Sistema Fotovoltáico 101

Este escrito pretende explicar de manera sencilla los elementos más básicos para entender como funciona un sistema fotovoltáico. Mis limitados conocimientos en este campo han sido adquiridos a través de la lectura, de la investigación, de cometer errores y aprender en el proceso. SIEMPRE es importante consultar con un perito y no dar por hecho que lo que aquí presento es la forma concreta de hacerlo. Hay sistemas mucho más complejos pero si sigues esta página, sabes que pretendemos transmitir la información de la manera más facil posible. Del mismo modo, he consultado con un ingeniero eléctrico para llegar a mis conclusiones, esperando que les sea de utilidad. Comencemos con lo más básico.

Cuando el sistema de electricidad general se cae, tenemos que recurrir a sistemas alternos de energía. Generadores eléctricos, baterías, etc. La ventaja de un generador eléctrico es que tienes energía inmediatamente al encenderla y conectar tus equipos. La capacidad dependerá de tu necesidad, tamaño del generador, presupuesto y recursos para buscar gasolina y almacenarla adecuadamente. En cambio, una batería tiene una capacidad limitada de carga que puedes utilizar. Piensa en una lámpara que funciona con baterías. Llega el momento dado que comienza a disminuir la potencia de la luz hasta agotarse y tienes que reemplazarla por baterías nuevas, o si son recargables, ponerlas a cargar.

Así mismo funcionan las baterías en un sistema fotovoltáico. Puedes conectar equipos como abanicos, televisores, neveras, etc. a la batería. Su duración dependerá en gran medida de la capacidad de esta batería y del material de fabricación (al cual no entraremos en esos detalles pero algunos ejemplos serían GEL, AGM, Lítio, etc). Estos abanicos, neveras, y equipos caseros utilizan corriente alterna (de sus siglas en inglés AC – Alternating Current) la cual típicamente se conecta al receptáculo de un hogar.

Pensemos en el cargador de teléfonos que conectas en el hueco redondo de corriente en tu automovil. En realidad, estás utilizando la misma batería del automovil para cargar tu dispositivo. Ese cargador que usas en tu carro, no puedes conectarlo al enchufe común de tu casa porque está diseñado para proveer electricidad utilizando corriente directa (sus siglas en inglés DC).

Podemos concluir que las baterías usan corriente directa (DC), la cual es distinta a la energía de tu hogar la cual usa corriente alterna (AC). Entonces, para poder utilizar la energía almacenada en la batería con los enseres de tu casa, necesitas una cajita en el medio, que convierta la corriente directa (DC) a corriente alterna (AC). Esa cajita viene en distintos tamaños y capacidades, y se llama Inversor (Inverter) y es importante que al adquirir uno, te asegures que es PURE SINE WAVE (onda sinusoidal pura). No entraremos en los detalles de los diferentes tipos de inversores porque el propósito es explicar de manera facil y sencilla los conceptos detrás de un sistema fotovoltaico.

Es importante mencionar que las baterías de litio se pueden descargar casi por completo sin perder capacidad de carga. Por otro lado, hay baterías (como las AGM) que no debemos descargarla a menos de un 50%. ¿Y qué hacemos cuando se nos descarga la batería? Puedes recargarla con la corriente de tu casa, con un cargador de batería, conectándolo a los polos. O bien podemos utilizar el sol para atrapar la energía y transferirla a las baterías. Para ello se instalan placas solares, orientadas e inclinadas estratégicamente dependiendo tu localización. Entre medio de tu batería y las placas solares debe haber un controlador (Controller) el cual determinará la cantidad de energía que la batería necesita. Es indispensable el uso de un controlador, de lo contrario, dañarías la batería.

Para poder visualizarlo de una manera gráfica, lo dividiremos en dos partes.

• PARTE A: Añadiéndole carga a la batería con los paneles solares.
• PARTE B: Conectando equipos que le quitan carga a la batería.

Ya saben que el controlador regula la carga que necesita la batería. Por otro lado, el inversor extrae la carga de la batería para ser utilizada con los equipos. Pero también existen controladores con inversores integrados. La ventaja es que de esta forma te evitas el tener equipos por separado. La desventaja es que al depender de un solo equipo, si se daña nos veremos limitados a reemplazar o reparar el equipo por completo, que de por si suelen ser más costosos.

Hasta aquí llegamos a la parte más básica y elemental de como funciona un un sistema fotovoltáico. Lo dejamos ahí, pero hay muchos detalles más profundos, como por ejemplo, colocar las placas solares y/o las baterías en serie o en paralelo; tipos de cablería, grosor y distancia a recorrer; fusibles en la línea principal de la batería y fusible del controler; Bus Bar para ser más eficientes; switch ON/OFF de la batería; breakers DC para las placas. Si te animas, comienza entrando en grupos y foros en internet. Mucha búsqueda en internet, mucha lectura y estudiar los conceptos básicos para luego entender los más complejos. Les dejo un diagrama con mi sistema fotovoltáico casero de auto consumo por si les es útil y unas fotos del sistema.