Componentes de una instalación fotovoltaica

En este artículo repasaremos los componentes de las instalaciones fotovoltaicas, de esta forma todos sabremos qué es cada aparato y su funcionamiento en la instalación.

 

• Paneles fotovoltaicos.

El panel fotovoltaico es el elemento captador de la radiación solar y el encargado de transformar la energía solar en electricidad mediante el efecto fotovoltaico. La gran mayoría suelen estar formados por 60 o 72 células fotovoltaicas de silicio, conectadas en serie. Las células están divididas por diodos de bypass para proteger de puntos calientes y tener un mejor rendimiento del módulo.

Estos transforman la radiación solar en energía eléctrica gracias al efecto fotovoltaico produciendo así corriente continua que pasará por el inversor para convertir la electricidad en corriente alterna y poderla consumir en el domicilio.

Los paneles pueden ir conectados entre sí en serie o en paralelo dependiendo de las necesidades de las instalaciones.

Un cristal preparado para la transmisión de radiación solar protege la parte frontal. Este cristal ha pasado pruebas de resistencia a golpes y durabilidad, pero recordemos que no deja de ser un cristal y se tiene que tratar con cuidado.

La parte posterior está formada por un polímero termoplástico que protege las células de las adversidades atmosféricas.

El transporte y manejo de los paneles solares tiene que ser cuidadoso.

 

Dentro de los paneles existen diferentes tipos de tecnología que aumentan el rendimiento de la placa dando como resultado una mayor producción por cada panel Fotovoltaico.

Tecnología Perc (Passivated Emitter Rear Cell). Esta tecnología posee una capa reflectante en la parte trasera del módulo fotovoltaico que refleja de nuevo hacia la célula los fotones que atraviesan dicha célula aumentando así su eficiencia. Esta tecnología hace que la luz sobrante rebote y se pueda recuperar, por el contrario, los paneles sin esta tecnología no pueden aprovechar este sobrante. Esto permite una mayor eficiencia de las células en comparación con las placas convencionales aumentando su rendimiento, en este aspecto el fabricante Longi posee el record de eficiencia en células mono cristalinas PERC con un 23,6%.

Tecnología Half Cell. Se la puede llamar de diferentes formas; célula partida, célula cortada o medias células, esto significa el corte y conexión de múltiples células divididas y distribuidas en el mismo espacio que las células convencionales generando varias ventajas respecto a las células convencionales.

• La corriente que circula por la célula se divide en dos partes reduciendo así las pérdidas por resistencia térmica generando una mayor potencia del salida del módulo Half Cell que ronda entre 5-10 W más que los paneles con tecnología convencional.
• Este sistema reduce el daño al panel por el efecto Punto Caliente ya que reduce la temperatura de la c´lula a 25º.
• Estos paneles disponen de dos series de string conectadas internamente dividiendo en dos la producción evitando la perdida total de producción del módulo debido a sombras o diferentes efectos atmosféricos teniendo sólo perdidas puntuales de producción ya que cada mitad del panel puede funcionar de forma autónoma.
• Esta tecnología tiene un gran compatibilidad con otras tecnologias de alta eficiencia como puede ser la tecnología PERC entre otras.

En este sentido en Masters in Solar solemos recomendar los panels con estas tecnologías ya que disponemos un amplio catalogo para poder adaptarnos a las exigencias y necesidades de cada cliente.

 

 

• Estructura.

Es la parte donde irán anclados los paneles solares. Estas estructuras están formadas por aluminio anodizado que funciona como aislante.

Hay diferentes tipos de estructuras dependiendo del tipo de tejado del que se disponga, ya sea inclinado, plano, metálico etc.

También hay estructuras no metálicas como los solarblocks los cuales disponen de anclajes para la correcta sujeción del panel.

Cubiertas inclinadas:

Para la correcta colocación de la estructura en el tejado, se realizan unos agujeros perforando en unos casos la teja y forjado y en otros levantando la teja y perforando solo el forjado, en estos casos se colocará un salva teja que como su nombre indica no es necesario perforar en la teja. Este sistema funciona levantando una teja donde ha de ir la estructura anclada llegando al forjado de la vivienda y perforando para la posterior colocación de los tornillos anclando así el salva teja al tejado.

Una vez colocado dicho mecanismo se vuelve a colocar la teja en su sitio dejando una parte del salva teja a la vista que es donde irán anclados los perfiles que forman la estructura para la posterior colocación de los paneles fotovoltaicos.

 

 

 

En el caso de no utilizar salva teja y perforar la teja, se utilizarán unas varillas especiales como anclaje, una vez hecho los agujeros para las varillas se rellena de taco químico y estas se incorporan rápidamente para el correcto secado del taco químico y tener una perfecta sujeción de los perfiles. Las varillas llevan una goma de PDM que se coloca para impedir el paso del agua, posteriormente alrededor del agujero realizado y la varilla se procede a colocar una capa de Sica que impermeablita dichos agujeros.

 

Los perfiles son la parte metálica de la estructura en los cuales se incorporan unos soportes con su tornillería anclándolos a las varillas anteriormente colocados conformando así la correcta instalación de la estructura.

 

 

Cubierta plana:

En cubiertas planas se suelen utilizar sistemas con lastre evitando perforaciones. En algunos casos si se considera necesario se perforará o anclará la estructura a la cubierta.

Estos sistemas son estructuras que ofrecen la inclinación adecuada al panel.

 

• Inversor.

El inversor es el aparato eléctrico encargado de convertir la energía que generan los paneles en corriente continua en corriente alterna para que se pueda consumir en las viviendas.

Otra función que ofrece el inversor es la distribución de la producción. Normalmente siempre intentara cubrir la demanda de la vivienda con la energía generada. Si tenemos excedentes, dependiendo de a que tipología de instalación nos acogemos cargaremos baterías, inyectaremos a la red o perderemos este sobrante.

Los inversores son aparatos bien diseñados y bien protegidos. Están preparados para al intemperie y cada día con mejores diseños.

Existen tres tipos de inversores:

Inversores de Cadena, son aquellos que se conectan a un circuito de paneles solares, ya sea en serie o en paralelo ya que disponen de varias entradas para varios circuitos. Cada circuito o string en serie tiene la misma intensidad y se suman sus voltajes mientras que en paralelo se suma la intensidad teniendo el mismo voltaje de salida, normalmente se conectan en serie ya que proporciona mayor voltaje que es el que necesitamos para generar un mayor autoconsumo.

Los inversores en cadena son los más baratos de las tres opciones, tienen un mantenimiento sencillo y fácil conexión con el circuito y se pueden instalar o dentro de casa o a la intemperie, un sitio de fácil acceso elegido por el cliente. Se suelen recomendar para instalaciones con una buena radiación solar y sin sombras.

Microinversores, en estos casos no hay un inversor central como en el caso anterior si no que cada módulo tiene conectado un microinversor, esto permite que cada placa trabaje autónomamente del resto del circuito reduciendo las pérdidas que pueda haber por sombras con respecto a los inversores en cadena generando así más producción eléctrica con la misma potencia instalada. Al conectarse directamente a cada módulo no es necesario un inversor central ya que convierte directamente la corriente continua a alterna a la salida de la placa. En contra tienen un mayor coste ya que cada placa instalada necesita uno de ellos, haciendo así también su mantenimiento más complejo al estar instalado con los paneles solares.

Optimizadores de Potencia, este es un sistema hibrido ya que ha de disponer de un inversor central o en cadena. Cada módulo se conecta a un optimizador de potencia y estos se conectan entre ellos en serie, este sistema tiene un coste intermedio entre los dos sistemas anteriores.

Este sistema tiene las mismas ventajas que los microinversores ya que cada placa trabaja de forma independiente no afectando a todo el circuito si hay algún módulo con sombras u otro fallo de funcionamiento, tienen una capacidad de monitorización individual conociendo en todo momento que panel falla del circuito para su posible cambio o mantenimiento. Como en el caso anterior también tiene una mayor producción eléctrica con la misma potencia instalada que con inversores de cadena. Tienen un coste superior al inversor en cadena y un mantenimiento más complejo debido a que cada placa lleva un optimizador de potencia.

 

• Equipo de monitorización.

Estos equipos reciben diferentes nombres dependiendo de la marca del fabricante, pero su función es la misma en todos ellos que es la monitorizar el funcionamiento de la instalación fotovoltaica en tiempo real proporcionando la información de la producción eléctrica instantánea de la instalación, el consumo de la vivienda, la inyección a la red de la energía sobrante y si hubiese baterías el estado de carga de dicho equipo.

 

 

• Cableado Corriente Continua.

El cableado de Corriente Continua se utiliza a la salida de los paneles solares que pueden estar conectados en serie o paralelo. Estos cables son específicos para instalaciones fotovoltaicas habiendo dos colores Negro para el negativo y Rojo para el positivo. Los cables solares están preparados para la intemperie. Las conexiones entre cables de hacen con los MC4.

Estos se utilizan para conectar entre si todos los grupos fotovoltaicos y llegar a las entradas del inversor.

• Cableado de Corriente Alterna.

El cable de corriente alterna sale del inversor una vez transformada para el consumo del hogar e irán a conectarse al ICP de la vivienda. Dependiendo si la casa es monofásica o trifásica esta conexión dispondrá de tres cables en el caso de que sea monofásica o de cinco cables si es trifásica. Siempre llevaran en el caso de las monofásicas un cable de fase el neutro y el cable de tierra que es verde y amarillo. Si la vivienda es trifásica añadiremos 2 fases más.

               

 

• Protecciones.

Las protecciones en una instalación fotovoltaica son obligatorias por la actual normativa, tal como su nombre indica estos elementos son para proteger la instalación de sobretensiones ya sea por descargas atmosféricas (rayos) o para posibles fugas que pueda tener la instalación.

Las protecciones se dividen en las de corriente continua, que sirven para proteger los paneles solares y el cable de corriente continua, se instalan fusibles los cuales protegen al inversor si el amperaje que circula por la instalación fotovoltaica es superior a la del fusible, así mismo los paneles están todos conectados entre sí con una instalación de toma tierra.

Las protecciones de corriente alterna están formados por un magneto térmico un diferencial y un ICP de la instalación. El magneto térmico protege al inversor de las posibles sobretensiones que pueda generar la instalación fotovoltaica, tienen un rango de voltaje y amperaje que están adecuadas a la potencia de la instalación y que saltan al superarse estos valores protegiendo el inversor y la instalación de la vivienda.

El diferencial sirve para proteger a las personas y animales de contactos indirectos o corrientes de fuga que pueda generar la instalación fotovoltaica.

Las protecciones pueden ser trifásicas o monofásicas dependiendo del tipo de instalación eléctrica que posea cada vivienda. El funcionamiento es el mismo en todas ellas solo cambia que en una instalación monofásica en corriente alterna se conectará el cable de una fase y el neutro, mientras que en las instalaciones trifásicas se conectan cuatro cables los tres de fase y el neutro.

También se instala una protección para sobretensiones que protege a la instalación de cualquier pico de tensión que pueda producirse por cualquier fallo eléctrico.