¿Qué tipos de protecciones existen en voltaje continuo y voltaje alterno para los sistemas solares fotovoltaicos?

Corriente alterna de los paneles solares

Los sistemas solares de corriente continua consisten en largas cadenas de módulos solares conectados en serie con un inversor de cadena conectado al final. El inversor de cadena se utiliza para convertir la tensión de CC del conjunto solar en tensión de CA (230 V CA), que puede utilizarse en el hogar o la empresa.

Si los módulos solares se conectan en serie, se produce una peligrosa tensión de CC sin protección (de 200 a 1.000 V de CC) que se transmite desde los módulos solares del tejado hasta el inversor de cadena, que suele estar montado en una pared.     La tensión de CC (corriente continua) es muy difícil de proteger en comparación con la de CA (corriente alterna) porque la tensión está constantemente por encima de cero.

Si se produce un fallo en el cableado de CC, el arco es muy difícil de apagar porque es continuo, mientras que la tensión de CA alterna entre positivo y negativo (pasa por cero) 100 veces por segundo (50 Hz), momento en el que un dispositivo de protección puede aislar fácilmente cualquier fallo de arco que se produzca.

A diferencia de otros circuitos eléctricos de su casa o negocio, este peligroso circuito de tensión continua que va desde el tejado hasta el inversor de cadena no suele tener protección en caso de que se produzca un fallo.    Así, cuando se produce un fallo de arco, no hay nada que aísle el circuito y evite un incendio.

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Salida de corriente continua del panel solar

A medida que crece el interés por el almacenamiento en baterías solares, también lo hace el número de personas que tienen preguntas sobre sus múltiples opciones. En algún momento, los compradores de sistemas de almacenamiento de energía pueden verse en la tesitura de tener que decidir entre el almacenamiento en baterías de CA o en baterías de CC. (N.B. Estos dos enfoques se denominan más exactamente almacenamiento de baterías acoplado a CA y almacenamiento de baterías acoplado a CC, pero a efectos de este artículo, los abreviaremos como almacenamiento de CA y CC).

La electricidad de corriente continua (CC) es la que producen los paneles solares y la que almacenan las baterías, mientras que la electricidad de corriente alterna (CA) es la que se utiliza en la red y en la mayoría de los aparatos domésticos. Se necesita un dispositivo llamado inversor para convertir la electricidad de CC de los paneles solares en CA apta para los electrodomésticos.

Las baterías también necesitan un inversor para poder utilizar su energía almacenada. Si están acopladas a la corriente continua, pueden compartir el inversor con los paneles solares, mientras que si están acopladas a la corriente alterna, necesitarán un inversor propio.

Capacidad solar de CA frente a CC

Un inversor solar o inversor FV es un inversor de potencia destinado a la energía fotovoltaica. Convierte la salida variable de corriente continua (CC) de un panel solar fotovoltaico (FV) en una corriente alterna (CA) de frecuencia de servicio que puede introducirse en una red eléctrica comercial o utilizarse en una red eléctrica local sin conexión a la red. Es un componente crítico del equilibrio del sistema (BOS) en un sistema fotovoltaico, que permite el uso de equipos ordinarios alimentados con CA. Los inversores de energía solar tienen funciones especiales adaptadas para su uso con matrices fotovoltaicas, como el seguimiento del punto de máxima potencia y la protección contra el desprendimiento.

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Los inversores solares utilizan el seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT) para obtener la máxima potencia posible del conjunto fotovoltaico[3] Las células solares tienen una compleja relación entre la irradiación solar, la temperatura y la resistencia total que produce una eficiencia de salida no lineal conocida como curva I-V. El objetivo del sistema MPPT es muestrear la salida de las células y determinar una resistencia (carga) para obtener la máxima potencia para unas condiciones ambientales determinadas[4].

Tensión de salida del panel solar

Tipos de inversoresHay varios tipos de inversores que pueden instalarse como parte de un sistema solar. En una planta de servicios públicos a gran escala o en un proyecto solar comunitario a mediana escala, cada panel solar puede estar conectado a un único inversor central.  Los inversores de cadena conectan un conjunto de paneles -una cadena- a un inversor. Ese inversor convierte la energía producida por toda la cadena en CA. Aunque es rentable, esta configuración reduce la producción de energía en la cadena si algún panel individual tiene problemas, por ejemplo, de sombreado.  Los microinversores son inversores más pequeños que se colocan en cada panel. Con un microinversor, el sombreado o los daños en un panel no afectarán a la energía que se pueda extraer de los demás, pero los microinversores pueden ser más caros. Ambos tipos de inversores pueden ser asistidos por un sistema que controla cómo interactúa el sistema solar con el almacenamiento de la batería adjunta. La energía solar puede cargar la batería directamente sobre la CC o después de una conversión a CA.Información adicionalAprenda más sobre el programa de integración de sistemas de la oficina solar.Suscríbase a nuestro boletín para estar al día de las últimas noticias.  Inicio ” Recursos de información solar ” Integración solar: Fundamentos de los inversores y los servicios de red