¿Cuáles son los principales tipos de sistemas solares fotovoltaicos?
Hay tres tipos principales de sistemas solares fotovoltaicos: conectados a la red, conectados a la red/híbridos y fuera de la red. Todos tienen sus ventajas y desventajas y depende del suministro de energía actual del cliente y de lo que quiera obtener del sistema. Luego están los sistemas fotovoltaicos a escala doméstica o industrial y la generación distribuida que es posible gracias a muchos sistemas fotovoltaicos conectados a la red. En el otro extremo, tenemos la variedad de opciones que permiten los sistemas “ai sola”, o fuera de la red.
Sistema conectado a la red.
Un sistema conectado a la red es una instalación solar básica que utiliza un inversor estándar conectado a la red y no tiene almacenamiento de batería. Esto es perfecto para clientes que ya están conectados a la red y desean agregar energía solar a su hogar. Estos sistemas pueden calificar para incentivos estatales y federales que ayuden a pagar el sistema. Los sistemas conectados a la red son fáciles de diseñar y muy rentables porque tienen relativamente pocos componentes. El objetivo principal de un sistema conectado a la red es reducir la factura de energía y beneficiarse de los incentivos solares.
Una desventaja de este tipo de sistema es que cuando se corta la luz, el sistema también se cae. Esto se debe a razones de seguridad porque los linieros que trabajan en líneas eléctricas deben saber que no hay ninguna fuente que alimente la red. Los inversores conectados a red deberán desconectarse automáticamente cuando no detecten la red. Esto significa que no puede suministrar energía durante un apagón o una emergencia, y no puede almacenar energía para su uso posterior. Por otro lado, se puede vender energía a la red (GSE) con "intercambio in situ".
Además, no puede controlar cuándo utiliza la energía del sistema, como durante los períodos de máxima demanda. Pero si un cliente tiene un sistema básico conectado a la red, no tiene mala suerte si quiere agregar almacenamiento más adelante. La solución es crear un sistema acoplado a CA en el que el inversor original conectado a la red esté acoplado con un inversor de respaldo de batería. Esta es una excelente solución para los clientes que desean instalar energía solar ahora para aprovechar los créditos fiscales del gobierno, pero que aún no están listos para invertir en baterías.
Sistema conectado a la red con batería de respaldo
El siguiente tipo de sistema es un sistema conectado a la red con respaldo de batería, también conocido como sistema híbrido de red. Este tipo de sistema es ideal para clientes que ya están conectados a la red y que saben que quieren tener una batería de respaldo. Buenos candidatos para este tipo de sistema son los clientes que son propensos a sufrir cortes de energía en su área o que, en general, solo quieren estar preparados para los cortes.
Con este tipo de sistema, obtienes lo mejor de ambos mundos porque todavía estás conectado a la red y puedes calificar para incentivos estatales y federales, al mismo tiempo que reduce tu factura. Al mismo tiempo, si hay un corte de energía, es necesario hacer una copia de seguridad. Los sistemas de baterías conectados a la red proporcionan energía durante un apagón y usted puede almacenar energía para usarla en caso de emergencia. Puede realizar copias de seguridad de cargas esenciales, como iluminación y electrodomésticos, cuando no hay electricidad. También puede utilizar energía durante los períodos de máxima demanda porque puede almacenar la energía en el banco de baterías para su uso posterior.
Las desventajas de este sistema son que cuestan más que los sistemas básicos conectados a la red y son menos eficientes. También hay más componentes. Agregar baterías también requiere un controlador de carga para protegerlas. También debería haber un subpanel que contenga las cargas importantes de las que desea realizar una copia de seguridad. No todas las cargas que utiliza el hogar en la red son soportadas por el sistema. Las cargas importantes necesarias cuando se interrumpe la alimentación principal están aisladas en un subpanel de respaldo.
Sistema fotovoltaico aislado 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.
Sistema solar fotovoltaico a escala industrial
La forma más común de energía solar son las grandes plantas de energía fotovoltaica conectadas a la red. La energía generada no está destinada al autoconsumo, sino que se vierte íntegramente a la red. Los sistemas fotovoltaicos a gran escala suelen ser sistemas montados en el suelo. La construcción de un sistema fotovoltaico de este tipo requiere una colaboración considerable con el organismo público, la autoridad de la red y el gobierno para garantizar el cumplimiento de las normas técnicas, medioambientales y de seguridad y los acuerdos contractuales.
Los sistemas fotovoltaicos a gran escala son los más grandes de todos los sistemas fotovoltaicos. Generalmente se componen de inversores centrales de alta capacidad, que permiten una alta eficiencia general y una excelente relación calidad-precio. La potencia se incrementa mediante transformadores hasta alcanzar el nivel de tensión del punto de conexión a la red o a la tensión alterna intermedia del sistema. Se utilizan frecuentemente las denominadas estaciones de media tensión, que integran inversores y transformadores en una solución en contenedores, ya que facilitan la instalación y la modularidad.
Los sistemas solares fotovoltaicos generalmente se conectan a la red de media o alta tensión a través de un panel interno o subestación que concentra todas las salidas del transformador en un control centralizado. Estos sistemas fotovoltaicos suelen estar protegidos por vallas, circuito cerrado de televisión y personal de seguridad para evitar vandalismo y robos, según los requisitos de garantía. El mantenimiento y operación de los activos son realizados por equipos especiales que pueden estar en sitio o remotos, pero pueden monitorear constantemente el desempeño del sistema solar, entre otras actividades.
Generación distribuida
La generación distribuida, compuesta por numerosas plantas de energía fotovoltaica más pequeñas en una región más grande, permite la contribución de una multitud de sistemas fotovoltaicos conectados a la red, lo que mejora la flexibilidad y reduce la intermitencia de la planta de energía solar fotovoltaica. Este tipo de disposición está representada por sistemas fotovoltaicos en tejados, colocados en viviendas particulares y edificios comerciales e industriales. El principal motor de su desarrollo es la reducción de la energía requerida por un edificio y retirada de la red.
Los sistemas fotovoltaicos residenciales en tejados son de baja capacidad en kilovatios y están conectados a la red interna de la casa o edificio. Estos sistemas fotovoltaicos suelen utilizar inversores de cadena de pequeña capacidad con una eficiencia de conversión ligeramente menor que los inversores centrales. Los sistemas de almacenamiento de pequeña capacidad tienden a volverse más accesibles para este tipo de sistema fotovoltaico.