Sistemas Solares Fotovoltaicos: Principios y Aplicaciones

Un sistema solar fotovoltaico es una instalación diseñada para convertir la radiación solar en energía eléctrica. De manera general, requiere el acoplamiento de cuatro elementos principales: módulo fotovoltaico, regulador, inversor y baterías. Los sistemas solares fotovoltaicos se destacan por su simplicidad, fácil instalación, modularidad, funcionamiento silencioso, larga vida útil, alta fiabilidad y bajo mantenimiento. Además, la tecnología fotovoltaica genera empleos y utiliza recursos locales, reduciendo la dependencia energética del exterior.

Objetivos de una Instalación Solar Fotovoltaica

El objetivo principal de una instalación solar es maximizar la producción de energía eléctrica. La cantidad de energía solar aprovechable depende de varios factores; algunos se pueden controlar durante el diseño (orientación, inclinación, ubicación de los módulos), mientras que otros, como la ubicación geográfica y las condiciones meteorológicas, están fuera de nuestro control.

Existen dos tipos principales de instalaciones fotovoltaicas:

• Instalaciones aisladas de la red eléctrica: Se utilizan en lugares sin acceso a la red eléctrica convencional. La energía generada se almacena en baterías para su uso posterior.
• Instalaciones conectadas a la red eléctrica: La vivienda o edificio tiene suministro eléctrico convencional, y la energía generada por la instalación fotovoltaica se vende a la red eléctrica.

Los sistemas aislados ofrecen autonomía e independencia de las compañías eléctricas, siendo la opción más económica y ecológica en áreas remotas. Los sistemas conectados a la red son más sencillos, requiriendo solo módulos fotovoltaicos, cableado e inversor, sin necesidad de baterías.

Para lograr la plena incorporación de las instalaciones fotovoltaicas en la sociedad, es necesario superar ciertas barreras:

• Administrativas: Obtener el máximo apoyo de las administraciones.
• Económicas: Reducir los costes de fabricación y el precio final.
• Sociales: Fomentar la difusión y concienciación sobre la necesidad de las energías renovables como solución a los problemas medioambientales.

Componentes de un Sistema Solar Fotovoltaico

• Módulos Fotovoltaicos

  El módulo fotovoltaico es el elemento clave. Su función es captar la energía solar y generar corriente eléctrica. Las células solares, o células fotovoltaicas, están hechas de silicio y pueden ser de tres tipos:

  • Silicio monocristalino: El silicio de las células está formado por un único cristal con una red cristalina uniforme.
  • Silicio policristalino: La cristalización del silicio no es ordenada, resultando en redes cristalinas diferentes en cada cristal.
  • Silicio amorfo o de capa fina: No hay red cristalina, y el material se deposita en capas finas.

• Acumuladores Eléctricos (Baterías)

  Dado que la demanda de energía no siempre coincide con la captación solar, se necesita un sistema de acumulación. Las baterías almacenan la energía en forma de electricidad. Medidas de seguridad para las baterías:

  • Instalar en lugares ventilados.
  • Mantener el nivel de electrolito indicado por el fabricante.
  • Cubrir los bornes con vaselina después de la conexión.

• Regulador

  El regulador controla la carga y descarga de la batería. Evita que los módulos sigan inyectando corriente cuando la batería está llena y proporciona información sobre los parámetros eléctricos de la instalación (tensión, intensidad, estado de carga de las baterías, etc.).

• Inversor (Convertidor o Rectificador)

  Adapta la corriente generada en los módulos a las condiciones de consumo. Se denomina inversor al que transforma corriente continua (CC) en corriente alterna (CA), convertidor al que transforma CA en CC, y rectificador al que transforma CC en CC. Generalmente, el inversor se conecta a la salida del regulador, aunque puede conectarse directamente a los bornes de la batería si tiene control de descarga.