La compra de sistema fotovoltaico aislado está diseñado para abastecer de energía a una casa, negocio o cualquier sitio que no se encuentre conectado a la red eléctrica. Estos cumplen con la función de generar energía durante en día para su consumo, al igual que almacenarla para abastecer al sitio durante la noche. La principal situación con un sistema autónomo, es que, lleva más componentes que un sistema interconectado a la red y la calidad de los equipos que te instalen será proporcional al tiempo de vida de tu sistema.
En un sistema interconectado a la red son dos los componentes principales que se instalan para poder generar energía: los paneles solares y el inversor. En un sistema autónomo, además de estos equipos, hay que considerar el controlador de carga y el banco de baterías.
La función principal del controlador de carga es dosificar la energía producida por los paneles solares para tener una carga regulada en banco de baterías. A continuación te mostramos esta diferencia en un esquema:
SISTEMA FOTOVOLTAICO INTERCONECTADO A LA RED
SISTEMA FOTOVOLTAICO AISLADO
Como puedes observar el grado de complejidad es mayor y se requieren de equipos más especializados para tener un sistema aislado de calidad
Si quieres conocer mejor cómo está compuesto un sistema aislado, da click en el botón de abajo:
Sistemas aislados
En este artículo queremos compartirte cinco factores que debes considerar al momento de pensar en adquirir un sistema fotovoltaico aislado.
Claves para la compra de tu sistema fotovoltaico aislado
1.Cargas actuales y futuras
Las cargas de un lugar representan al total de aparatos eléctricos que están conectados a una casa: focos, refrigerador, ventiladores, aires acondicionados, entre otros. Estos equipos tienen una potencia establecida en watts, que es la cantidad de energía que requieren en una hora para poder funcionar. Para tener un estudio de cargas completo necesitamos considerar las cargas de cada componente y multiplicarlo por las horas de uso diario promedio. Esto nos dará como resultado la carga total y de esta manera se podrá dimensionar la cantidad de paneles solares que se necesite, la potencia del inversor y la capacidad del banco de baterías a instalar en el sitio.
El error más común a la hora de comprar un sistema de paneles solares es sólo considerar las cargas actuales. Cuando quieras cotizar un sistema de paneles solares aislado contempla si tienes planeado en un futuro instalar más iluminación, agregar una bomba de agua, instalar otro aire acondicionado o cualquier otra situación que conlleve a un mayor consumo de energía.
2. Tecnología existente
En los últimos años la tecnología fotovoltaica se ha desarrollado exponencialmente. Para que puedas conocer mejor lo que te van a instalar tienes que conocer bien los equipos que conforman a un sistema aislado:
- Inversores
- Panel monocristalino o policristalino.
- Controladores de carga
- Baterías
A continuación hablaremos más a detalle sobre cada uno de ellos.
Inversores
Los inversores son la médula espinal de los sistemas fotovoltaicos. La función de los inversores es transformar la corriente directa (DC) que generan los paneles y la transforman en corriente alterna (AC). En un sistema aislado este equipo se encarga de transformar la energía almacenada en las baterías para el uso de cualquier aparato eléctrico. Algunos inversores tienen funcionalidad híbrida, ya que se puede conectar un generador eléctrico de gasolina o diesel automatico. Esa función sirve para tener un respaldo en caso de que las baterías esten proximas a agotar su carga. Esto puede suceder en las noches que es cuando no hay generación y puede ser de gran ayuda.
Los mejores inversores que hemos instalado para sistemas autónomos son de la marca Outback Power. Esta es una marca estadounidense cuya calidad y servicio al cliente es excepcional. Otro punto a favor es que cuentan con representación en México y contamos con respaldo de la marca ante cualquier situación.
Panel monocristalino o policristalino
La diferencia entre un panel solar y el tipo de celda con el que está hecho recae en el modo de producción de las celdas que conforman el panel. En el mercado existen dos tipos de celda:
Paneles monocristalinos:
Las celdas solares monocristalinas están compuestas por un tipo de celda que es de color “negro” y con las esquinas recortadas.
La principal ventaja de las celdas monocristalinas es que tienen una mayor eficiencia en la generación de energía y su comportamiento en temperaturas superiores a los 40° C es mejor que el de las policristalinas.
Paneles policristalinos
Los paneles solares policristalinos están compuestos, en este caso, por celdas policristalinas. Podemos diferencia por su color “azulado” y no poseen el chaflán en las esquinas como los monocristalinos.
La principal ventaja de las celdas policristalinas es que son más económicas que las monocristalinas, sin embargo tienen una menor eficiencia en la generación de energía y esta se ve afectada en altas temperaturas.
Seguramente seguirás teniendo dudas de cual es la más conveniente para tu proyecto y la realidad es que cada integrador tiene su preferencia.
Unos van a querer venderte lo más barato para tener un precio más económico, sin embargo no siempre es lo mejor. En Rsolar hemos utilizado ambos tipos, pero los últimos modelos de paneles monocristalinos se comportan mejor en altas temperaturas. Para que puedas tener todo más claro puedes ver la siguiente tabla:
Potencia
Con potencia nos referimos a la capacidad máxima de generación de energía en una hora. Esta se mide en Watts. Cuando los paneles solares se comenzaron a producir comercialmente no superaban los 100 watts. Hoy en día podemos encontrar paneles de entre 300 y 500 watts de potencia. Esta potencia nos permite dimensionar la cantidad de módulos necesarios para abastecer el 100% de tu consumo.
A continuación te lo mostramos con un ejemplo para que sepas cómo auditar si el dimensionamiento que te hicieron está correcto:
Supongamos que las cargas promedio diarias de tu casa son de 20 kWh. Esta energía se debe producir en un día completo para que puedas tener electricidad durante la noche.
Los instaladores pueden utilizar paneles de diferentes potencias, para este ejemplo vamos a utilizar paneles de 330 watts de potencia. La potencia significa la máxima generación de energía que puede generar un panel solar en una hora, por lo que hay que considerar 2 elementos más para hacer el cálculo diario:
- Potencia del panel: 330 watts
- Horas de irradiación solar : 4.6 horas (este es el promedio de horas de generación a potencia máxima)
Estos 20 kWh que se tienen que producir diariamente equivalen a 20,000 watts, esto hay que dividirlo entre las 4.6 horas de irradiación. El resultado es la potencia instalada del sistema que son 4,347 watts (Este valor nos servirá para determinar la potencia del inversor del sistema y el controlador de carga).
Esta capacidad instalada (4,347 watts) la dividimos entre la potencia de los módulos (330 watts) y nos da como resultado la cantidad de módulos que necesita tu sistema. Para este sistema se requerirían 13 módulos de 330 watts.
El ejemplo anterior es informativo para que veas en qué punto afecta la potencia de los módulos fotovoltaicos. En este cálculo no estamos considerando factores de perdida importantes que afectan directamente el dimensionamiento. Empresas con trayectoria consideran estas pérdidas, pero empresas principiantes y sin certificaciones no. Si quieres leer más sobre estos factores de pérdida, presiona el botón de abajo.
Controladores de carga
Un controlador de carga solar se coloca entre los paneles solares y el banco de baterías. Básicamente se encarga de controlar el flujo de energía que circula entre ambos equipos. El control del flujo de energía se realiza mediante el control de los parámetros de intensidad y voltaje al que se inyecta en la batería. Este flujo de energía depende del estado de carga de las baterías y de la energía generada por los paneles solares. El regulador de carga solar controla constantemente el estado de carga de las baterías para hacer el llenado óptimo y así alargar su vida útil.
Outback Power cuenta con los mejores controladores de carga del mercado ya que tienen características especiales. Cuenta con sistema de enfriamiento integrado, soporta altas temperaturas, pantalla para visualización de estados y tienen integrado un sistema de comunicación para poder integrarlo al sistema de monitoreo de esta misma marca.
Baterías
Existen diferentes tipos de baterías solares y esto puede causar confusión a la hora de comprar tu sistema aislado, ya que el tipo de baterías que se instalen dependen del proyecto en específico. No es lo mismo instalar baterías para una casa de 300 metros cuadrados que para un pequeño bungalow. Los tipos de baterías existentes para paneles solares son las siguientes:
Monoblock
Las baterías Monoblock están destinadas a pequeñas instalaciones solares y donde se busque una accesibilidad económica. La desventaja de este tipo de baterías es su corto tiempo de vida.
Ciclo profundo
Las denominadas baterías de ciclo profundo tienen un formato similar a las monoblock, pero son un poco más grandes y están pensadas para instalaciones solares de uso diario, pues tienen una durabilidad 3-4 veces mayor que una monoblock, pudiendo llegar hasta los 6-7 años de vida.
AGM
Las baterías de AGM están selladas y se les denomina “libre de mantenimiento” gracias a esta característica. Se recomienda utilizarlas para lugares con condiciones de operación complicadas, como altas y bajas temperaturas o movimiento (Barcos)
Estacionarias
Estas baterías tienen una larga vida útil, son perfectas para instalaciones que requieran un consumo diario sustancial y durante largos períodos de tiempo. Estas baterías están compuestas por 6 vasos de 2v cada uno, pueden acumular grandes cantidades de energía.
De litio
Ocupan poco espacio, son más ligeras y no emiten gases. Por lo tanto se pueden poner en cualquier sitio y el tiempo de carga es el más rápido. Se pueden realizar descargas totales sin afectar su vida útil. La desventaja que actualmente tiene este tipo de baterías es su elevado costo. Sin embargo en un futuro se cree que los fabricantes puedan optimizar estos equipos y que sean la mejor solución de almacenamiento.
3.Mantenimiento
Quien te diga que los paneles solares no necesitan mantenimiento, te está mintiendo. Cualquier componente eléctrico y/o electrónico debe de llevar un mantenimiento para evitar problemas futuros. Así como le dan mantenimiento a tu computadora, automóvil o celular, los paneles e inversores tienen su revisión correspondiente que garantiza el buen funcionamiento de estos. Las actividades que se realizan en un mantenimiento son:
- Limpieza y reajuste de conexiones del inversor y limpieza del interior.
- Revisión de todas las líneas eléctricas.
- Revisión de canalizaciones.
- Limpieza de cajas de conexiones.
- Limpieza de los módulos fotovoltaicos.
- Ecualización de baterías
Si quieres saber la importancia del mantenimiento para tu sistema fotovoltaico puedes leer este artículo:
La ecualización es crucial en un sistema aislado para prolongar su tiempo de vida. Normalmente las baterías que están conectadas no se descargan en forma pareja. En la siguiente imagen podemos ver las diferentes situaciones:
Este es un banco de cuatro baterías conectadas en serie, que con el paso de las descargas se desajustan en su carga total. Como puedes observar, las primeras tres baterías no se pueden cargar al total de su capacidad ya que la cuatro tiene una sobrecarga.
En esta segunda imagen solo la primera batería tiene una carga inferior. Estas dos situaciones son comunes que sucedan conforme a los ciclos de descarga del banco de baterías. Para compensar este desequilibrio se lleva a cabo el proceso de ecualización. Este proceso eleva el voltaje de carga de las baterías para asegurar una sobrecarga de todas las baterías. Este proceso se visualiza en la siguiente imagen.
La ecualización es un proceso que regularmente se lleva a cabo de manera manual con los controladores de carga. Con los equipos de Outback Power esta tarea se puede realizar de manera automática. Estos equipos tienen uns sistema de comunicación llamado Mate3s que cumple la función de ecualizar el banco de baterías automáticamente cuando sea necesario. Si el lugar de instalación cuenta con acceso a internet se puede realizar de forma remota, además de poder monitorear la producción de energía y la carga de las baterías.
4.Soporte técnico y garantías
Con más de 20 años en el sector de energías renovables nuestra empresa ha trabajado con varias marcas de paneles solares e inversores, sin embargo no todas tienen soporte en México. Muchas marcas solo tienen representación a través de distribuidores. Ante cualquier situación donde se tenga que reclamar una garantía, los distribuidores ven todo el proceso con las oficinas centrales del país de origen de los componentes y este proceso puede tardar meses. A continuación te platicamos un poco sobre las que mejor atención y soporte nos han otorgado:
Sharp
Seguramente los conocerás por sus pantallas, calculadoras o impresoras multifuncionales. Sharp Solar fue la primera marca fabricante de paneles solares comerciales a nivel mundial y fueron pioneros en el desarrollo de la tecnología desde 1959. También, son los principales proveedores de celdas de triple capa que son las que se instalan en los satélites y la estación internacional espacial. Hoy en día son de las marcas premium de paneles solares y tienen representación en México. Sharp es muy selectivo para trabajar con sus integradores y en Rsolar llevamos más de 12 años siendo distribuidores autorizados de la marca, por eso seguimos recomendando esta marca, por su calidad y garantías (Único panel solar con garantía de corrosión y humedad)
Outback Power
Outback es una marca estadounidense fundada en el 2001 y desde entonces han sido los grandes líderes en equipo para sistemas aislados de energía solar. Por más de 10 años hemos trabajado en conjunto con ellos y lo que los destaca es el servicio al cliente. Cuando hay que realizar alguna instalación con una nueva configuración o cuando algún sistema presenta algún detalle, siempre están a una llamada de solucionar el problema. Todos sus equipos cuentan con garantías y consideramos que sus baterías son las más duraderas en el mercado.
5.Experiencia del integrador
Imaginate que te decides por comprar las mejores marcas, con las mejores garantías y la mejor calidad, pero la instalación que te realizan es de mala calidad. Tienes mucha más probabilidad que tu sistema falle por una mala instalación que por un problema o defecto de los paneles o inversores.
La ley de la industria eléctrica establece normativas para realizar las instalaciones de paneles solares que definen las especificaciones del material y la manera de realizar las instalaciones fotovoltaicas para cumplir con la seguridad de los hogares, negocios o espacios públicos donde se instalen.
Muchas empresas comprometen estas normativas para vender más barato y obtener más margen de utilidad. La diferencia en precio de los componentes puede llegara ser de hasta el 200% más elevado, debido a que el material utilizado en las instalaciones tiene otras especificaciones, que elevan su precio.Los principales elementos donde se puede apreciar esta diferencia es en las protecciones del sistema (Tierras), la canalización, equipos de protección y calibre de cables (Además de ser especiales para sistemas fotovoltaicos).
La tierra física es un sistema de protección o seguridad de todas las instalaciones eléctricas. Todos los sistemas eléctricos generan cargas que deben de ser liberadas para no dañar los equipos o a las personas. Algunos ejemplos son la caída de un rayo, un equipo que está en corto, la carga electrostática del ambiente o aparatos de alto consumo que generan cargas residuales, todas estas cargas eléctricas necesitan encontrar una manera de salir del sistema eléctrico y esa es la función de la tierra física. En la imagen inferior los cables verdes son la tierra física del sistema fotovoltaico. La imagen superior no cuenta con ello.
En esta imagen puedes ver la diferencia en las canalizaciones. En la correcta instalación, siguiendo la normativa se instala con una canalización de acero galvanizado ya que estará expuesta al sol y al ambiente. En la segunda la canalización es de PVC y no tiene resistencia al sol, además de no estar autorizada para instalaciones fotovoltaicas en la NOM SEDE 001.
La primera imagen es una instalación que sigue la normativa, con canalización y equipos de protección eléctrica. Todos estos componentes sirven para proteger al inversor y a los paneles de cualquier sobrecarga. En cambio la segunda imagen se observar una instalación que no tiene ninguna protección, por lo que en cualquier descarga eléctrica el inversor está expuesto a quemarse.
Conclusiones
Te felicitamos por llegar a esta parte del artículo. Sabemos que quieres tomar la mejor decisión a la hora de comprar tus paneles solares y que la inversión que vas a realizar es importante, por lo que vamos a resumir:
- Platica con tu asesor de paneles solares todas las ideas que tienes sobre el sitio donde se instalará tu sistema. También recuerda en tomarte el tiempo de preguntarle a tu asesor que están calculando en tu dimensionamiento y no te vayan a sorprender dimensionando un sistema más pequeño por venderse más barato.
- Los sistemas fotovoltaicos si requieren un mantenimiento anual o semestral.
- La tecnología que utilicen en tu sistema puede variar dependiendo tus necesidades de consumo, espacio y presupuesto.
- Tienes que cerciorarte que las garantías que te ofrecen puedan ser atendidas en el país de manera pronta, si solo se pueden cubrir con un intermediario prepárate para meses de espera. Haz el esfuerzo por comprar marcas con representación en México.
- Confirma y valida la experiencia que tenga la empresa integradora con certificaciones y referencias de un trabajo de calidad.
Recuerda que esta es una inversión a largo plazo y queremos dejarte una frase con la que siempre nos hemos identificado:
“El precio es un indicador de la seguridad, confiabilidad y desempeño de tu sistema fotovoltaico”
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