está
conformado básicamente de un modulo fotovoltaico (generador fotovoltaico), una batería
(sistema de acumulación), un regulador de carga (equipo de control) y las cargas
14
2.1 COMPONENTES DE UN SISTEMA SOLAR
N° NOMBRE DEL COMPONENTE
Características
1
Los paneles solares reciben la energía del sol y la convierten en corriente continua.
Los paneles fotovoltaicos están formados por numerosas celdas que convierten la luz en electricidad. La luz recibida por el panel produce corriente continua CC y debe ser transformada a corriente alterna CA.
2
El Regulador o Controlador de carga recibe la corriente producida por los paneles. Este controla el voltaje de la energía y la envía a las baterías para cargarlas mientras los paneles reciben luz solar.
Toma la energía producida por los paneles y la lleva de manera eficiente hacia las baterías para que ésta sea acumulada.
Las baterías almacenan la corriente. Luego, esta corriente sale de las baterías hacia el Inversor
Su objetivo es acumular la energía producida por los paneles. Esta energía llega desde los paneles a las baterías a través del controlador de carga.
4
El Inversor toma la corriente almacenada en las baterías para convertirla en Corriente Alternay a su vez, elevar el voltaje a 220V.
Convierte la corriente continua CC producida por el panel en corriente alterna CA, para poder ser utilizada por nuestros electrodomésticos.
15
2.2 Conexiones de un Sistema solar fotovoltaico
Para poder hacer uso de la energía del sol se debe instalar todo un sistema que sea capaz de transformar la radiación solar en energía eléctrica que pueda abastecer una vivienda o un grupo de ellas. A continuación se presentan los componentes necesarios para el sistema fotovoltaico.
16
2.3 Recomendación:
En época de invierno es bueno ser eficiente con la utilización de energía para no
sobrepasar el consumo, sobre la producción.
¿Cuánta energía produce mi kit cada mes?
En la siguiente tabla se entrega un
detalle de la energía eléctrica que
el kit instalado puede producir mes
por mes:
consumo electrico
energia producida
NOTA: Esta tabla nos demuestra que durante los meses de mayo, junio y julio, el sistema fotovoltaico generará menos energía debido a la poca luminosidad del periodo de invierno.
17
¿Qué electrodomésticos puedo utilizar con mi kit?
En la siguiente tabla, se entrega una lista detallada, con su cuadro de carga, de los
equipos que pueden ser utilizados con el kit que ha sido instalado:
Cantidad
Artefacto Potencia Total [Watt]
Uso Diario [horas]
Consumo [Wh/día]
1 Aserradero con máquinas y luz
1.022 0,5 511
1 Congelador 200 3 600
2 Luz en cocina y comedor 44 4 176
1 Máquina de coser en pieza 300 0,5 150
1 Luz en pieza 22 4 88
2 Camping con 2 ampolletas 44 4 176
Totales 1.632 1.701
NOTA: El sistema fue diseñado para utilizar todos los electrodomésticos anteriormente listados. Para su buen uso.
18
3.0 CUIDADOS DE UN SISTEMA SOLAR FOTOVOLTAICO
3.1 Celdas fotovoltaicas
Como hemos definido anteriormente, una celda fotovoltaica es el componente que capta la energía contenida en la radiación solar y la transforma en una corriente eléctrica, basado en el efecto fotovoltaico que produce una corriente eléctrica cuando la luz incide sobre algunos materiales. Las celdas fotovoltaicas son hechas principalmente de un grupo de minerales semiconductores, de los cuales el silicio, es el más usado. El silicio se encuentra abundantemente en todo el mundo porque es un componente mineral de la arena. Sin embargo, tiene que ser de alta pureza para lograr el efecto fotovoltaico, lo cual encarece el proceso de la producción de las celdas fotovoltaicas. Una celda fotovoltaica tiene un tamaño de 10 por 10 centímetros y produce alrededor de un vatio a plena luz del día. Normalmente las celdas fotovoltaicas son color azul oscuro. La mayoría de los paneles fotovoltaicos consta de 36 celdas fotovoltaicas. Generalmente las celdas fotovoltaicas están protegidas mediante una cubierta posterior de aluminio o madera y una pared frontal de vidrio antirreflectante.
MANTENIMIENTO DE LOS SISTEMAS SOLARES FOTOVOLTAICOS
Es bien sabido que el mantenimiento preventivo evita fallas o averías y, por tanto, aumenta la
disponibilidad técnica de un sistema. Por supuesto, el mantenimiento preventivo tiene un costo.
Toma tiempo y algo de dinero realizar actividades de mantenimiento (limpieza, cambio de aceite,
reparaciones menores, etc.). Por lo general, hay una medida óptima de mantenimiento. Los costos
de mantenimiento preventivo aumentan en proporción al grado de mantenimiento que se lleve a
cabo. Cuando ha habido poco o ningún mantenimiento, los costos por reparaciones son altos;
cuando el mantenimiento aumenta, los costos por reparaciones disminuyen drásticamente. ¡Por lo
tanto, las primeras actividades de mantenimiento son las más baratas!
Ejemplo:
No se acostumbra limpiar el vidrio de un sistema solar diariamente, pero limpiarlo una vez cada dos
años no es suficiente. Lo óptimo sería limpiar el módulo solar con una frecuencia de varias veces al
19
año a una vez al mes, dependiendo de las condiciones locales (polvo, lluvia, etc.). Por
lo tanto, el fabricante deberá establecer qué tipo de mantenimiento se requiere, cómo debe llevarse
a cabo y con qué frecuencia.
Para el caso de los sistemas solares domiciliarios (SSD) en zonas rurales, prácticamente todas las
actividades de mantenimiento preventivo son realizadas por los usuarios. Por lo tanto, es muy
importante instruir a los usuarios cuidadosamente. Para ello, es esencial contar con un manual del
usuario o un manual de mantenimiento, con el fin de enseñar a los usuarios acerca de cómo operar
y dar mantenimiento a sus sistemas. En el caso de sistemas más complicados (alumbrado público,
sistemas FV más grandes, instalaciones de bombeo FV), el usuario no podrá realizar todas las
actividades de mantenimiento por sí mismo. En esos casos, se necesitará la ayuda de un técnico
experimentado.
Este capítulo está dedicado a mostrar las actividades de mantenimiento preventivo que se deben
realizar a un SSD. Asimismo, estas actividades podrán ser parte de un manual del usuario.
Mantenimiento del módulo solar
Limpieza de los módulos
Lavar el modulo cada mes con agua y un trapo suave hasta sacar toda la suciedad y luego
secar con un trapo suave para no rayarlos. Se debe hacer al amanecer o al anochecer,
cuando los módulos no están calientes.
Verificar la orientación del arreglo.
Verificar que el arreglo esté bien ajustado y fijo.
Inspeccionar que las conexiones estén limpias (limpiar la corrosión si la hubiere)
y bien ajustadas.
Evitar sombras
No permitir la presencia de objetos sobre el módulo.
No plantear árboles cerca del módulo, ya que con el tiempo podrían llegar a sombrearlos.
Sobre su funcionamiento
Controlar periódicamente que el ángulo de inclinación no cambie.
Confirmar que no haya proyección de sombras de objetos cercanos en ninguna sector del
modulo, desde que sale el sol, hasta que se pone.
Examinar que todas las conexiones estén ajustadas convenientemente y sin indicios de
oxidación, suciedad o acumulación de insectos.
Asegurar que las conexiones entre el modulo y regulador; estén bien y que no hayan
sufrido deterioro durante el tiempo transcurrido apretando los bornes si es necesario,
asegurando que los cables estén bien apretados.
20
Para las cajas de conexiones a la intemperie, se recomienda emplear silicona
para evitar la corrosión.
Inspeccionar los módulos y ver si hay celdas descoloridas, rotas o módulos despegándose.
Aspectos eléctricos
Medir la corriente máxima de corto circuito (Isc) empleando un amperímetro. Debe ser
proporcional a la radiación. La corriente medida debe ser igual a la información técnica del
módulo.
Medir la tensión máxima de circuito abierto (Voc) empleando un voltímetro. Debe disminuir
con la temperatura de la celda. Estimar la temperatura de operación de la celda (NOCT, en
inglés). Calcular el Voc correspondiente y comparar con la ficha técnica.
RECOMENDACIONES
No arrojar piedras cerca del modulo, no permitir jugar con la pelota.
No jale ni cuelgue objetos en los cables eléctricos, que van desde el modulo hasta el
regulador.
Por ningún motivo debe desconectar el modulo.
No mueva los módulos de su sitio, si esto sucede oriéntelo adecuadamente hacia el norte,
inclínelo de acuerdo a la latitud del lugar.
Por ningún motivo debe desconectar el módulo.
El vidrio de la cubierta del módulo es suficientemente fuerte para resistir lluvia, granizo, pero no es irrompible, por lo tanto usted debe cuidar que no le tiren objetos o manipulen la parte frontal
21
3.2 Batería Debido a que la radiación solar es un recurso variable, en parte previsible (ciclo día-noche), en parte imprevisible (nubes, tormentas); se necesitan equipos apropiados para almacenar la energía eléctrica cuando existe radiación y para utilizarla cuando se necesite. El almacenamiento de la energía eléctrica producida por los módulos fotovoltaicos se hace a través de las baterías. Estas baterías son construidas especialmente para sistemas fotovoltaicos. Las baterías fotovoltaicas son un componente muy importante de todo el sistema pues realizan tres funciones esenciales para el buen funcionamiento de la instalación: • Almacenan energía eléctrica en periodos de abundante radiación solar y/o bajo consumo de energía eléctrica. Durante el día los módulos solares producen más energía de la que realmente se consume en ese momento. Esta energía que no se utiliza es almacenada en la batería. • Proveen la energía eléctrica necesaria en periodos de baja o nula radiación solar. Normalmente en aplicaciones de electrificación rural, la energía eléctrica se utiliza intensamente durante la noche para hacer funcionar tanto lámparas o bombillas así como un televisor o radio, precisamente cuando la radiación solar es nula. Estos aparatos pueden funcionar correctamente gracias a la energía eléctrica que la batería ha almacenado durante el día. • Proveen un suministro de energía eléctrica estable y adecuado para la utilización de aparatos eléctricos. La batería provee energía eléctrica a un voltaje relativamente constante y permite, además, operar aparatos eléctricos que requieran de una corriente mayor que la que pueden producir los paneles (aún en los momentos de mayor radiación solar). Por ejemplo, durante el encendido de un televisor o durante el arranque de una bomba o motor eléctrico. Características eléctricas de las baterías.
Resistencia interna: es la resistencia eléctrica de sus componentes internos, así como una resistencia virtual que dependerá del receptor que conectemos a la batería, y que es lo que provoca la auto-descarga de la batería. Este factor aumenta durante el proceso de descarga, el envejecimiento de la batería y las bajas temperaturas.
Rendimiento: es la relación que existe entre la energía que suministra durante un ciclo de descarga determinado, y la cantidad de energía necesaria para volver a llenar por completo la batería después de esa descarga. Este valor viene expresado en tanto por ciento, y evidentemente nunca es del 100%, ya que siempre se producen pérdidas de energía debidas a la resistencia interna de la propia batería.
22
Se podría decir entonces que este valor es inversamente proporcional a la resistencia interna.
Vida útil: la vida útil de una batería no se mide en años, si no en la cantidad de ciclos de carga-descarga que es capaz de realizar hasta que deja de ser útil. Este factor disminuye con la temperatura de trabajo. Dicho esto se entiende que es algo positivo que la batería trabaje a bajas temperaturas, cosa que es cierta hasta cierto punto, ya que una temperatura demasiado baja podría provocar la congelación del electrolito (ácido). Lo mejor para solucionar ambas cosas es mantener la batería en un nivel de carga lo más alto posible, de esta manera la podremos situar en un entorno de un temperatura media, sin preocuparnos de su nivel interno de temperatura que se mantendrá en unos niveles más o menos óptimos.
Capacidad: es la cantidad de energía que es capaz de entregar cuando se descarga. Este valor viene dado en amperios-hora, esto es así debido a que la capacidad de una batería varía según la rapidez con la que se produzca el ciclo de descarga.
Auto-descarga: debido a su resistencia interna, la batería se comporta como un receptor consumiendo pequeñas cantidades de energía. Por eso si tenemos una batería inutilizada durante un largo periodo de tiempo, es posible que al intentar volver a utilizarla nos la encontremos completamente descargada. Este factor también depende de la temperatura, aumentando con ésta.
Velocidad de carga y descarga: las corrientes de carga y descarga se especifican con unos términos que indican la descarga completa en un período continuo de 1h. Estos términos son C y sus múltiplos y submúltiplos nos indican diferentes velocidades de carga y descarga, pej: C/10, descarga en 10h, C/100 descarga en 100h...
3.2.1. Mantenimiento de la batería Revisar el reloj de la batería (Meter) donde
se podrá ver el estado diario de carga de la
batería.
Recomendación:
Revisar el indicador en forma
diaria en los meses de invierno y
días nublados, para no exceder la
energía ocupada
Revisar antes de realizar una
actividad donde se necesite ocupar
mucha energía: Ocupar taladro,
herramientas eléctricas, etc.
Mantenga Los bornes engrasados
para evitar la sulfatación y
asegurar un buen contacto con las
conexiones que se realicen.
Las baterías sin mantenimiento no necesitan adición agua destilada.
Limpiar los bornes con una lija suave, si estuviera sucio o sulfatado.
Mantenga limpia la batería.
Es aconsejable mantener las
baterías lo más cargadas
posible, ya que esto
aumentará su vida útil.
23
3.2.2. Monitor de Baterías La pantalla del monitor de la batería puede ser vista
desde el exterior del gabinete. Los botones + y - pueden
ser utilizados para navegar por la pantalla para
seleccionar los datos.
El SOC significa “estado de carga”. Se recomienda que el
dato "SOC" esté siempre visible en la pantalla para su
lectura. El SOC no debe ser nunca inferior a 50%. Si el
SOC se está acercando al 60%, se recomienda disminuir
los consumos y poner atención a las condiciones
climáticas, como por ejemplo: muchos días nublados.
SÍMBOLO DESCRIPCIÓN UNIDAD
V Voltaje Batería: Esta lectura es útil para hacer una estimación aproximada del estado de carga de la batería.
V
I Corriente: Esto representa la corriente real que están consumiendo los artefactos.
A
CE Energía Consumida: representa la energía total que ha sido consumida desde las baterías y lo expresa en Amper hora (Ah).
Ah
SOC
Estado de Carga: Esta es la mejor manera de controlar el estado de carga actual de la batería. Esta lectura representa la cantidad de energía restante en la batería. Una batería completamente cargada se indica con un valor del 100%. Una batería completamente descargada se puede representar por un valor de 0,0 %.
%
TTG Tiempo restante: es una estimación de en cuánto tiempo la batería se apagará. Se conoce así el estado de carga actual de la batería y su necesidad de recargarse.
hr
24
3.3 Regulador o controlador de carga Este es un dispositivo electrónico, que controla tanto el flujo de la corriente de carga proveniente de los módulos hacia la batería, como el flujo de la corriente de descarga que va desde la batería hacia las lámparas y demás aparatos que utilizan electricidad. Si la batería ya está cargada, el regulador interrumpe el paso de corriente de los módulos hacia ésta y si ella ha alcanzado su nivel máximo de descarga, el regulador interrumpe el paso de corriente desde la batería hacia las lámparas y demás cargas. Existen diversas marcas y tipos de reguladores. Es aconsejable adquirir siempre un regulador de carga de buena calidad y apropiado a las características de funcionamiento (actuales y futuras) de la instalación fotovoltaica. También, se recomienda adquirir controladores tipo serie con desconexión automática por bajo voltaje (LVD) y con indicadores luminosos del estado de carga. Estas opciones permiten la desconexión automática de la batería cuando el nivel de carga de ésta ha descendido a valores peligrosos. Generalmente, el regulador de carga es uno de los elementos más confiables de todo sistema fotovoltaico, siempre y cuando se dimensione e instale correctamente.
3.3.a Funcionamiento del Controlador de Carga
El controlador de carga se alimenta directamente de la batería, si el controlador de carga
está encendido, la pantalla debiese mostrar la siguiente información:
IN es la tensión de entrada de los paneles fotovoltaicos.
Batt es el voltaje de las baterías.
Watts es la potencia instantánea que los paneles están produciendo.
Amps es la corriente instantánea que los
paneles están produciendo.
kWh es la energía total acumulada que los
paneles han producido.
Menús del controlador de carga
Regulador de carga inversor
25
Presione “MAIN MENU”.
Pulse los botones derecho e izquierdo para ver los diferentes menús.
Para volver al pantalla de estado empuje botón “STATUS”.
Para reiniciar el controlador de carga, cambiar el interruptor CC a la posición "off",
esperar 10 segundos y cambiar el interruptor a la posición "on".
El cable suelto que viene del controlador es para sacar información del controlador de
carga, por el personal encargado del mantenimiento.
Atención: Para electrodomésticos más grandes como refrigeradores, televisores, lavadoras, secadoras y otros compuestos por grandes motores o cuyo consumo eléctrico sea mayor, los sistemas fotovoltaicos no son los más apropiados, puesto que para satisfacer ese tipo de equipos se necesitarían muchos paneles que encarecerían demasiado su costo.
3.3.b Mantenimiento del regulador
Las tareas de mantenimiento del regulador, a cargo del mismo usuario, son mínimas y están
relacionadas principalmente con el funcionamiento correcto de sus indicadores luminosos
Además se recomienda, en un eventual caso de falla, verificar las conexiones de los cables de
modulo, de la batería y de la carga. Normalmente un regulador tiene 2 señales luminosas que
informan el estado de la batería:
LED Luminoso Color Rojo
Indica voltaje bajo de la batería, la batería se encuentra en carga y por tanto, está recibiendo
corriente desde el modulo. Usted deberá reducir sus consumos al mínimo o de lo contrario, en
breve, se interrumpirá el suministro de energía a los consumos cuando el voltaje se encuentra por
debajo de un valor critico más de 10 segundos, se produce la desconexión del consumo con el fin
de proteger la batería contra sobredescarga, el consumo no se restaurará hasta que la batería
alcance la medio carga.
LED Luminoso Color Verde:
Indica que la batería se encuentra en un estado próximo al de plena carga y que los módulos
fotovoltaicos están entregando corriente. Usted podrá utilizar sus consumos sin restricción, si bien
el tiempo de operación del sistema dependerá del uso racional que de estos haga.
RECOMENDACIONES
Tenga cuidado con el regulador
No debe extraer el regulador del sistema. Podría causar graves daños a la batería
No permite que el regulador se moje por ningún motivo
26
No manipular el equipo
A. No sacar nuevos cables del regulador ni hacer otras conexiones
B. Nunca abra la caja del regulador, ni haga manipulaciones en su interior.
C. El regulador controla automáticamente el sistema. Ahora bien, cuando la luz roja está encendida
espere que la batería tenga buena carga pues en caso contrario podría dañar irremediablemente la
batería.
3.4 Inversor de voltaje Tal como lo dice su nombre, los inversores de voltaje transforman la corriente continua (CC) de baja tensión (12V, 24V, 32V 36V ó 48V) en corriente alterna (AC) de alta tensión (110V, 220V). El cambio de voltaje es necesario dado que los aparatos eléctricos se alimentan de uno u otro tipo de corriente. Como referencia, la gran mayoría de los aparatos eléctricos presentes en hogares y oficinas requieren de corriente alterna. Los inversores de voltaje presentes en un sistema fotovoltaico transforman la corriente continua generada en los paneles solares en corriente alterna para que pueda ser utilizada por los distintos aparatos eléctricos. Una vez que la corriente continua entra al inversor de voltaje, ya sea proveniente de la celda solar o desde una batería de ciclo profundo, ésta es conducida al transformador que se encuentra almacenado dentro del inversor de voltaje. El inversor de voltaje de una u otra manera “burla” al transformador forzando a la corriente continua a actuar como si fuese corriente alterna. Esto se logra mediante la interrupción permanente de la corriente continua; pasándola a través de dos o más transistores que se encienden y apagan continuamente. Los sistemas fotovoltaicos sirven principalmente para proveer electricidad para equipos de bajo consumo eléctrico tales como lámparas, radios, computadores, planchas, hervidores, microondas, pequeños televisores, etc.
3.4. a Funcionamiento del Inversor
La luz verde indica que el inversor está funcionando correctamente.
Corte por Sobrecargas
Sí se producen 3 sobrecargas por sobre la capacidad de este y por un tiempo de
30 segundos el inversor se apagará.
Para reiniciar el inversor, apague el inversor mediante el interruptor BATERÍA,
espere 5 segundos y vuelva a encenderlo.
Corte por Bajo Voltaje
27
Si el voltaje de la batería cae por debajo de 23 V, el sistema
AUTOMATICAMENTE se apagará y volverá cuando éste suba a 25 V.
Si esto ocurriese lo único que se puede hacer es observar el porcentaje de carga o
el voltaje de las baterías en la pantalla del medidor de baterías.
4. Seguridad en el sistema solar
Para asegurar el correcto funcionamiento del equipo y evitar los riesgos de accidente, se
deben tener en cuenta los siguientes puntos:
NO MANIPULAR los conectores de los paneles fotovoltaicos.
NO EXCAVAR O PERFORAR el suelo cerca de la estructura de los paneles ya
que es posible dañar la tubería que conduce los cables hacia el gabinete.
SÓLO UN ADULTO AUTORIZADO que conozca el sistema debe abrir el gabinete
MANTENER SIEMPRE el gabinete cerrado y con llave.
NUNCA MANIPULAR las baterías.
4.1. Protecciones
Para que el equipo funcione correctamente todos los interruptores deben estar en la
posición "on".
Hay 4 interruptores en el gabinete. Tres de ellos son interruptores de corriente continua y
uno es de corriente alterna. Una descripción de cada interruptor sigue a continuación.
FV: Este interruptor protege el circuito entre los paneles solares y el controlador de
carga.
CC: Este interruptor protege el circuito entre el regulador de carga y las baterías.
BATERÍA: Este interruptor protege el circuito entre la batería y el inversor.
SALIDA CASA: Este interruptor protege el circuito entre el inversor y la casa.
"Apagar" los interruptores en el orden
siguiente:
1. SALIDA CASA
2. BATERÍA
3. CC
4. FV
"Encender" los interruptores en el orden
siguiente:
1. BATERÍA
2. CC
3. FV
4. SALIDA CASA
28
4.3 Mantenimiento bajo condiciones climáticas
El sistema está adaptado para soportar las inclemencias del tiempo la estructura y los
paneles no debiesen tener ningún problema, por las condiciones de aislamiento de los
equipos si fuese necesario abrir el gabinete en presencia de lluvia se debe tener
cuidado de que no ingrese agua al interior.
Buenas Prácticas
El sistema debe estar en constante observación del nivel de carga en las baterías, con
este dato es posible cuidar la energía almacenada.
El sistema está diseñado para un tipo de consumo específico por lo que conectar otros
artefactos sería perjudicial para el buen funcionamiento.
Utilizar los equipos de mayor consumo como herramientas en el horario del día en que
mejor sea la radiación solar.
Los paneles deben mantenerse lo más limpio posible para producir la máxima cantidad
de energía. Para limpiar los paneles se puede usar un trapeador y agua. Tenga
cuidado de no rayar el cristal de los paneles, ya que esto reducirá en gran medida su
rendimiento.
Es importante revisar periódicamente que el interior del gabinete se mantenga libre de
insectos o animales que pudiesen ser perjudiciales para el desempeño del sistema.
Reemplazo de componentes
En caso de ocurrir un problema con alguno de los componentes estos deberán ser
atendidos por algún técnico especializado. NUNCA intente reemplazarlos o arreglarlos
ya que existe alto riesgo de descarga eléctrica