Como funciona un sistema solar eléctrico

Aprovechamiento de la luz solar para accionar nuestras vidas

Los sistemas fotovoltaicos nos ayudan a utilizar un número extenso de artículos, desde las calculadoras pequeñas a satélites de comunicación, las señales de tráfico en la carretera, los hogares, las escuelas, y los almacenes de compras.  

Los sistemas fotovoltaicos también llamados (PV) por sus siglas en inglés, trabajan por energía ligera que se convierte en electricidad.  “Foto” viene de la palabra griega luz, mientras que “voltaico” se refiere a la producción de electricidad.  

Los bloques básicos de esta clase de sistema solar son celdas fotovoltaicas.  Estos son pedazos pequeños, finos y cuadrados que están formados de un material semiconductor que normalmente es silicio.  Cuando la luz golpea una celda, genera una pequeña cantidad de electricidad, de típicamente 1 a 2 watts. Estas celdas ligadas unas con otras formas los módulos fotovoltaicos que pueden producir grandes cantidades de electricidad.

 

 

Componentes de un Sistema típico Fotovoltaico

 

La mayoría de los sistemas fotovoltaicos residenciales consisten de estos componentes:
 
Módulos Fotovoltaicos  que usualmente consisten en paneles ligeros con marcos de metal y una superficie de vidrio templado que protege las celdas fotovoltaicas de la lluvia, nieve y granizo.  Los módulos son típicamente de 60 cm a 1.20 m de ancho y 1.20 m a 2 m de largo, y producen entre 60 y 260 watts de electricidad.  
 
En años recientes, los manufactureros han encontrado nuevas configuraciones, como tejas solares que hacen dos labores a la misma vez (más acerca de las tejas más adelante).  Los módulos están cableados unos con otros para formar una colección de módulos.  Estas colecciones de módulos varían en tamaño de 10 m2 a 100 m2 o más para sistemas grandes.  El tamaño de dicha colección de módulos depende de varios factores, incluyendo cuanta energía se quiere producir y el área disponible a utilizar entre otras cosas.  
 
 
Las estructuras de montaje previenen que el viento se lleve los módulos fotovoltaicos que están atados a ellos.  También sostienen los módulos en un ángulo óptimo para recibir la máxima cantidad de luz solar.  La mayoría de las estructuras son simples y de acero o aluminio anclados al techo en una posición fija.  
 
Los Módulos también pueden estar sujetos al suelo a través de un poste o diferentes estructuras que se pueden utilizar para fijarlas al suelo.  Seguidores solares pueden añadirse para que los módulos vayan siguiendo de manera más eficiente la luz solar.  Estos seguidores pueden añadir la producción solar hasta un 25%.  Al añadir partes movibles con controles electrónicos, también se añade el costo y puede decrecer la confiabilidad y el correcto funcionamiento del sistema a través de los años.  Si usted requiere más producción puede ser más efectivo añadir paneles en lugar de dichos seguidores solares.
 
 
Inversores son máquinas que toman la corriente directa (DC) que es producida cuando la luz solar pega en un módulo y la convierte en corriente alterna (AC) que es la necesaria para nuestras casas y aparatos.  La mayoría de los sistemas cablean los módulos a un inversor montado en un lado de la casa o en el garaje.  
 
En los últimos años han salido al comercio la manufactura de micro-inversores que se añaden de manera individual a cada módulo fotovoltaico;  estas compañías dicen que sus micro-inversores incrementan la producción global de cada módulo y por tanto del sistema entero.  El beneficio añadido de utilizar micro-inversores es que si algo le sucediera a uno de ellos, el resto del sistema continúa con su producción. 
 
 
 
Algunos sistemas incluyen un banco grande de baterías que guardan la electricidad.  La mayoría de las personas en la actualidad que instalan sistemas solares eléctricos tratan de omitir el uso de baterías ya que añaden miles de dólares al costo del sistema.    Siga leyendo para conocer los pros y las contras de tener bancos de baterías.
 

¿Interconexión a CFE o no?

 

En regiones lejanas donde no llega el servicio de CFE, un sistema llamado “Isla” o un sistema fotovoltaico independiente puede que sea menos costoso que llevar cables hasta donde uno se pudiera conectar al servicio de la compañía eléctrica.  Con estos sistemas “Islas” la casa está alimentada en su totalidad por los módulos fotovoltaicos, con un banco de baterías para guardar cualquier exceso de electricidad para su uso cuando el sol no este brillando.
 
 
La mayoría de sistemas fotovoltaicos residenciales están conectados a la red.  Esto les da un respaldo de energía cuando el sol no este brillando y les permite suministrar cualquier exceso de producción de vuelta a la red eléctrica de la compañía.  El medidor de nuestra casa que eventualmente tendrá que ser reemplazado por un medidor bidireccional por CFE, mide no solo el consumo sino también la producción que hay del sistema fotovoltaico.
 
 
En México, CFE no nos paga por cualquier exceso que podemos tener en la producción de energía pero si es el caso de que tengamos un saldo a favor de producción, nos mantiene con un crédito a favor el cual podremos utilizarlo durante los siguientes 12 meses.  Es por esta razón que la práctica habitual es no producir más de nuestro uso esperado anualmente.
 
 
Otra consideración para aquellos que estamos interconectados a la red es si queremos tener la certeza de tener un respaldo de energía durante períodos de corte de servicio.  Si es su caso, tendrá que añadir baterías a su sistema.  Cuando ocurran dichos paros de servicio, la compañía eléctrica requiere que automáticamente se apague el sistema fotovoltaico para seguridad de los trabajadores de la compañía eléctrica.
 

Construyendo soluciones integradas fotovoltaicas

 

Aparte de la primer generación de sistemas descritos con anterioridad, otros sistemas fotovoltaicos empiezan a estar disponibles los cuales se integran a los edificios en vez de ser estructuras que descansan sobre los techos; algunos hasta toman el lugar de los materiales de los edificios como las tejas de los techos o ventanas.  Estos productos conocidos como Sistemas Fotovoltaicos Integrados, no han estado mucho tiempo en el comercio como lo han estado los sistemas tradicionales, así es que si decide ir por esta ruta, sería muy conveniente que hiciera una investigación más a fondo para revisar la calidad de los productos que satisfagan sus necesidades.
 
 
Tejas Solares.  Estas se parecen muchísimo a las tejas tradicionales y se convierten en parte del techo.  Su costo es mayor a paneles tradicionales pero si piensa en cambiar su techo y necesita tejas, sus precios pueden empezar a parecer más accesibles.
 
 
Laminados Fotovoltaicos.  Esta tecnología de film delgado cuenta con un tipo de pegamento como en las calcomanías donde se desprende su papel protector y se pega el film al techo que tradicionalmente es de metal.  Esta tecnología tiene un costo comparable con los paneles tradicionales pero su instalación normalmente es menos laboriosa si usted cuenta con un techo de metal.
 
 
Vidrio Solar.  Utilizado en domos, ventanas, toldos, marquesinas e inclusive en paredes, el vidrio solar (también conocido como acristalamiento solar) está hecho con celdas semi-transparentes laminadas entre paneles de vidrio.  Genera electricidad y permite al mismo tiempo el paso de una pequeña cantidad de luz a través de ellos.  En estos momentos el vidrio solar es mucho más caro comparado con los paneles tradicionales pero sus precios deben de bajar paulatinamente.