Esquema eléctrico de instalación de placas solares fotovoltaicas

Te descubrimos cómo se estructura un sistema de energía solar. Te explicamos cómo es el esquema eléctrico de instalación de placas solares fotovoltaicas, sus componentes y sus conexiones.

Componentes del sistema fotovoltaico

1. Paneles solares

Estos dispositivos convierten la luz solar en electricidad mediante el efecto fotovoltaico. Los paneles vienen en varias tecnologías, como monocristalino y policristalino, cada una con sus propias eficiencias y costos. Es esencial seleccionar el tipo de panel adecuado según el clima y la orientación del sitio de instalación.

2. Inversor

El inversor convierte la corriente continua (DC) generada por los paneles solares en corriente alterna (AC), que es la que se usa en la mayoría de las redes eléctricas domésticas. Hay varios tipos de inversores, incluyendo inversores de cadena, microinversores y sistemas de inversores híbridos. La elección dependerá de la escala del sistema y de las necesidades específicas de la instalación.

3. Baterías (opcional)

Se utilizan para almacenar energía para su uso cuando la producción solar no es suficiente para cubrir la demanda, como durante la noche o en días nublados. Las tecnologías de baterías más comunes incluyen el plomo-ácido y el ion-litio, cada una con diferentes capacidades, ciclos de vida y costos. Implementar un sistema de almacenamiento puede aumentar la autosuficiencia de un hogar y proporcionar energía de respaldo en caso de cortes de energía.

4. Regulador de carga

Controla el flujo de electricidad desde los paneles solares hacia las baterías y previene tanto la sobrecarga como la descarga excesiva, que pueden dañar las baterías. Además, muchos reguladores modernos ofrecen funcionalidades adicionales como monitorización y control remoto del sistema.

5. Contadores y monitores

Estos dispositivos pueden proporcionar información detallada sobre la producción de energía, el consumo y la eficiencia del sistema. Algunos sistemas avanzados incluso permiten la gestión remota a través de aplicaciones móviles.

Conexiones del sistema fotovoltaico

Cada una de las siguientes conexiones debe ser diseñada y ejecutada cuidadosamente para asegurar la seguridad, la eficiencia y la durabilidad del sistema fotovoltaico. Además, es crucial realizar una inspección y mantenimiento regulares para asegurar que todas las conexiones y componentes funcionen correctamente y de manera segura.

1. ¿Cómo se conectan los paneles solares al inversor?

Serie y paralelo: los paneles suelen conectarse en serie para aumentar el voltaje hasta el nivel requerido por el inversor. En algunos casos, se utilizan conexiones paralelas para aumentar la corriente. Combinar conexiones en serie y paralelo permite ajustar la salida de energía para maximizar la eficiencia del inversor.
Cableado y protección: el cableado desde los paneles al inversor debe ser de un calibre adecuado para manejar la corriente máxima esperada. Además, se deben instalar dispositivos de protección, como fusibles y disyuntores, para proteger contra cortocircuitos y sobrecargas.

2. ¿Cómo se conecta el inversor a la red eléctrica doméstica?

Una vez que el inversor ha convertido la energía de DC a AC, esta se dirige hacia el panel eléctrico principal de la casa.

Integración con el hogar: la energía pasa a través de un medidor de producción, que registra la cantidad de electricidad generada. Desde aquí, se distribuye para alimentar dispositivos y aparatos dentro del hogar.
Conexión a la red: si el sistema está configurado para la conexión a red, cualquier exceso de energía se envía a la red eléctrica a través de un medidor bidireccional que puede registrar la energía que se envía y recibe de la red. Esto es fundamental para sistemas con tarificación neta o venta de excedentes.

3. ¿Cómo se conecta el inversor a las baterías a través del regulador de carga?

Regulación de la carga: el regulador de carga controla el flujo de energía hacia y desde las baterías, asegurando que se carguen de manera óptima y no se sobrecarguen o descarguen demasiado, lo cual podría dañarlas.
Priorización de energía: en algunos sistemas, el regulador puede priorizar el uso de la energía almacenada antes de tomar energía de la red, lo que maximiza el uso de la energía solar generada.

Elementos de seguridad

Implementar estas medidas de seguridad no solo protege la inversión en el sistema solar, sino que también garantiza la seguridad de quienes operan y mantienen la instalación. Un sistema bien diseñado y seguro es clave para maximizar la eficiencia y la vida útil del proyecto solar.

1. Protecciones eléctricas

Disyuntores: estos dispositivos son esenciales para proteger el sistema eléctrico contra sobrecorrientes que pueden ser causadas por fallos en el equipo o anomalías externas. Los disyuntores detectan y cortan la corriente cuando supera un umbral seguro, evitando así daños en el sistema y riesgos de incendio.
Fusibles: actúan como una protección adicional donde los disyuntores podrían no ser suficientemente rápidos. Se funden y cortan el circuito si la corriente supera un límite predefinido, proporcionando una barrera contra las sobrecargas que podrían dañar el equipo electrónico sensible.
Interruptores de Circuito de Falla a Tierra (GFCI): para instalaciones que podrían interactuar con agua (como en estructuras al aire libre o en azoteas), los GFCI detectan desbalances entre la entrada y la salida de corriente, indicando una fuga a tierra. Estos interruptores cortan inmediatamente la alimentación para prevenir electrocuciones.

2. Sistemas de desconexión

Desconectores de AC y DC: estos interruptores permiten aislar partes del sistema para mantenimiento o en caso de emergencia. Los desconectores de DC se colocan entre los paneles solares y el inversor, mientras que los de AC se encuentran entre el inversor y la red eléctrica/la carga de la casa.
Desconexión automática: algunos sistemas modernos incluyen funcionalidades de desconexión automática que se activan bajo ciertas condiciones anormales, protegiendo así contra fallas potencialmente peligrosas sin intervención humana.

3. Señalización y barreras de protección

Etiquetado adecuado: todas las partes del sistema, especialmente aquellas que pueden presentar un riesgo eléctrico, deben estar claramente etiquetadas con advertencias y especificaciones eléctricas. Esto incluye voltaje, corriente y direcciones de flujo de energía.
Barreras físicas: en lugares donde el acceso a componentes eléctricos podría ser peligroso, se deben instalar barreras físicas o cubiertas protectoras para evitar el contacto accidental, especialmente en lugares accesibles al público o donde trabajan no electricistas.

4. Mantenimiento y inspección regular

Revisión periódica: el sistema debe ser inspeccionado regularmente por profesionales cualificados para asegurarse de que todos los componentes funcionen correctamente y que las protecciones estén activas y en buen estado.
Documentación y formación: es crucial que todo el personal que trabaje con o cerca del sistema fotovoltaico esté adecuadamente formado sobre los procedimientos de seguridad y tenga fácil acceso a la documentación técnica del sistema.

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