El acoplamiento de dos o más módulos en serie produce un voltaje igual a la suma de los voltajes individuales de cada módulo, manteniéndose invariable la intensidad.
En la conexión en paralelo, es la intensidad la que aumenta permaneciendo igual el voltaje.
Lo más habitual es seleccionar módulos del voltaje deseado (los de 12 V son los más utilizados) y combinarlos en paralelo de manera que la intensidad total (y por ende la potencia resultante) sea la necesaria para satisfacer la demanda eléctrica.
Los módulos que se interconectan deben tener la misma curva i-V para evitar descompensaciones.
Si en un grupo de módulos conectados en serie falla uno de ellos (por avería o sombra), este módulo se convierte en una carga resistiva que dificultará o impedirá el paso de la corriente generada por los demás módulos de la serie. El módulo en cuestión podría averiarse totalmente.
Para prevenir esta situación, los módulos conectados en serie se dotan de un diodo by pass o de derivación, conectado en paralelo entre sus terminales. Este elemento brinda un camino alternativo a la corriente generada por los demás módulos de la serie.
Existen diferentes tipos de configuraciones que responden a las características de la instalación y sobre todo al tipo de carga. A continuación se detallan las más habituales:
• Módulos directamente conectados a una carga
Es el sistema más simple. El generador fotovoltaico se conecta directamente a la carga, normalmente un motor de corriente continua. Se utiliza por ejemplo en bombeo de agua. Al no existir baterías ni componentes electrónicos aumenta la confiabilidad pero resulta difícil mantener una performance eficiente a lo largo del día.
• Módulos y batería
Se puede utilizar esta configuración para reponer la autodescarga de una batería o en sistemas de electrificación rural de pequeña potencia. Suelen utilizarse uno o dos módulos conectados en paralelo para lograr la potencia deseada.
• Módulos, batería y regulador
En esta configuración se conecta el generador fotovoltaico a una batería a través de un regulador para que esta no se sobrecargue o alcance una profundidad de descarga no deseada. Las baterías alimentan cargas en corriente continua.
• Módulos, batería, regulador e inversor
Cuando se necesite energía en corriente alterna se incorporará al esquema de la configuración anterior un inversor. La potencia generada en el sistema fotovoltaico podrá ser transformada íntegramente en CA o podrán alimentarse simultáneamente cargas de CC y de CA.
• Sistemas conectados a red
Los sistemas fotovoltaicos conectados a red están compuestos por un generador fotovoltaico que se encuentra conectado a la red eléctrica convencional a través de un inversor.
Pueden darse dos casos:
– El sistema inyecta energía en la red cuando su producción supera al autoconsumo, y extrae energía de ella en caso contrario.
– El sistema solo inyecta energía en la red.
La diferencia fundamental entre un sistema fotovoltaico aislado y los conectados a red consiste en la ausencia, en estos últimos, de la batería y la regulación de carga.
El inversor, en los sistemas conectados a red, deberá estar en fase con la tensión de red.
A continuación se detallan algunos ejemplos de instalación fotovoltaica:
– Centrales conectadas a red con subvención a la producción.
– Estaciones repetidoras de microondas y de radio.
– Electrificación de pueblos en áreas remotas (electrificación rural).
– Instalaciones médicas en áreas rurales.
– Corriente eléctrica para casas de campo.
– Sistemas de comunicación de emergencia.
– Sistemas de vigilancia de datos ambientales y de calidad del agua.
– Faros, boyas y balizas de navegación marítima.
– Bombeo para sistemas de riego, agua potable en áreas rurales y abrevaderos para el ganado.
– Balizamiento para protección aeronáutica.
– Sistemas de protección catódica.
– Sistemas de desalinización.
– Vehículos de recreo.
– Señalización ferroviaria.
– Sistemas para cargar los acumuladores de barcos.
– Energía para naves espaciales.
– Postes SOS (teléfonos de emergencia de carretera).
– Parquímetros.
– Recarga de scooters y vehículos eléctricos.
Este contenido fue extraído del Manual Técnico Comercial de Energía Solar Fotovoltaica y forma parte del e-learning Solar.
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