Energía solar fotovoltaica para todos 2ed

Por Pedro García Martín

Ahorrar dinero en la factura de la electricidad, mejorar el medio ambiente y ser autosuficientes hasta el punto de olvidar por completo a las compañías eléctricas puede parecer algo inalcanzable. No obstante, gracias a los contenidos de este libro y la app Android que lo acompaña para el diseño y la instalación de sistemas de energía solar fotovoltaica, está más cerca que nunca de conseguirlo.

Tanto si quiere dedicarse profesionalmente al diseño y la instalación de sistemas de energía solar fotovoltaica como hacer un uso personal de esa tecnología, con este manual tomará una posición aventajada ante el gran desarrollo que va a experimentar el sector en los próximos años.

Este libro se lo pone fácil: sus 54 casos prácticos van desde planteamientos sencillos hasta instalaciones complejas, con equipamientos y detalles reales, y se acompañan con más de 200 ilustraciones, esquemas y circuitos. Además, incluye la app Android SOLARPE PRO, que facilita el diseño y la instalación de sistemas de energía solar fotovoltaica, pues realiza todos los cálculos matemáticos y selecciona las características de los componentes del sistema.

SOLARPE PRO ha sido reconocida por el MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts) como la aplicación más innovadora en junio de 2016. También ha sido galardonada con el Premio SIMO Educación 2016 y con el Premio Francisco Giner de los Ríos en 2018.

La versión actual de SOLARPE PRO, que se facilita en este libro, incorpora nuevas funciones que la convierten en la herramienta definitiva para el diseño y la puesta en práctica de instalaciones fotovoltaicas. Mediante SOLARPE PRO y con la ayuda de este libro:
· Conectará con la base de datos de la NASA para verificar los parámetros del lugar de la instalación.
· Conocerá la inclinación de los paneles para un uso más eficiente del sistema.
· Medirá la inclinación de los paneles solares y los orientará según la dirección óptima.
· Determinará la distancia entre paneles para evitar sombras.
· Calculará los parámetros de todos los componentes y conductores en función de las cargas y de los días de autonomía, para los Sistemas Aislados, OFF GRID.
· Realizará una estimación de la energía generada en función de los paneles, para los Sistemas Conectados a Red, ON GRID.

La energía solar va a experimentar un importante desarrollo en los próximos años. Ahora las instalaciones fotovoltaicas se encuentran al alcance de todos. Hágase con este libro y la app SOLARPE PRO que lo acompaña, y consiga resultados eficientes en sus diseños e instalaciones.

• Idioma: Español
• Editorial: Marcombo
• Fecha de lanzamiento: 18 ene 2022
• ISBN: 9788426734518

Vista previa del libro

CAPÍTULO 1. Tipos de instalaciones solares fotovoltaicas

Illustration OBJETIVOS:

•Aprender o recordar los conceptos fundamentales y básicos sobre electricidad.

•Conocer los tipos fundamentales de instalaciones solares fotovoltaicas.

•Aprender las características y el esquema básico de estas instalaciones.

1.1. Conceptos eléctricos básicos

Este libro pretende dar a conocer al público en general los sistemas de energía solar fotovoltaica. Además, al mismo tiempo se proporciona y se utiliza una aplicación para teléfonos móviles Android que permite el diseño y la instalación de estos sistemas a nivel particular o profesional.

No son necesarios conocimientos previos para entender los contenidos de este libro, aunque es conveniente conocer unos conceptos básicos sobre electricidad que se exponen a continuación.

La corriente eléctrica es un movimiento de electrones a través de un conductor.

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Cuando los electrones circulan en un solo sentido, la corriente eléctrica se denomina corriente continua. Este tipo de corriente es la que proporcionan los paneles solares o las baterías.

En cambio, la corriente alterna es aquella en la que los electrones cambian alternativamente su sentido de circulación. Podríamos decir que los electrones van y vienen, cambiando su sentido de forma repetida y muy rápida. Corriente alterna es la que proporcionan las compañías eléctricas suministradoras, y es con la que funcionan la mayoría de los electrodomésticos convencionales.

Dentro de la electricidad hay cuatro magnitudes fundamentales que serán manejadas en este libro:

•Tensión: Se expresa en voltios (V) y nos indica la diferencia de electrones que hay entre dos puntos de un circuito, como por ejemplo entre los bornes de una batería. Podemos decir que una batería de 24 voltios tiene el doble de electrones entre sus polos positivo y negativo en comparación con una batería de 12 voltios.

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•Intensidad de corriente: Se expresa en amperios (A) y nos indica la cantidad de electrones que van pasando por un punto del circuito en cada unidad de tiempo. Si comparamos la corriente eléctrica con una corriente de agua, la intensidad serían los litros de agua que van pasando por la cañería en cada segundo.

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•Potencia eléctrica: Nos indica la capacidad que tiene un aparato eléctrico para producir un trabajo. Se expresa en vatios (W). Por ejemplo, si hablamos de lámparas led, una lámpara led de 10 vatios nos dará el doble de luz que una lámpara led de 5 vatios.

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En corriente continua la potencia se obtiene multiplicando la tensión por la intensidad.

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•Energía eléctrica: Es la cantidad de potencia consumida por unidad de tiempo. Las compañías eléctricas utilizan la energía para facturarnos la electricidad, multiplicando en cada momento la potencia conectada por el tiempo de conexión. Por ejemplo, si mantenemos encendido un aparato de 1500 vatios (1.5 KW) durante dos horas, habremos consumido una energía de 3 KWh (kilovatios hora). En España el precio del KWh va cambiando para cada día, pero podemos estimar un precio medio de 0.18 € por cada KWh consumido.

Los paneles fotovoltaicos nos van a producir energía eléctrica, en lugar de consumirla, y la energía producida se calcula de la misma forma. Por ejemplo, si tenemos un conjunto de paneles con una potencia total de 4000 vatios (4 KW) y a lo largo de un día tenemos una media de 5 horas de máxima radiación solar, podemos deducir que ese día los paneles habrán producido 20 KWh de energía eléctrica.

Illustration REGLA PRÁCTICA PARA LA CONEXIÓN DE PANELES FOTOVOLTAICOS:

Todos los paneles que se conecten en serie deben ser iguales.

Cuando los paneles se conectan en serie, forman un grupo (string) con tensión igual a la suma de las tensiones individuales de los paneles y con intensidad igual a la intensidad de cada panel.

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Se pueden conectar en paralelo varios grupos (strings), pero todos deben ser iguales.

Cuando conectamos en paralelo varios grupos (strings), la tensión resultante es la misma de cada uno de ellos, y la intensidad total será la suma de las intensidades de los grupos en paralelo.

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Illustration CASO PRÁCTICO 1

Con paneles solares como el de la figura, diseñar un campo solar de 60 voltios y 30 amperios.

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En primer lugar, formamos un grupo serie (string) para obtener la tensión deseada:

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A continuación, conectamos en paralelo grupos como el anterior, hasta conseguir la intensidad requerida. Como se desea obtener 30 amperios y cada grupo da 6 amperios, serán necesarios 5 grupos conectados en paralelo:

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1.2. Tipos de instalaciones solares fotovoltaicas

Las instalaciones de energía solar fotovoltaica pueden ser fundamentalmente de dos tipos:

•INSTALACIONES AISLADAS. También se conocen como OFF GRID. Se prescinde completamente de la red de suministro eléctrico. Son adecuadas para lugares aislados a los que no llegan las compañías eléctricas.

Para tener electricidad en ausencia de luz solar deben incorporar baterías.

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•INSTALACIONES CONECTADAS A RED. También se conocen como ON GRID o instalaciones de autoconsumo.

No son necesarias baterías porque cuando no hay sol se toma la energía eléctrica de la red de suministro.

Se puede vender a la red el excedente de energía generada.

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CAPÍTULO 2. Componentes de las instalaciones solares fotovoltaicas

Illustration OBJETIVOS:

•Conocer los componentes más importantes de las instalaciones solares fotovoltaicas.

•Diferenciar los tipos de paneles solares.

•Conocer los tipos de reguladores de carga.

•Aprender las diferentes tecnologías que existen actualmente en las baterías.

•Estudiar los tipos de inversor y sus aplicaciones más adecuadas.

•Conocer las protecciones específicas a emplear en las instalaciones solares fotovoltaicas.

•Aprender los esquemas de los principales tipos de instalaciones fotovoltaicas, distinguiendo sus componentes y comprendiendo su funcionamiento.

2.1. Paneles solares

A partir de la luz solar producen energía eléctrica en forma de corriente continua con polaridad positiva y negativa.

Los paneles solares más utilizados están compuestos por células fotovoltaicas, que pueden fabricarse a partir de diferentes tecnologías.

2.1.1. Paneles monocristalinos

Están compuestos por células fotovoltaicas monocristalinas interconectadas entre sí y protegidas bajo una cubierta de cristal con un marco generalmente metálico.

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Las células monocristalinas son las más caras y difíciles de fabricar, pero consiguen eficiencias de hasta el 22 %, aunque con temperaturas elevadas se reduce ligeramente su eficiencia.

Estas células solares tienen un color azul homogéneo.

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2.1.2. Paneles policristalinos

Estos paneles están formados por células fotovoltaicas policristalinas conectadas eléctricamente y ensambladas bajo una cubierta de cristal.

Las células policristalinas son más baratas y fáciles de fabricar, y consiguen eficiencias en torno al 16 %. Con temperaturas elevadas presentan una pérdida de eficiencia mayor que las células monocristalinas.

En la superficie de las células policristalinas se distinguen diferentes cristales con distintos tonos de azul.

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Tanto las células fotovoltaicas monocristalinas como policristalinas han mejorado su eficiencia en los últimos años, y además los fabricantes de paneles solares han implementado nuevas tecnologías de fabricación para conseguir mayor potencia.

Una de las tecnologías incorporadas es la PERC, que consiste en situar una lámina reflectante por debajo de la capa de silicio de la célula.

En una célula solar convencional la luz solar es absorbida por la capa inferior de aluminio que se encuentra bajo la capa de silicio. Sin embargo, en una célula PERC, una parte de la luz solar es reflejada hacia el silicio produciendo así más energía eléctrica.

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Los fabricantes de paneles también están incorporando la tecnología de media célula (HALF CELL), de forma que las células que forman parte del panel son más pequeñas y se reduce la corriente que pasa por ellas, disminuyendo así apreciablemente las pérdidas por resistencia térmica. Además, estos paneles no pierden totalmente su eficacia cuando se ven afectados por pequeñas sombras, como puede ocurrir en paneles convencionales.

Otra de las recientes tecnologías utilizadas en la fabricación de paneles es la MBB (Multi Bus Bar), que aumenta las líneas de conexión entre las células, reduciendo así las pérdidas por resistencia eléctrica y aumentando la estabilidad del panel en su conjunto.

Todos estos avances han contribuido a aumentar la potencia eléctrica de los paneles fotovoltaicos. Así, por

Comentarios para Energía solar fotovoltaica para todos 2ed

[PASCAL CLASES PARTICULARES · Calificación: 1 de 5 estrellas]

aQUIÉN PUBLICÓ ME PODRÍA AYUDAR CON EL LIBRO POR FAVOR PÒRQUE SCRIBD YA NO PERMITE DESCARGAR POR CARGAR O COMPARTIR OTROS LIBROS. GRACIAS