Todo lo necesario para instalación solar en tu Autocaravana
Componentes de una instalación de placas solares Camper
Las instalaciones fotovoltaicas de autoconsumo para furgonetas campero, autocaravanas y caravanas cuentan con múltiples componentes que hacen posible su correcto funcionamiento, como por ejemplo las placas solares, las baterías fotovoltaicas o los inversores de corriente. A continuación, te explicamos brevemente la importancia de cada uno de ellos.
Elementos de una instalación de placas solares
Normalmente, las instalaciones fotovoltaicas se acoplan tal y como se muestra en la siguiente imagen. A continuación, te detallamos la importancia de cada uno de estos elementos en el autoconsumo solar:
Componentes principales
Las placas solares para camper, también conocidas como módulos fotovoltaicos, son componentes que están compuestos por un conjunto de células solares que les permiten transformar la radiación solar en electricidad. Existen tres tipos de paneles solares que vienen definidos por la fabricación de las células que los componen, y son: de silicio cristalino (monocristalinos y policristalinos) y amorfas.
El inversor solar es el encargado de convertir la corriente continua (energía que producen los módulos fotovoltaicos de tu cautocaravana) en corriente alterna. Se trata de un elemento indispensable en cualquier instalación fotovoltaica, ya sea de conexión a red o instalaciones aisladas. Hay varios tipos de inversores que se clasifican en función de si tu instalación se encuentra conectada a la red eléctrica o es una instalación aislada.
Las baterías solares son dispositivos que nos permiten almacenar la energía que generamos a través de los paneles solares para hacer uso de la misma en días lluviosos o nublados cuando las placas no están en funcionamiento. La instalación de baterías será fundamental en instalaciones no conectadas a red y conectadas a red si tienes grandes consumos durante las horas nocturnas.
Componentes secundarios
El regulador de carga es un elemento de suma importancia ya que es el encargado de que la instalación con baterías funcione adecuadamente. Este componente tiene la función de prevenir las situaciones de carga y sobredescarga de las baterías, alargando la vida útil de las mismas, así como de asegurar que haya bastante suministro de energía en la batería para evitar que se descarguen. Existen dos tipos de reguladores: MPPT y PWM, la elección de uno u otro dependerá de cómo sea tu instalación solar y el uso que vayas a hacer de la misma.
Es una pieza fundamental en la instalación eléctrica de nuestras autocaravanas . Al unir la batería principal a la bateria secundaria por medio del cableado necesitamos un ‘separador de baterías’ encargado de dos funciones muy importantes.
Diferentes Modelos de Rele para Autocaravanas, caravanas y Camper.
- 1-Gestión de la carga de la batería secundaria gracias a la batería principal: cuando estamos en circulación el alternador de la autocaravana o camper carga la batería de arranque y podemos usar esta energía para, a su vez, cargar la batería auxiliar.
- 2-Que la autocaravana cuando esté parada utilice la carga de la batería auxiliar y evite que la batería principal del vehículo se quede sin carga.
Pero ¿cuál es la pieza que me conviene? ¿es mejor utilizar relé o booster?
– Relé. Se trata de la opción más económica y la más común. Los hay manuales y automáticos. Nosotros recomendados los automáticos porque su propio sensor se encarga de permitir o impedir que la electricidad circule entre ambas baterías cuando la tensión llega a 12,5V. El manual es mecánico y, si nos olvidamos de conectarlo, no cargarán las baterías.
– Booster. Una opción más cara pero aún más eficiente en velocidad. Además de gestionar la carga de la batería secundaria de forma controlada, también previene el envejecimiento prematuro de la misma.
Las estructuras y soportes son dispositivos que permiten colocar las placas solares en la parte superior de tu furgoneta camper y poder sacar el máximo rendimiento de tu instalación. Normalmente se clasifican en fijas y móviles y suelen estar fabricadas con materiales muy resistentes para soportar el desgaste de las condiciones climatológicas adversas (lluvias torrenciales, nieve, fuerte vientos, etc).
Funcionamiento de las placas solares fotovoltaicas
1. En un sistema de autoconsumo, las placas solares fotovoltaicas se encargan de absorber la energía solar fotovoltaica.
2. Una vez captada, el inversor solar convertirá la corriente continua en alterna para que podamos consumirla.
3. Si es una instalación aislada como sera la de nuestra Autocaravana, caravana o furgoneta camper, necesitaremos instalar baterías solares para acumular la energía solar y hacer uso de ella cuando no es posible producirla, es decir, durante la noche o días nublados. Si el sistema cuenta con acumuladores fotovoltaicos, será necesario tener reguladores para controlar la carga y descarga de las baterías.
Diferencias entre Placas solares fotovoltaicas: ¿monocristalinas o policristalinas?
Las placas solares también se pueden clasificar según la estructura de sus células fotovoltaicas. La gran mayoría de las placas están compuestas de silicio, pero no todos los silicios son iguales. En función de su grado pureza, distinguimos:
▷ Placas solares monocristalinas: estos módulos están compuestos por células con un único cristal, presentando un color azul o negro muy uniforme. Este tipo de panel es el que más eficiencia tiene (alrededor de un 18-20 %) y son los más caros ya que su proceso de fabricación es el más difícil de elaborar.
▷ Placas solares policristalinas: estos paneles están formados por células que tienen varios cristales, motivo por el que tiene un color azúl muy heterogéneo. Presentan muy buena relación calidad- precio, ya que su proceso de fabricación es muy rápido y su eficiencia oscila entre el 16 y el 18%.
Qué placas solares son mejores: ¿las monocristalinas o policristalinas?
Depende del clima del lugar donde vayan a ser instalados: las placas solares monocristalinas presentan mejor comportamiento en lugares fríos y los paneles policristalinos ofrecen mejor rendimiento en climas mayormente cálidos.
Es importante tener en cuenta que ambas opciones reducen su eficiencia a altas temperaturas (a partir de 25 ºC). Por ejemplo, la producción de una placa solar durante un día soleado de Agosto a 40 ºC es menor que en Febrero a 12ºC. Sin embargo, al ser los días más largos, la producción solar total será superior.
Por cada grado por encima de los 25ºC, las placas fotovoltaicas perderán entre un 0,4 y un 0,5% de eficiencia. El porcentaje exacto se puede comprobar en la ficha técnica del fabricante de los módulos solares.
▷ Paneles solares amorfos: por último, cabe mencionar las placas compuestas por células de silicio amorfo. Son las más económicas, ya que su proceso de fabricación es el más rápido. Son, también, las menos eficientes, ya que cuentan con un rendimiento mucho menor (6-8%). Por tanto, no son aconsejables ya que se necesitaría más espacio y más placas para generar la misma cantidad de energía.
Paneles solares fotovoltaicos según el número de células
Según el número de células, existirán tres tipos de placas solares que determinarán su potencia: a mayor número de células, más producción de energía. De este modo, clasificamos los módulos en:
▷ Paneles solares 12V: compuestos por 36 células en serie. Son utilizados en instalaciones aisladas de baja potencia. Por ejemplo, autoconsumo en autocaravanas para cubrir consumos básicos.
▷ Paneles solares 24V: compuestos por 72 células. Se utilizan en instalaciones aisladas de mediano y gran tamaño, en bombeos solares y en instalaciones de autoconsumo conectado a red.
▷ Paneles solares de conexión a red: estos módulos están formados por 60 células y son utilizados normalmente en instalaciones conectadas a la red eléctrica. Asimismo, también pueden utilizarse en instalaciones aisladas, siempre que utilicen reguladores MPPT.
A continuación, se muestra una tabla con el rendimiento de las placas solares según su cantidad de celdas (a mayor potencia, más energía generada):
| Nº de células | Potencia del panel | Energía (hora) |
|---|---|---|
| 36 células | 150W | 0,15 kWh |
| 60 células (12, 24 o 48V) | 270 – 320W | 0,27 – 0,32 kWh |
| 72 células (24 y 48V) | 330 – 400W | 0,33 – 0,4 kWh |
La potencia de un panel expresada en vatios (W) fija la cantidad máxima de energía que puede generar cada placa en condiciones ideales (irradiación solar de 1000W/m2 y a 25ºC de temperatura) y trabajando a pleno rendimiento.
Veamos un ejemplo: ¿Cuánta energía máxima pueden generar dos placas de 150W expuestas a 6 horas de radiación solar? kWh generados = 2* 150W* 6h = 1,8 kWh
¿Qué son las placas solares flexibles?
Las placas solares flexibles, también conocidas como maleables, son módulos que se pueden doblar para adaptarlos a la superficie en la que van a ser instalados. Este tipo de paneles no dispone de marco de aluminio ni de cristal de seguridad, lo cual posibilita que se amolde a cualquier entorno. Según su material de soporte, distinguimos:
▷ Paneles solares con soporte de tela: permiten un fácil transporte, son las más utilizadas ya que pueden ser dobladas sin que las placas sufran ningún daño.
▷ Paneles en soportes plásticos: son mucho más resistentes que los módulos con soporte de tela e ideales para soportar paneles fotovoltaicos.
▷ Paneles semirrígidos: no se pueden doblar completamente lo cual dificulta su transporte pero se adaptan perfectamente a las curvaturas de las superficies.
Para determinar qué tipo de soporte necesitas para los paneles flexibles será necesario conocer la superficie donde va a ser instalada.
Entre sus ventajas destacamos que estos módulos pesan mucho menos que los convencionales y que se pueden transportar fácilmente sin ningún tipo de problema. No obstante, su principal inconveniente es que son más caros que los tradicionales. Este tipo de paneles suele ser utilizado en barcos, autocaravanas, furgonetas, etc.
¿Qué son las baterías solares? Rentabilidad, tipos y mantenimiento
Las baterías solares son un componente de suma importancia en las instalaciones de autoconsumo ya que son las encargadas de acumular la energía eléctrica y nos permiten aprovechar al máximo la energía solar.
A continuación conocerás toda la información importante acerca de ellas en las instalaciones de placas fotovoltaicas: qué son, los beneficios que ofrecen, su funcionamiento, los diferentes tipos, cuál debes elegir según tus necesidades, etc.
¿Qué es una batería solar fotovoltaica?
Una batería fotovoltaica es el dispositivo que nos permite almacenar la energía que generamos a través de las placas solares durante las horas de sol, para así poder hacer uso de ella en los momentos que no es posible la producción, es decir, durante las horas nocturnas o días nublados. De este modo, estos dispositivos contribuyen a que tengamos electricidad en los momentos que las placas solares no están en funcionamiento.
¿Qué beneficios aportan los acumuladores de energía solar?
Además de ser una solución perfecta para acumular la energía que se produce mediante las placas fotovoltaicas, las baterías solares ofrecen otros muchos beneficios. Algunos de ellos son:
- Excelente comportamiento frente a variaciones en los electrodomésticos en uso de la vivienda, sin importar la cantidad de ellos que estén conectados en un mismo momento.
- No generan casi nada de contaminación, ayudando al cuidado del medio ambiente.
- Tienen una vida útil muy larga, en algunos casos pueden llegar a funcionar adecuadamente hasta 15 años.
- Nos permitirán aumentar la energía autoconsumida de nuestros paneles solares, y con ello reducir aún más nuestra factura de la luz.
¿Cómo funcionan las baterías para placas solares para camper?
Como acabamos de ver, las baterías solares se encargan de acumular la energía solar fotovoltaica para utilizarla cuando las placas solares no producen la electricidad suficiente. Pero ¿cómo lo hacen?
La batería solar está compuesta por una o más celdas electroquímicas que convierten la energía química en electricidad. Las celdas cuentan con un electrodo positivo y otro negativo, así como electrolitos que posibilitan el movimiento de los iones entre los electrodos. De este modo, se facilita el flujo de la corriente fuera de la batería para efectuar su función.
Todo el excedente que se haya generado a partir de la radiación solar que reciben las placas fotovoltaicas será almacenado en la batería perteneciente a la instalación y se podrá utilizar en momentos de iluminación escasa.
La capacidad para almacenar energía dependerá de la velocidad de descarga (a mayor tiempo de descarga, mayor será la cantidad que puede generar). Para dimensionar la capacidad de la batería se suelen tener en cuenta ciertos aspectos que veremos más adelante como el tipo de uso, si el consumo es diario o esporádico, potencia máxima de instalación, etc.
¿Cuándo son rentables las baterías para el autoconsumo fotovoltaico?
La instalación de baterías para almacenar energía solar es una opción que puede ayudarte a rentabilizar tu sistema fotovoltaico, sin embargo, depende del tipo de instalación:
1. Instalación no conectada a red: en las instalaciones de placas solares aisladas son imprescindibles para que puedas almacenar la energía que has generado.
Las instalaciones aisladas son completamente independientes al no estar conectadas a la red pública. Por tanto, no tienen ninguna comercializadora contratada y no se pueden acoger al mecanismo de compensación de excedentes.
2. Instalación conectada a la red: puede ser rentable o no. ¿De qué depende? De las horas de tu consumo:
- Si tu instalación presenta consumos altos durante las horas nocturnas, será muy recomendable que hagas uso de las baterías. Ejemplo: Personas con largas jornadas laborales durante las horas de luz.
- Si tu instalación presenta consumos altos durante el día, no recomendamos que realices esta inversión inicial. Ejemplo: Edificio de oficinas.
Si tienes dudas acerca de si realmente necesitas o vas a rentabilizar la batería solar, no dudes en contactar con nuestro equipo de expertos energéticos para que te asesoren en tu decisión en función de las características de tu proyecto de autoconsumo fotovoltaico.
Baterías de litio para instalaciones fotovoltaicas
Las baterías de litio son las que mejores prestaciones ofrecen y por este motivo, pese a ser recientes, se han posicionado como las líderes indiscutibles para la energía solar en viviendas.
Ventajas de las baterías de litio
- Carecen del “efecto memoria”, por lo que pueden cargarse en cualquier momento
- Permiten mayor densidad energética
- Menor tamaño y peso que las baterías convencionales, pudiendo ahorrar hasta un 70% de espacio
- Son las que más rápido se cargan
- No requieren mantenimiento
- No emiten gases contaminantes
No obstante, al tener una fabricación más cara que el resto de soluciones, son las más costosas. Su vida útil suele ser de 10 años.
¿Merece la pena invertir en una batería de litio?
Si prefieres no implicarte en el mantenimiento de la batería y poder optar a unas prestaciones superiores, merece la pena que inviertas un poco más y optes por baterías de litio. Es cierto que las baterías de plomo-ácido son más económicas, pero también requieren cierto cuidado y atención por parte del usuario: monitorizar la densidad del electrolito, vigilar los niveles, etc.
Otros tipos de baterías solares: AGM, Monoblock y Estacionarias
1. Baterías AGM (Absorbent Glass Mat)
Este tipo de baterías son ideales para aquellas instalaciones que implican una elevada intensidad de descarga, es decir, que cuenten con múltiples electrodomésticos con potentes motores eléctricos conectados al mismo tiempo. Están equipadas con una válvula que tiene el funcionamiento de renovar automáticamente la producción de energía, sin necesidad de llenar la batería de ácido, por lo que no requieren ningún mantenimiento periódico. Tienen una larga vida útil que ronda de los 5 a los 10 años.
Baterías de litio vs. Baterías AGM
En grandes instalaciones, la elección entre unas baterías u otras suele reducirse a baterías de litio vs. AGM. Las principales desventajas de las AGM frente a las de litio son:
- No es recomendable descargarlas más de un 50% para que mantengan una vida útil decente con un correcto funcionamiento. Sin embargo, las baterías de litio admiten una profundidad de descarga del 80-90% por lo que la utilización de energía es mayor.
- Por otra parte, hay que tener en cuenta el concepto de que la velocidad de descarga está relacionada con la capacidad total de la batería, es decir, a mayor velocidad de descarga, se reduce la cantidad de energía total que otorga la batería. Este efecto es mayor en las baterías AGM y por tanto, la energía total de la batería es menor.
2. Monoblock
Las baterías monoblock son una alternativa económica con muy buen rendimiento para instalaciones pequeñas y con un consumo relativamente bajo, es decir, para iluminar la vivienda, televisión, ordenador, frigorífico, etc. Sin embargo, no es recomendable su uso en lugares que contengan aparatos complejos, (es decir, que cuenten con motor).
Este tipo de baterías están contraindicadas para los picos de arranque altos que pueden producir algunos aparatos como las lavadoras o taladros. Si se utilizaran con este fin, se reduciría notablemente su vida útil, que suele rondar entre los 4 y 5 años. Dentro de esta tipología, podemos encontrar diversos grupos: monoblock plomo-ácido abiertas, de ciclo profundo y monoblock gel.
3. Estacionarias
Al igual que los modelos anteriores, este tipo de baterías solares también son de plomo-ácido con la diferencia de que su diseño es tabular, debido a que están pensadas para instalaciones que implican una constante entrada y salida de energía.
Estos modelos se caracterizan por presentar una gran durabilidad y exigencia, ya que toleran profundos ciclos de descarga con muy buenos resultados, por tanto, son la solución perfecta para el uso diario. Tienen una larga vida útil superior a la de los modelos anteriores, pudiendo alcanzar hasta los 15 años. Dentro de este tipo existen tres modelos diferentes: OPzS, OPzV TOPzS.
| Característica | Plomo-ácido | Litio |
|---|---|---|
| Profundidad de carga | 50-70% | 80-100% |
| Número de ciclos | 2.000-3.000 | 4.000-6.000 |
| Garantía | 2-5 años | 10 años |
| Carga | Poco eficiente y lenta | Muy eficiente y rápida |
| Eficiencia | 80-85% | 98% |
| Pérdidas | 15-20% | 2% |
| Tipo de uso | Autoconsumo e instalación aislada | Autoconsumo e instalación aislada |
| Resistencia a temperaturas altas | Moderada | Mejor resistencia |
| Emisión de gases | Leve | Nada |
| Mantenimiento | Periódico | Mínimo |
| Precio* | Alrededor de 200 € | Alrededor de 1.400 € |
*precio orientativo para una capacidad de 12V 150 AH
La primera impresión es que el precio del plomo-ácido sobre el litio es más barato, sin embargo, las baterías de plomo-ácido ofrecen menos ciclos que las baterías de litio. Al calcular el coste entre el número de ciclos, seguramente el precio a largo plazo será menor en las baterías de litio.
¿Cuánto duran las baterías de una instalación fotovoltaica?
No existe una duración determinada de las baterías solares, dependerá del número de ciclos que la batería es capaz de tolerar hasta que alcanza una capacidad del 80%.
Por consiguiente, si la sometemos a una labor de múltiples ciclos diarios, su vida útil se reducirá. Por el contrario, si su labor es de pocos ciclos diarios, su vida útil se prolongará.
| Tipo de batería | Nº ciclos* | Años (ciclo/día) |
|---|---|---|
| Plomo-ácido | 1.500 ciclos | 5 años |
| Litio | 5.000 ciclos | 13 años |
¿Qué inversor solar necesito para mi instalación fotovoltaica?
Un inversor solar es un componente de los sistemas solares fotovoltaicos que se encarga de convertir la corriente continua (energía producida por las placas solares) en corriente alterna (electricidad que podemos utilizar), de tal forma que podamos generar y consumir nuestra propia electricidad.
¿Cómo funcionan los inversores de corriente para placas solares?
Cuando pensamos en una instalación de autoconsumo fotovoltaico, conviene prestar atención a todos los componentes de la instalación solar. Sin embargo, en el caso de los inversores es especialmente importante ya que al ser el convertidor de corriente es el responsable de que podamos hacer uso de la energía generada.
Cuando las placas fotovoltaicas reciben luz, se produce corriente continua gracias al movimiento de los electrones presentes en las células fotovoltaicas de un panel solar. En este punto, comienza el papel del inversor solar convirtiendo la electricidad en corriente alterna.
De este modo, una vez convertida ya podremos hacer uso de la lavadora, horno, dispositivos electrónicos, etc. Además, si generamos más electricidad de la que consumimos, podemos acumularla en las baterías solares o verterla a la red.
Además de su función principal, también se encargan de:
- Facilitar que los instaladores y propietarios puedan supervisar el correcto funcionamiento de su instalación. En caso de que existiera alguna anomalía, estos son capaces de parar la producción de energía, evitando de este modo cualquier riesgo asociado a un problema eléctrico.
- Facilitar información acerca del diagnóstico de los equipos para una temprana solución de problemas.
- Optimizan el rendimiento global de la instalación, ya que permiten obtener el máximo aprovechamiento energético de cada una de las placas solares fotovoltaicas.
¿Qué tipos de inversores fotovoltaicos existen?
A la hora de clasificar los tipos de inversores, en primer lugar debemos diferenciarlos según el tipo de instalación de paneles solares: de conexión a red o aisladas.
Inversores de conexión a red
Este grupo lo componen aquellos inversores que transforman la energía generada por las placas solares en electricidad para el consumo en viviendas y/o negocio y que necesitan estar sincronizados con la red eléctrica general.
Además de convertir la corriente continua en alterna, también se encargan de mantener la tensión de energía generada por las placas un poco por encima que la de la red. De este modo, se antepone la utilización de energía solar, ahorrando lo máximo posible gracias al autoconsumo.
Los inversores de conexión a red no son válidos para instalaciones aisladas.
La principal función de los inversores es convertir la corriente, no obstante, en función de su tecnología tendrán unas funcionalidades u otras:
1. String
Conocido también como el inversor centralizado o “de cadena”. Se trata del inversor estándar, cada panel es conectado en serie y la energía producida se envía a un único inversor. Los optimizadores pueden mejorar el rendimiento en las condiciones en las que cada placa tiene una producción diferente (con sombras).
No todos los inversores de String funcionan con optimizadores, tendrás que asegurarte según el fabricante.
2. Microinversor
Este inversor es conocido como el inversor distribuido, ya que a diferencia con el String (hay un único inversor), aquí se sitúa uno en cada placa solar.
Una vez que entendemos la funcionalidad y los diversos tipos de inversores, el paso siguiente es decidir cuál es el que te conviene para tu instalación de autoconsumo. La elección dependerá de tu tipo de instalación:
▷ String: Instalaciones estándar sin sombras o sombras muy puntuales durante el día.
▷ Microinversores: Si tienes pensado aumentar la instalación en el futuro.
▷ Optimizadores: Si tu instalación tiene muchos requisitos y/o sombras.
Si estás buscando la opción perfecta para tu vivienda o negocio, el equipo de asesores energéticos estudiará tu caso en función de tus necesidades específicas.
Inversores para instalaciones fotovoltaicas aisladas
Este tipo de inversores son utilizados en instalaciones sin conexión a la red eléctrica. La utilización de baterías es necesaria en todos ellos. Son ideales para sistemas solares en autocaravanas, barcos, casas de campo, etc. Dentro de este grupo, encontramos:
1. Aislada
Transforman la corriente de las baterías a 220V con la finalidad de alimentar los electrodomésticos. Este tipo está programado para parar el suministro cuando la tensión es demasiado baja y de este modo, evitar las sobredescargas.
2. Inversor-cargador
Este tipo de inversores se caracterizan por tener además del inversor para instalaciones aisladas, un cargador que se activa cuando la tensión de las baterías es muy baja. De este modo, podrá proporcionar de nuevo la energía necesaria a las baterías para el suministro en la vivienda. Entre sus ventajas no dependemos totalmente de la energía solar al tener baterías y además, suministra la energía al mismo tiempo que se cargan las baterías.
Al contar con un cargador, se pueden cargar las baterías cuando se necesite (ejemplo: días lluviosos). Por tanto, al no depender totalmente de la energía solar no es necesario diseñar la instalación para cubrir las necesidades energéticas en casos concretos reduciendo el número de placas y la capacidad de la batería, lo cual conlleva un ahorro económico importante de la instalación.
Inversores híbridos
Este tipo de inversores comprende aquellos que permiten la captación de energía tanto de la red eléctrica como de las baterías solares. Son muy versátiles para instalaciones fotovoltaicas en viviendas. Ideales para aquellos hogares a los que la red de energía llega escasamente, ya que aprovecha máximamente todos los recursos de tu instalación. En definitiva, es un equipo “todo en uno”: inversor, regulador solar y cargador.
¿Cuál debe ser la ubicación del inversor de corriente? ¿Y su tamaño?
El inversor debe colocarse en un lugar al que se pueda acceder sin problemas y que al mismo tiempo no se encuentre al alcance de aquellos que se pudieran enfrentar a riesgos, como por ejemplo los niños pequeños. Además, debe colocarse cerca de las placas solares y en lugares bien ventilados . No conviene situarlo al lado de lugares donde se acumule el calor y/o que reciban luz del sol de manera directa, ya que este tipo de dispositivos suele sufrir calentamiento.
La gran mayoría de los inversores apenas tienen ruido, no obstante, recomendamos preguntar al fabricante para asegurar que no va a interrumpir su descanso.
El tamaño del inversor dependerá de la potencia para que se ajuste a tu sistema fotovoltaico. No es un tema sencillo pero sí esencial, ya que si escoges uno con una potencia inferior no tendrás energía suficiente para cumplir con tus necesidades.
Si escoges un inversor con una potencia muy superior a la de tus placas solares, no obtendrás el máximo rendimiento de tu instalación fotovoltaica. Por el contrario, si escoges uno con una potencia muy superior puede que este no arranque. Los inversores tienen un rango de funcionamiento óptimo que depende del número de placas solares instaladas. En caso de duda, siempre es más conveniente elegir uno un poco inferior. Por ejemplo, si la potencia de tu instalación es de 3,2 kW te recomendamos que preferiblemente optes por uno de 3 kW que por uno de 4 kW.
¿Inversor de onda senoidal pura o modificada?
Además de la clasificación de inversores en función del tipo de instalación (conectada a la red o aislada), es imprescindible conocer que hay dos tipos en función de su tipo de onda:
- Onda senoidal pura: este tipo de inversor es apto para cualquier tipo de electrodomésticos, están diseñados para ser utilizados en instalaciones aisladas sin ocasionar interferencias, ya que reproducen una onda uniforme entre diversos pulsos.
- Onda modificada: son válidos para dispositivos electrónicos que no tengan motor, ya que no funcionan bien con aparatos complejos (lavadora, taladros, etc.). A diferencia de los anteriores, estos producen ondas más bruscas y segmentadas.
Al utilizar inversores de onda senoidal pura, el tipo de corriente con el que alimentas a los aparatos electrónicos es siempre igual. Recomendamos utilizar este tipo de inversores porque de lo contrario la vida de los dispositivos se verá reducida.
¿Qué es la potencia nominal y la potencia pico en una instalación?
En el proceso de elección del inversor, también debemos conocer estos conceptos: La potencia pico es la cantidad de kW instalados y la potencia nominal fotovoltaica es la potencia del inversor, es decir, la energía transformada apta para el consumo. La potencia nominal es la que marca el límite ya que no es posible producir más energía que la que el inversor es capaz de convertir. No obstante, las instalaciones suelen contar con una potencia pico superior con el fin de cubrir totalmente la capacidad del inversor, mejorar el rendimiento de la instalación y que resulte viable satisfacer las necesidades energéticas.
Por tanto, potencia nominal y potencia pico deben ir de la mano. Una instalación con mucha potencia pico y potencia nominal muy baja estará limitada por el inversor; y en el caso contrario, el inversor no arrancará.
¿Qué son los reguladores solares y cuál elijo según mi instalación?
Si tienes una instalación fotovoltaica con baterías, es imprescindible que conozcas la importancia del regulador de carga y cómo influye en el rendimiento completo de tu sistema fotovoltaico. La elección de uno u otro dependerá de cómo sea tu instalación por lo que debes estudiar diversos aspectos antes de efectuar tu decisión.
¿Qué es un regulador de carga y cuáles son sus funciones?
El regulador de carga es una pieza muy importante en las instalaciones fotovoltaicas. Se trata del dispositivo encargado de controlar continuamente el estado de carga de las baterías, así como de regular su intensidad de carga. Por tanto, este componente de las instalaciones de paneles solares mejora el rendimiento del sistema fotovoltaico y alarga la vida útil de las baterías, resultando imprescindible en las instalaciones aisladas.
Los reguladores de carga cuentan con una tecnología muy avanzada que permite que se adapten automáticamente a las directrices que marca la batería, aunque se pueden regular manualmente distintos parámetros. Este dispositivo cumple con 3 funciones principales en el autoconsumo fotovoltaico:
- Protege a las baterías solares frente a sobrecargas y/o sobredescargas profundas: si se da el caso de que la batería esté cargada al 100%, el regulador la desconectará evitando sobrecargas. Por el contrario, si su nivel de carga se encuentra por debajo de cierto límite, se desconecta de la red de consumo y se deja de utilizar evitando que esta se descargue por un punto inferior de la red de consumo y se deja de utilizar evitando que esta se encuentre en un punto inferior de la profundidad marcada en el diseño de la instalación por lo que, el regulador se encarga de que la batería se encuentre en su punto óptimo.
- Protege a la batería frente a sobretensiones: Cuando las placas solares no reciben luz (noche o días lluviosos), las baterías cuentan con más tensión que los paneles. Por tanto, el regulador se encarga de protegerlas para bloquear el paso de corriente inversa y prevenir que sufran daños por sobretensiones.
- Evita que las baterías se descarguen durante la noche: el regulador detecta la oscuridad y desconecta la entrada para prevenir que la circulación de corriente de la batería a los paneles.
Además, algunos reguladores pueden realizar el proceso de ecualización, ya que determinados acumuladores solares necesitan cargas periódicas para mantener el dispositivo en un estado óptimo.
¿Qué tipos de reguladores de carga existen? PWM Y MPPT
Existen dos tipos de reguladores solares: PMW y MPPT. A continuación, vemos las peculiaridades entre uno y otro:
Reguladores PWM
Sus siglas corresponden a “Pulse-Width Modulation”, es decir, modulación por ancho de pulsos. Se trata de la modalidad más común para instalaciones aisladas de 12V y 24V. Además, su vida útil es bastante larga ya que están fabricados con componentes muy sencillos, lo que los hace idóneos para pequeñas y medianas instalaciones.
Estos reguladores utilizan el voltaje que necesita la batería para su carga y descarga, lo que se traduce en que si el módulo produce 16V y la tensión es de 12V para su carga, el regulador proporcionará dicha cantidad (12V) y los 4V restantes serán desechados, ocasionando que no se aproveche su rendimiento completo.
Durante la carga, el regulador PWM pasa la corriente de la placa a la batería fotovoltaica hasta que la carga se complete y, en ese momento, se conecta y desconecta la batería de la placa hasta que esta se encuentre al 100% y se desconecte totalmente. Estos reguladores suelen venir con una configuración programada que posibilita conectar distintos tipos de baterías de 12 ó 24V.
Aunque no es obligatorio, es aconsejable que el regulador cuente con display digital para que nos pueda proporcionar toda la información posible de nuestra instalación fotovoltaica. No obstante, casi todos cuentan con algún tipo de indicador que permite conocer cuánta electricidad producen las placas, cuánta se está consumiendo y el nivel de las baterías.
Este tipo de reguladores se utilizan en instalaciones donde la estructura sea más compleja y exista cierta distancia entre el regulador y las placas solares.
Funcionamiento de los reguladores PWM
El funcionamiento de estos reguladores se basa en diodos y es muy sencillo. La placa solar se encuentra conectada a la batería y el regulador PWM actuaría como si fuera un interruptor que se va abriendo y cerrando en función de la tensión que haya en la batería. ¿Cómo?
- Si la batería está descargada, el interruptor estará cerrado.
- Por el contrario, si la batería se está cargando, el interruptor se abrirá.
Los diodos son unos componentes que permiten el flujo de la corriente en una sola dirección. En una instalación fotovoltaica existen dos tipos: de bloqueo (evitan que las baterías se descarguen a través de las placas cuando no hay suficiente luz y por tanto, no generan electricidad) y de by-pass (protegen a las placas de posibles averías por las sombras parciales en los módulos fotovoltaicos).
Al controlar el flujo de la corriente eléctrica hacia la batería, se le protege de sobredescargas y se evitan daños.
Por último, los reguladores cuentan con un interruptor que se desconecta de la batería antes de que esta se quede vacía, evitando la descarga profunda
Inconvenientes reguladores PWM
- La tensión de trabajo debe ser la misma en la baterías solares que en los paneles, esto se traduce en que si el panel tiene más voltaje que la batería se reduce para ajustarse y por tanto su producción será menor, pudiendo generar unas pérdidas de potencia de hasta un 30%.
Reguladores MPPT
Sus siglas corresponden a Maximum Power Tracking, es decir, seguidor punto de máxima potencia. Estos reguladores se caracterizan por utilizar toda la potencia de las placas solares, independientemente de las diferencias de voltaje que existan entre el panel y la batería. De este modo, tal y como indica su nombre “maximizador”, siempre permanece la tensión en su punto óptimo.
Por ejemplo, si tu instalación produce 1 kWp con un voltaje de 100V y una intensidad de 10A, para adaptarse a tus baterías de 48V, se reducirá el voltaje a 48V y se aumenta la intensidad a 20.8A, lo cual te permite que mantengas la potencia producida. De este modo, se utilizará parte para el suministro y la energía sobrante para cargar las baterías.
Este tipo de reguladores se utilizan en instalaciones donde la estructura sea más compleja y exista cierta distancia entre el regulador y las placas solares.
Funcionamiento de los reguladores MPPT
Para comprender su funcionamiento, pensemos en un regulador tradicional. Cuando este se encuentra cargando una batería descargada, cierra el circuito que conecta a los módulos con la batería. Esto se traduce en que las placas solares se ven obligadas a trabajar a la misma tensión que la de las baterías, la cual no suele coincidir con la tensión nominal del panel.
Sin embargo, los reguladores de carga MPPT se encargan de calcular constantemente la tensión a la que la placa puede producir la máxima potencia para unas condiciones específicas. Por ejemplo, si la tensión de máxima potencia es 17V, permitirá que el módulo trabaje a 17V sin importar la tensión del acumulador solar, es decir, consiguiendo que se aumente la intensidad de carga de la batería.
Al no depender de la tensión de las baterías solares, los reguladores MPPT se encuentran siempre en este punto óptimo. De este modo, el seguidor de máxima potencia permite que las placas solares obtengan hasta un 30% más de rendimiento que los reguladores PWM.
Por tanto, con estos reguladores es posible utilizar módulos que no estén exclusivamente diseñados para trabajar con esa tensión, ¿qué quiere decir?
En las instalaciones de 12V se suelen utilizar placas solares de 36 células, para las de 24V son de 72 células. Sin embargo, existe un tipo de placas solares que tiene 60 células (se quedarían cortos para 24V y demasiado grandes para 12V). Con los reguladores MPPT es posible utilizar los módulos de 60 células para cargar las baterías en instalaciones de 12V, evitando que se ocasionen pérdidas de potencia.
La gran mayoría de los reguladores MPPT cuentan con una eficiencia de aproximadamente un 95% (lo cual podría variar por condiciones climatológicas adversas u otros factores).
Inconvenientes reguladores MPPT
- Precio mucho más elevado que los PWM (una media de 150 euros más).
Comparativa entre los tipos de reguladores: PWM y MPPT
¿Qué regulador solar elegir según mi instalación fotovoltaica?
La elección de un tipo u otro dependerá de tu instalación solar y el uso que vayas a darle a la misma. Según sea tu instalación, te recomendamos:
PWM
Si tienes una instalación aislada que no uses diariamente (placas solares en autocaravanas, casas de campo, barcos, etc) con baterías y voltajes de 12 o 24V. Ideal para instalaciones pequeñas con 4 o menos placas solares.
| Tensión baterías | Células en serie |
|---|---|
| 12V | 36 |
| 24V | 72 |
| 48V | 144 |
▷ Si la batería de la instalación es de 12V, la placa solar debe ser también de 12V y 36 células solares. La única manera de conectar las placas con baterías de 12V es en paralelo. De este modo, las placas trabajarán con una tensión lo más cercana posible al punto de máxima potencia.
▷ Por otra parte, si la batería es de 24V puedes poner 2 placas fotovoltaicas de 12V y 36 células o, utilizar paneles de 24V y 72 células (en paralelo para trabajar lo más cerca posible al punto de máxima potencia de los paneles).
▷ Por último, podrías conectar 2 placas de 72 células o 4 de 36 (en serie) para 48V.
MPPT
En aquellas instalaciones con grandes consumos eléctricos a diario y que exista un distancia considerable entre las placas y baterías, así como diferentes voltajes entre estas. Recomendada en instalaciones con más de 4 paneles solares.
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