¿Cuáles son los distintos tipos de sistemas fotovoltaicos aislados de la red?

Un sistema solar fuera de la red es una configuración de varias partes que produce energía para hogares o negocios, pero al ser una “isla” le permite desconectarse de su proveedor de electricidad. El sistema está diseñado para aprovechar la energía del sol mediante paneles solares, que se montan en el techo, en un poste cerca de la casa, o en ambos. La energía aprovechada por los paneles carga las baterías a través de un controlador de carga y las baterías almacenan la energía hasta que se necesita. Luego, un inversor convierte la carga de la batería en electricidad (CA) al voltaje y frecuencia de la red.

¿Qué es un sistema solar fotovoltaico aislado de la red?

Un sistema aislado no está conectado a la red eléctrica y, por lo tanto, requiere almacenamiento en baterías. Los sistemas solares aislados deben diseñarse adecuadamente para que generen suficiente energía durante todo el año y tengan suficiente capacidad de batería para satisfacer las necesidades del hogar, incluso en pleno invierno, cuando generalmente hay mucha menos luz solar.

El alto coste de las baterías y los inversores fuera de la red significa que los sistemas fuera de la red son más caros que los sistemas conectados a la red y, por lo tanto, suelen ser necesarios en zonas más remotas y alejadas de la red eléctrica. Sin embargo, los costos de las baterías están cayendo rápidamente, por lo que ahora existe un mercado creciente para los sistemas fotovoltaicos fuera de la red también en ciudades y pueblos.

Para los sistemas solares fotovoltaicos que requieren almacenamiento de energía (es decir, cualquier sistema solar que deba funcionar sin la red pública), la mejor opción es un banco de baterías, con varias baterías conectadas entre sí para lograr el voltaje específico y la capacidad de energía deseada. El banco de baterías suele estar alojado en un contenedor para mantener las baterías seguras.

El conjunto fotovoltaico se conecta a él para proporcionar carga, con un controlador de carga solar ubicado en algún punto intermedio. El banco de baterías también está conectado al inversor fotovoltaico para proporcionar energía a las cargas de CA. Si el sistema solar fotovoltaico también utiliza cargas de CC, el banco de baterías está conectado a un centro de carga de CC. Pero aquí están los distintos tipos posibles de sistemas fotovoltaicos aislados de la red:

1. Sistema fotovoltaico de corriente continua (DC)

La mayoría de los sistemas solares tradicionales son sistemas de CC o corriente continua. No utilizan inversores ni baterías sino que suministran energía a tu hogar. Si utiliza un sistema solar de CC únicamente y desea desconectarse de la red, necesita una casa o cabaña pequeña con muy poca necesidad de electricidad. Este sistema puede alimentar luces y algunos pequeños electrodomésticos. Si no hay sol, no hay electricidad porque no hay baterías para almacenar energía.

2. Sistema mixto de corriente continua (DC) y corriente alterna (AC)

Se puede utilizar un sistema mixto de CC y CA (corriente alterna) si tiene más necesidades eléctricas de las que un sistema de CC puede manejar, pero no desea un sistema completamente involucrado. Con este sistema, se pueden utilizar menos paneles y baterías para alimentar equipos más pesados ​​que con un sistema de CC independiente. Este sistema está diseñado para un bajo consumo de energía, pero aún tienes baterías para proporcionar electricidad cuando no falta el sol. Con este sistema, aún necesitas un sistema de respaldo.

3. Sistema de corriente alterna (AC) con energía eólica

Si no desea un sistema fotovoltaico grande, puede utilizar un sistema solar de CA con un generador eólico. En este caso, puede reducir el tamaño de su sistema solar y utilizar el viento como sistema de respaldo. Esto es ideal para zonas sin sol constante pero con vientos frecuentes. Cuando el sistema de CA está inactivo, el sistema eólico genera electricidad. Ambos utilizan baterías e inversores.

4. Sistema fotovoltaico de corriente alterna (CA)

Un sistema solar fotovoltaico de CA es excelente si desea desconectarse de la red con energía solar. Necesita un juego completo de paneles, varias baterías y un inversor para convertir de CC a CA. El sistema debe ser lo suficientemente grande para sus necesidades, que dependen de la luz solar y el consumo de energía. Para la mayoría de los usuarios de energía solar fuera de la red, elija este sistema con al menos 7 kW.

5. Sistema fotovoltaico AC con generador de respaldo.

Esta es la configuración más común para hogares que utilizan energía solar fuera de la red. El sistema de aire acondicionado tiene el tamaño adecuado para soportar toda la carga de la casa. El generador de respaldo está ahí en caso de un período prolongado de poco o ningún sol. También está ahí como sistema de reserva en caso de emergencia porque el propano que necesita puede ser costoso. Si durante varios días el sol no ha sido suficiente para que el sistema se acumule, el sistema de respaldo interviene para satisfacer las necesidades de la casa.

De hecho, en las épocas del año en las que las baterías están bajas y el tiempo está muy nublado, normalmente se necesita una fuente de energía de respaldo, como un generador o grupo electrógeno de reserva. El tamaño del grupo electrógeno (medido en kVA) debe ser el adecuado para alimentar tu hogar y cargar las baterías al mismo tiempo.

Ventajas y desventajas de los sistemas fotovoltaicos aislados de la red

Los sistemas fuera de la red son excelentes para los clientes que no pueden conectarse fácilmente a la red. Esto puede deberse a la ubicación geográfica o a los altos costos de introducir energía. En la mayoría de los casos, no tiene mucho sentido que una persona conectada a la red se desconecte por completo y haga un sistema fuera de la red, pero sí si lo hace todo usted mismo, gracias a los bajísimos costes de los componentes.

Las ventajas de un sistema fuera de la red es que una persona puede volverse autosuficiente energéticamente y puede alimentar lugares remotos lejos de la red. También tiene costos de energía fijos y no recibirá una factura por su uso de energía. Otro aspecto interesante de los sistemas fuera de la red es que son modulares y puedes aumentar la capacidad a medida que crecen tus necesidades energéticas. Puede comenzar con un sistema pequeño y ajustado a su presupuesto y ampliarlo con el tiempo.

Dado que el sistema es su única fuente de energía, muchos sistemas fuera de la red contienen múltiples fuentes de carga, como la solar, la eólica y un generador. Debe considerar el clima y las condiciones durante todo el año al diseñar su sistema. Si sus paneles solares están cubiertos de nieve, necesita otra forma de mantener las baterías cargadas. También es muy probable que desees tener un generador de respaldo en caso de que tus energías renovables a veces no sean suficientes para mantener tus baterías cargadas.

Una desventaja es que los sistemas fuera de la red pueden no ser elegibles para algunos programas de incentivos. También necesita diseñar su sistema para cubrir el 100% de sus cargas de energía y, con suerte, incluso un poco más. Los sistemas aislados tienen más componentes y también son más caros que un sistema estándar conectado a la red. También es común tener cargas de CA y CC en un sistema fuera de la red porque las cargas de CC pueden ser un poco más eficientes porque no pasan por el inversor.