La elección del voltaje de trabajo dependerá de la potencia del generador fotovoltaico y, como regla práctica, se recomienda utilizar los 12 Vcc para instalaciones pequeñas (máximo 400 Wp). A partir de esta potencia de generador conviene escoger los valores de 24 o 48 Vcc.
El dimensionamiento del generador y la configuración depende del perfil de consumos y la demanda energética total a cubrir.A2 – Reguladores de cargaEl regulador de carga tiene la función de proteger las baterías de sobrecargas, que pueden ocasionar los paneles fotovoltaicos, mediante la limitación que realizan de la carga y utilizando el valor del voltaje de las baterías como parámetro de control.
Sin embargo, realiza un control de batería baja o descarga, basándose en el voltaje del acumulador, para que éstos no queden dañados. Estas son las funciones básicas del aparato y las más habituales aunque, generalmente, suelen ofrecer un conjunto de información complementaria que favorece el conocimiento y seguimiento de la instalación.[1]
El regulador de carga debe montarse siguiendo el orden que se muestra en el esquema un ifilar. Este aparato tiene una entrada (+) y (-) de módulos, una conexión a baterías (+),(-) Y una salida para consumos de CC (+) y (-).El dimensionamiento del regulador estará condicionado por la tensión elegida en las baterías y la intensidad de carga del generador fotovoltaico o la intensidad máxima demandada por los consumos.A3 – Acumuladores electro químicos.
Este elemento es el encargado de almacenar la energía eléctrica producida por los paneles fotovoltaicos y, posteriormente, poder suministrarla cuando sea necesario, para ejemplo en ausencia de radiación (días nublados o por las noches) o en las situaciones en que la demanda de potencia instantánea en el consumo sea superior a la potencia de producción del campo fotovoltaico. La ubicación de las baterías tendrá en cuenta los requisitos mínimos de ventilación, seguridad e iluminación del espacio, descritos en la ICT-BT 30.El dimensionamiento de la batería se hace a partir de la demanda de energía diaria(KWh / día, Ah / día), del tipo de aplicación, de los días de autonomía establecidos para el sistema, y de la profundidad de descarga máxima del acumulador.
El voltaje de trabajo elegido y la profundidad de descarga máxima de los acumulado resdependerá de las características, tipología y tecnología que tengan.A4 – Inversores de CC / CA a para instalaciones autónomas. El inversor de CC / CA es el elemento encargado de transformar la corriente continua (CC)en corriente alterna (CA) monofásico, con una tensión normalizada de 230 Vca, o trifásico con tensión de 230/400 Vca. En ambos casos, la frecuencia de la corriente alterna es de50 Hz.
En las instalaciones fotovoltaicas autónomas el inversor se conectará directamente al embarrado general de las baterías, tal y como se ve en el esquema unifilar. Todos los elementos de esta conexión (cables, terminales y tornillos de unión) deberán elegir para que garanticen la seguridad ante las elevadas intensidades de la corriente eléctrico (CC) que extrae del inversor.
Hay que tener presente que un inversor con una potencia P, en corriente alterna, puede consumir una intensidad de las baterías iBatis = 1,15 · (P / Vbat). Si, por ejemplo, tenemos un inversor de 1.000 WCA a 12 Vcc, la iBatis puede alcanzar un valor de casi 96 Amperios. Esta intensidad de corriente continua la suministra exclusivamente la batería y no el generador fotovoltaico, como se podría pensar.
La potencia CA de los inversores dependerá de la potencia de las cargas conectadas, corregida con el correspondiente coeficiente de simultaneidad que le corresponda. Por otra parte, habrá que tener en cuenta los picos de consumo, en la puesta en marcha de equipos tales como motores y bombas eléctricas y que el inversor debe soportar; estos valores pueden ser de 4 a 5 veces la intensidad nominal In de la carga (motor o bomba).[2]
Una modalidad muy extendida en instalaciones fotovoltaicas autónomas es la utilización de un inversor + cargador de baterías, de manera que en un mismo aparato tenemos las dos opciones: inversor y cargador.A5 – Grupo electrógeno de apoyo. Este equipo es un elemento preceptivo para instalaciones en que sea necesario garantizar el 100% del suministro eléctrico en cualquier situación.
De esta manera se garantiza tanto la carga de las baterías como el suministro a la vivienda. En caso de que la instalación disponga de un inversor sin cargador, deberá implantarse el sistema de carga con un cargador externo conectado al grupo electrógeno.A6 – Contador de energía producida por la instalación solar. La instalación de un equipo de medición de la energía producida por la instalación fotovoltaica o consumida por la vivienda u otra aplicación resulta interesante y recomendable para poder disponer de valores reales de los consumos y comprobar la desviación respecto de los parámetros de cálculo.
Generalmente, la manera más sencilla de implantar un equipo de medida es en la línea de consumo CA (según el esquema unifilar) ya que el equipo es un contador eléctrico estándar. En el caso que se quiera contabilizar la energía en la línea de CC de la instalación, se optará por instalar reguladores de carga que lleven incorporada esta opción como una función más.[3]
En los sistemas con generadores fotovoltaicos de potencia nominal superior a 500W, se aconseja la instalación de un contador eléctrico para medir el consumo de energía(Excepto los sistemas de bombeo).
Protecciones eléctricas (B)Las instalaciones eléctricas, incluidas las instalaciones solares fotovoltaicas autónomas y de conexión a red, deben disponer de las protecciones siguientes:
• Protección contra sobre intensidades (sobrecargas) ITC-BT-22.• Protección contra sobre intensidades (cortocircuitos) ITC-BT-22.
• Protección contra sobretensiones ITC-BT-23.
• Protección contra contactos directos ITC-BT-24.
• Protección contra contactos indirectos ITC-BT-24.
• Toma de tierra ITC-BT-18, 19, 26.En las instalaciones fotovoltaicas autónomas es necesario prestar especial atención ala protección eléctrica de la batería debido al riesgo potencial de quemaduras o explosión que presenta este elemento de la instalación.