Sistemas de energía fotovoltaica

La energía solar es una de las mejores opciones para el consumo de energía limpia y por esta razón actualmente familias y empresas comienzan a aprovechar el potencial de esta gran fuente. Una de las alternativas utilizadas son los sistemas fotovoltaicos. En este artículo explicaremos qué son, sus diferentes tipos, como funcionan y todo lo que tienes que saber al respecto.

El sol es el mayor proveedor de luz y calor que tenemos para nuestro planeta. Una fuente de energía natural que se puede aprovechar para obtener tanto térmica como eléctrica. La energía solar fotovoltaica es aquella que se obtiene al convertir la luz solar en electricidad empleando una tecnología basada en el efecto fotoeléctrico. Se trata de un tipo de energía renovable, inagotable y no contaminante que puede producirse en instalaciones que van desde los pequeños generadores para autoconsumo hasta las grandes plantas fotovoltaicas.

Se basa en el llamado efecto fotoeléctrico, por el cual determinados materiales son capaces de absorber fotones (partículas lumínicas) y liberar electrones, generando una corriente eléctrica. Para ello se emplea un dispositivo semiconductor denominado celda o célula fotovoltaica, que puede ser de silicio monocristalino, policristalino o amorfo, o bien otros materiales semiconductores de capa fina. Cuando la radiación solar “choca” con estos, que forman los paneles solares, los electrones saltan de una cara a otra del panel, por lo que se genera una corriente eléctrica.

Es un sistema particularmente adecuado para zonas rurales o aisladas, donde el tendido eléctrico no llega o es dificultosa o costosa su instalación, o para áreas geográficas cuya climatología permite muchas horas de sol al año.

Las plantas fotovoltaicas se caracterizan por ser capaces de responder ante altas demandas de electricidad, gracias a sus redes de paneles solares. Después, por medio de unos inversores solares esa corriente continua se transforma en energía alterna, que por último pasa a la red eléctrica para su distribución.

Sus principales componentes

Ahora que ya hemos establecido qué son los sistemas fotovoltaicos, podemos explicar sus principales componentes. Muchas personas, cuando están conociendo el mercado fotovoltaico, llegan a creer que el sistema son solamente los paneles solares, pero esto no es así y a pesar de que son parte importante en todo el procedimiento, los módulos solares son una parte de todo el proceso. A continuación detallamos sus componentes primordiales:

• Panel solar: este dispositivo se encarga de recibir la energía proveniente del sol a través de las células fotovoltaicas; de estas se puede elegir entre módulos policristalinos y monocristalinos.
• Acumulador o batería: es uno de los elementos más importantes, porque este almacena la corriente continua para que durante el tiempo que haya más escasez de luz solar, se pueda abastecer la casa o negocio.
• Regulador de carga: se encarga de administrar la energía que se encuentra almacenada en la batería, es decir, que su función es que dicho acumulador no se descargue provocando una falta de electricidad o se sobrecargue pudiendo dañar al sistema fotovoltaico.
• Inversor: aquí la energía continua del regulador se convierte a corriente alterna (la que podemos utilizar).
• Medidor bidireccional: este tipo de medidor es muy semejante al que normalmente se utiliza, pero la diferencia radica en cómo calcula el consumo de energía

Tipos de instalaciones solares: on-grid, off-grid e hibridos

Cuando hablamos de instalaciones solares tenemos que definir qué tipo de sistema vamos a proyectar en función de los objetivos que deseamos cumplir. Existen tres tipos bien definidos de instalaciones solares fotovoltaicas.

Los más habituales, dependiendo de la forma en que manejan la energía, son los siguientes:

Off-grid o Isla: son los sistemas de instalaciones solares que están completamente desconectados de la red eléctrica. Estos sistemas son independientes y se utilizan a menudo en áreas aisladas sin acceso a la red o en los casos donde se desea una completa independencia. Al estar totalmente aislados requieren acumular la energía para que pueda ser utilizada en los momentos en los que no hay sol , como los horarios nocturnos o casos de días nublados. Se compone de paneles solares, controladores, inversores y baterías con la capacidad suficiente para cubrir un tiempo calculado de consumos.

• Ventaja: Provee independencia energética, energía limpia y de largo plazo
• Desventaja: el costo es más alto por la integración de baterías. Generalmente tienen un dimensionamiento más grande para cubrir varios días sin generación.

On-grid, Grid-tied o conectado a la red: este tipo de sistemas utilizan paneles solares e inversores que están montados sobre la red eléctrica existente aportando su producción. De esta forma, se logra un ahorro sustancial en el costo y, en los casos donde la generación eléctrica excede lo consumido, lo entregan a la red para ser utilizado. Estos sistemas que están conectados a la red no tienen necesidad de baterías, ya que se utiliza en los momentos donde los paneles no producen energía.

• Ventaja: el costo del sistema y su instalación es mucho más económico que en el caso de los sistemas off-grid, al no tener baterías que agregar. También permiten que el proceso se haga en etapas, al tener la red como proveedor adicional.
• Desventaja: estos sistemas no funcionan ante un corte de energía, ya que por su naturaleza aportan electricidad en sincronía con la red eléctrica existente. Si detecta un corte, por seguridad, el sistema deja de aportar.

Híbridos: son la tendencia actual en lugares con acceso a la red en los que se desea bajar los costos de energía eléctrica. Estos sistemas conjugan lo mejor de los dos anteriores, incorporando baterías y pudiendo funcionar como off-grid, pero aprovechando la red eléctrica en el caso que las baterías o los paneles no sean suficientes. Además, ante un excedente en la producción eléctrica pueden volcarlo a la red existente para ser utilizado por otros usuarios. En este tipo de sistemas los inversores tienen la capacidad de ser programados para funcionar de diferentes formas, resolviendo la mayor parte de las situaciones.

• Ventajas: las instalaciones pueden ser más pequeñas que en el caso de la configuración off-grid, ya que tienen la red a modo de adicional ante la posibilidad de que los paneles o las baterías no sean suficientes.
• Desventajas: los inversores utilizados tienen un costo algo más alto que los on-grid y off-grid.

En función de estas definiciones podemos evaluar cuál es el mejor sistema para nuestro proyecto y transmitirlo, estos datos ayudarán a dar con los componentes adecuados evitando sorpresas en cuanto a precios y rendimiento.

Ley de Generación Distribuida

La Generación Distribuida es el uso de Fuentes Renovables, como el sol, el viento, el agua en cauces de río, la biomasa, y otros, con el fin de generar energía eléctrica destinada al autoconsumo y, a su vez, inyectar el excedente a la red de distribución.

Los equipos de generación distribuida, como paneles solares, pequeños aerogeneradores u otras tecnologías, pueden instalarse en industrias, PyMEs y hogares, generando un ahorro económico en la factura del servicio eléctrico y contribuyendo a la mitigación del cambio climático.

El Régimen de Generación Distribuida es una iniciativa del gobierno nacional que establece el marco regulatorio para que los usuarios de la red de distribución generen energía eléctrica de origen renovable para su autoconsumo, con eventual inyección de excedentes a la red.

El Usuario-Generador es un cliente del distribuidor que ya conectó su equipo de generación distribuida bajo la normativa vigente en la Ley 27.424. El mismo es la empresa que presta el servicio de distribución de energía eléctrica. El medidor bidireccional es un dispositivo que instala la mencionada empresa, con el cual se registra y mide la energía consumida e inyectada a la red de distribución.

El ente regulador es quien controla el cumplimiento de la normativa técnica y los requerimientos de la ley, regula las tarifas de los servicios y aplica sanciones por incumplimiento. Es quien actúa de intermediario entre el Usuario-Generador y el Distribuidor.

La autoridad de Aplicación del Régimen es la Secretaría de Gobierno de Energía y es quien establece objetivos nacionales y lineamientos generales, determina la normativa técnica y los estándares de calidad, implementan los mecanismos de promoción y fomento, y verifica el cumplimiento de las metas propuestas.

Entre las definiciones más destacadas se encuentra la de los tres tipos de Usuarios-Generadores: pequeños (hasta 3 kW), medianos (desde 3 kW hasta 300 kW) y mayores (desde 300 kW hasta 2 MW).

La energía eléctrica generada mediante paneles solares fotovoltaicos es inagotable y no contamina, por lo que contribuye al desarrollo sostenible, además de favorecer el progreso del empleo local.