Componentes clave de un sistema de energía solar sin conexión a la red

Los días soleados son buenos para algo más que broncearse: al utilizar la energía solar, puede reducir su factura de electricidad y tener la flexibilidad de permanecer conectado mientras no está conectado a la red.

A pesar de lo intimidante que parece la energía solar, con un conocimiento básico de lo que hacen los diferentes componentes y cómo configurar un sistema de manera segura, ¡desconectarse de la red puede ser muy fácil!

Seguridad primero

Al construir una matriz solar, trabajará con voltajes muy altos y es esencial seguir las pautas de seguridad adecuadas. Aquí hay cuatro reglas de seguridad básicas que debe cumplir:

1. Utilice siempre un cable más grueso de lo que calcula que necesita.
2. Siempre conecte los fusibles a su circuito, especialmente entre sus paneles y el banco de baterías.
3. Utilice siempre un controlador de carga que pueda manejar la enorme potencia que emiten sus paneles solares.
4. Siempre contrate a un profesional si se siente incómodo trabajando con altos voltajes.

Lo escencial

Los componentes de un sistema eléctrico fuera de la red se pueden dividir en cuatro categorías: fuentes, almacenamiento, conexiones y cargas.

Fuentes: Éstos son la fuente de la electricidad, en nuestro caso, los propios paneles solares.

Almacenamiento: Estos componentes almacenan la electricidad para su uso posterior. Los sistemas solares utilizan un grupo de baterías de ciclo profundo conectadas en serie, conocidas como banco de baterías.

Conexiones: Estos consisten en las piezas que unen el sistema, como cables, controladores de carga y fusibles. Desde una perspectiva de seguridad, las conexiones son el área con más probabilidades de causar un problema en el futuro, a menos que se tomen las precauciones adecuadas.

Cargas: Éstos son el objetivo final; cualquier equipo que utilice electricidad es una carga. Esto incluye inversores de energía para nuestros electrodomésticos de 120 V, así como también cualquier electrodoméstico de 12 V que podamos estar usando.

Generación de energía con paneles solares

Los paneles solares funcionan convirtiendo la energía del sol en electricidad CC (corriente continua) utilizable. Luego, esta CC se almacena en baterías y se utiliza para alimentar nuestros dispositivos.

Cuando los rayos del sol se encuentran con los elementos fotovoltaicos de los paneles solares, la energía se transfiere a los electrones internos. Estos electrones excitados luego recorren el circuito del panel solar, desde el extremo negativo al positivo, cargando nuestras baterías y manteniendo las luces encendidas.

Los paneles solares generalmente vienen en dos sabores, basados ​​en la composición molecular de sus elementos fotovoltaicos: monocristalino negro y policristalino azul.

A grandes rasgos, los paneles Mono son más eficientes y más costosos. Los paneles de polietileno pueden ser una buena opción económica; sin embargo, uno puede encontrarse necesitando más paneles Poly para obtener la misma potencia de salida generada por menos paneles Mono. Si está trabajando con espacio limitado, como en la parte superior de un RV, los paneles Mono son el camino a seguir.

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Almacenamiento de energía con un banco de baterías

Existen muchos, muchos tipos diferentes de baterías; tantos que elegir los perfectos para su banco de baterías puede resultar un poco abrumador. Para simplificar un poco las cosas, tenga en cuenta estas dos reglas al elegir las baterías:

1. Utilice siempre baterías de ciclo profundo, que están diseñadas para descargarse constantemente y mantener su salida de energía. El uso de baterías de ciclo poco profundo, como baterías de automóvil, reducirá la vida útil de su banco de baterías.
2. Las baterías de ciclo profundo generalmente solo se pueden descargar a la mitad de su capacidad total antes de necesitar ser recargadas. Al considerar sus necesidades de batería, observe su consumo diario de energía y multiplíquelo por dos.

Fuera de esas dos reglas de oro, la elección de qué baterías usar se reduce al presupuesto más que a nada. Específicamente, si prefiere pagar más por adelantado por un banco de baterías de litio más eficiente y de mayor duración, o empezar a trabajar por menos dinero con un banco de baterías de plomo-ácido.

Hacer conexiones

Antes de unir cualquiera de las piezas, necesitamos saber el grosor adecuado del cable, el amperaje de los fusibles y la potencia máxima de nuestro controlador de carga. No desfilarías sobre un puente nuevo sin saber cuánto peso puede soportar; mismo concepto aquí.

El grosor seguro del cable se reduce a la cantidad de corriente que fluirá a través de él en un momento dado, así como a la longitud real del cable necesario. Demasiado delgado y el cable podría derretirse, provocando un incendio eléctrico.

Para calcular el grosor o calibre adecuado del cable que se utilizará, utilice de forma predeterminada una calculadora de calibre de cable y luego aumente el calibre en uno o dos. Tenga en cuenta que los calibres de los cables están al revés: los calibres más grandes utilizan números más pequeños y viceversa. Entonces, si calcula que un calibre seguro es 10, use un cable de calibre 8.

Averiguar el amperaje seguro de los fusibles es mucho más sencillo que calcular el calibre del cable seguro. Simplemente divida la potencia máxima (P) en vatios del circuito por el voltaje (V) que lo atraviesa para obtener la corriente (I) en amperios. Esta es una ecuación básica en física, conocida como Ley de Ohm:

Los controladores de carga regulan la tasa de carga que ingresa a su banco de baterías desde los paneles solares para garantizar un funcionamiento seguro. Estas unidades tendrán la entrada de potencia máxima indicada en ellas. Si utiliza un panel solar de 400 W, necesitará al menos una potencia nominal mínima de 400 W para su controlador de carga.

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Encendido de sus dispositivos

Los paneles solares generan electricidad en forma de 12V DC. Si bien 12V está bien para encender luces, cargar nuestros teléfonos o hacer funcionar ventiladores, esto plantea un problema: casi todo lo que usamos en nuestros hogares funciona con 120V CA (corriente alterna). Nota: este voltaje de red varía en algunos países, por lo que debe verificarlo.

Para solucionar esto, usamos un inversor. Los inversores funcionan convirtiendo 12 V CC en 120 V CA y vienen en dos variedades, onda sinusoidal pura o onda sinusoidal modificada. En casi todos los casos, el seno puro es el camino a seguir, especialmente si se utilizan equipos eléctricos delicados como computadoras o consolas de juegos.

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Construcción de un sistema de energía solar

Fuentes, almacenamiento, conexiones y cargas: estas son las piezas que forman un sistema solar fuera de la red. Si toma las precauciones necesarias y realiza algunos cálculos sencillos, podrá construir de forma segura un fuente de electricidad para reducir su factura de electricidad y mantenerlo conectado, sin importar dónde son.

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