Conceptos básicos del diseño de sistemas solares fotovoltaicos

Los módulos solares fotovoltaicos son el lugar donde se genera la electricidad, pero son solo una de las muchas partes de un sistema fotovoltaico (PV) completo . Para que la electricidad generada sea útil en un hogar o negocio, se deben implementar otras tecnologías.

ESTRUCTURAS DE MONTAJE 

Los conjuntos fotovoltaicos deben montarse en una estructura estable y duradera que pueda soportar el conjunto y resistir el viento, la lluvia, el granizo y la corrosión durante décadas. Estas estructuras inclinan el conjunto fotovoltaico en un ángulo fijo determinado por la latitud local, la orientación de la estructura y los requisitos de carga eléctrica. Para obtener la mayor producción anual de energía, los módulos en el hemisferio norte están orientados hacia el sur e inclinados en un ángulo igual a la latitud local. El montaje en bastidor es actualmente el método más común porque es robusto, versátil y fácil de construir e instalar. Se siguen desarrollando métodos más sofisticados y menos costosos.

Para los paneles fotovoltaicos montados en el suelo, los mecanismos de seguimiento mueven automáticamente los paneles para seguir al sol a través del cielo, lo que proporciona más energía y mayor retorno de la inversión. Los seguidores de un eje suelen estar diseñados para seguir el sol de este a oeste. Los seguidores de dos ejes permiten que los módulos permanezcan apuntando directamente al sol durante todo el día. Naturalmente, el seguimiento implica mayores costos iniciales y los sistemas sofisticados son más caros y requieren más mantenimiento. A medida que los sistemas han mejorado, el análisis de costo-beneficio favorece cada vez más el seguimiento de los sistemas montados en tierra. 

Fotovoltaica integrada en el edificio

Si bien la mayoría de los módulos solares se colocan en estructuras de montaje específicas, también se pueden integrar directamente en materiales de construcción como techos, ventanas o fachadas. Estos sistemas se conocen como fotovoltaica integrada en edificios (BIPV). La integración de la energía solar en los edificios podría mejorar la eficiencia de los materiales y de la cadena de suministro mediante la combinación de piezas redundantes y reducir el costo del sistema mediante el uso de sistemas de construcción y estructuras de soporte existentes. Los sistemas BIPV podrían proporcionar energía para aplicaciones de corriente continua (CC) en edificios, como iluminación LED, computadoras, sensores y motores, y respaldar aplicaciones de edificios eficientes integradas en la red, como la carga de vehículos eléctricos. Los sistemas BIPV aún enfrentan barreras técnicas y comerciales para su uso generalizado, pero su valor único los convierte en una alternativa prometedora a las estructuras de montaje y materiales de construcción tradicionales.

INVERSORES 

Los inversores se utilizan para convertir la electricidad de corriente continua (CC) generada por los módulos solares fotovoltaicos en electricidad de corriente alterna (CA), que se utiliza para la transmisión local de electricidad, así como para la mayoría de los electrodomésticos de nuestros hogares. Los sistemas fotovoltaicos tienen un inversor que convierte la electricidad generada por todos los módulos o microinversores conectados a cada módulo individual. Un solo inversor generalmente es menos costoso y se puede enfriar y reparar más fácilmente cuando sea necesario. El microinversor permite el funcionamiento independiente de cada panel, lo que resulta útil si algunos módulos pueden estar en sombra, por ejemplo. Se espera que los inversores deban reemplazarse al menos una vez en los 25 años de vida útil de un conjunto fotovoltaico.

Los inversores avanzados, o " inversores inteligentes ", permiten la comunicación bidireccional entre el inversor y la empresa de servicios eléctricos. Esto puede ayudar a equilibrar la oferta y la demanda, ya sea automáticamente o mediante comunicación remota con los operadores de servicios públicos. Permitir que las empresas de servicios públicos tengan esta información (y posibles El control de) la oferta y la demanda les permite reducir costos, garantizar la estabilidad de la red y reducir la probabilidad de cortes de energía.

ALMACENAMIENTO

Las baterías permiten almacenar energía solar fotovoltaica , por lo que podemos usarla para alimentar nuestros hogares por la noche o cuando las condiciones climáticas impiden que la luz del sol llegue a los paneles fotovoltaicos. No sólo se pueden utilizar en los hogares, sino que las baterías desempeñan un papel cada vez más importante en las empresas de servicios públicos. A medida que los clientes devuelven energía solar a la red, las baterías pueden almacenarla para poder devolverla a los clientes más adelante. El mayor uso de baterías ayudará a modernizar y estabilizar la red eléctrica de nuestro país.