Si espera diseñar su propio panel fotovoltaico para aprovechar la energía limpia y renovable, es muy probable que se sienta un poco perdido. Los paneles fotovoltaicos son una de las mejores maneras de desconectarse de la red o de proporcionar energía a su hogar en caso de emergencia. El problema es diseñar realmente su sistema. De repente, necesita saber cosas como "tensión de la matriz" y "tensión fotovoltaica" solo para averiguar cuántos paneles debe instalar.
Aunque aprender los entresijos de la tensión de los paneles fotovoltaicos puede ser complicado al principio, los resultados valen la pena. Estará un paso más cerca de la independencia energética y disfrutará de un poco de seguridad durante futuros apagones. O bien, puede equipar una autocaravana con paneles solares y llevar consigo energía verde.
¿Qué es la energía fotovoltaica?
Generalmente, la energía fotovoltaica (FV) se refiere a los sistemas de generación fotovoltaica, que utilizan células solares para convertir la irradiancia en electricidad. Por ejemplo, un panel solar puede denominarse panel FV.
¿Qué es un sistema de paneles solares?
Generalmente, un sistema de paneles solares es un conjunto de múltiples paneles fotovoltaicos (FV) que producen energía eléctrica. Un sistema de paneles solares suele estar compuesto por grandes grupos de paneles solares; sin embargo, puede utilizarse para definir casi cualquier tipo de grupo de paneles solares para cualquier escenario. Hoy hablaremos de todo lo que necesita saber sobre la tensión y el tamaño de un sistema de paneles fotovoltaicos. También puede aprender cómo conectar paneles solares en serie vs. en paralelo aquí.
¿Qué es la tensión de los paneles?
Al construir un sistema de paneles fotovoltaicos, necesita algunos datos importantes. Estos son la tensión máxima de entrada de su inversor y la tensión de su sistema de paneles fotovoltaicos. La tensión de su sistema de paneles fotovoltaicos es la tensión total de todos sus módulos cuando se conectan en serie. Cuantos más módulos se conecten en serie, mayor será la tensión de su sistema de paneles fotovoltaicos.
Esto es importante porque cuantos más módulos tenga, más energía podrá generar. Cuanta más energía tenga, más podrá almacenar o utilizar para mantenerse desconectado de la red. Sin embargo, su generación de energía está limitada por la tensión máxima de entrada de su inversor. Si no conoce la tensión de su sistema de paneles fotovoltaicos y lo sobredimensiona, corre el riesgo de sobrecargar su inversor.
Si sobrecarga su inversor, existe la posibilidad de que se produzcan problemas y su sistema eléctrico sufra daños como resultado. Peor aún, los daños causados por un inversor sobrecargado podrían provocar un incendio eléctrico. Pase lo que pase, un sistema de paneles fotovoltaicos dañado no es bueno, por lo que es aconsejable empezar con un sistema de tamaño adecuado.
La forma en que conecte sus módulos afecta a la tensión de su sistema de paneles fotovoltaicos. Los módulos se pueden conectar en serie, en paralelo o en una combinación.
Cuando se conectan en serie, la suma de la tensión de cada módulo le dará la tensión total de su sistema de paneles. Sin embargo, cuando se conectan en paralelo, la tensión es simplemente la tensión de un solo módulo.
Tenga en cuenta que los módulos conectados en paralelo seguirán afectando el amperaje total del sistema. Normalmente, se recomienda conectar los módulos en serie para maximizar la salida.
La disposición de sus módulos dependerá de la cantidad de potencia que desee, del espacio que tenga y de dónde instale sus módulos. Con un sistema fotovoltaico correctamente ensamblado que maximice la tensión del sistema fotovoltaico, puede disminuir su dependencia de la red, crear un sistema de batería de respaldo o desconectarse completamente de la red.
Al construir su sistema, es muy importante mantener la uniformidad de sus módulos. Una vez que elija un módulo, quédese con el fabricante de ese módulo. No mezcle fabricantes, incluso si la potencia y las tensiones son las mismas. Si bien puede ser tentador, especialmente si parece que le ahorrará algo de dinero, lo más probable es que pierda una valiosa eficiencia.
Un sistema que no es lo más eficiente posible es un desperdicio, así que obtenga el máximo valor quedándose con un solo fabricante.
¿Qué es la tensión fotovoltaica?
La tensión fotovoltaica, o voltaje fotovoltaico, es la energía producida por una sola celda fotovoltaica. Cada celda fotovoltaica crea una tensión de circuito abierto, generalmente conocida como VOC. En condiciones de prueba estándar, una celda fotovoltaica producirá alrededor de 0,5 o 0,6 voltios, sin importar cuán grande o pequeña sea la celda en realidad.
Tenga en cuenta que la tensión fotovoltaica es diferente de la energía solar térmica. Aunque puede ser fácil confundir o mezclar los dos términos, se refieren a la energía generada a través de diferentes procesos.
La energía solar térmica se genera con paneles solares térmicos, que dependen de la luz solar para calentar fluidos como aceite, agua o aire. En cambio, los paneles fotovoltaicos dependen del efecto fotovoltaico para generar energía. El efecto fotovoltaico describe un proceso de generación de voltaje en el que un material portador de carga se expone a la luz, lo que provoca la excitación de los electrones.
El voltaje en circuito abierto se puede encontrar con un multímetro o un voltímetro cuando el módulo no está bajo carga. También puede encontrar este número en la hoja de datos del módulo. Tenga este número a mano para más adelante en caso de que necesite calcular el tamaño del sistema fotovoltaico que espera construir.
Al igual que la corriente alterna normal, puede utilizar la tensión fotovoltaica para alimentar lo que desee. Con un banco de baterías y un sistema conectado a la red, puede crear un sistema de respaldo de energía muy eficaz para apagones o emergencias. Todo lo que necesita hacer es cambiar a sus bancos de baterías mientras está fuera de la red.
Con algunos paneles solares para autocaravanas, podría disfrutar fácilmente de un viaje de camping con energía. Con un banco de baterías lo suficientemente grande, podría desconectarse de la red para siempre.
¿Cómo se calcula la tensión fotovoltaica?
Calcular la tensión fotovoltaica es muy importante al determinar el tamaño de su sistema fotovoltaico. La razón de esta importancia es que la tensión tiene una relación inversa con la temperatura ambiente.
Cuando hace más frío en su área, su cadena de paneles producirá más voltaje. Cuando hace calor afuera, el voltaje producido por sus paneles disminuirá. Si por error arma un sistema que excede el voltaje máximo de entrada de su inversor, puede dañar su sistema eléctrico y provocar un incendio.
Por eso, comenzamos por encontrar el Voc_max del módulo, el voltaje máximo del módulo, al corregir la temperatura ambiente más baja esperada en el sitio de instalación. Para encontrar el Voc_max del módulo, deberá introducir algunos detalles en la siguiente fórmula:
Voc_max del módulo = Voc x [1 + (Tmin - T_STC) x (Tk_Voc/100)]
Comencemos con VOC. VOC es el voltaje de corriente abierta nominal de sus módulos, que se puede encontrar en su hoja de datos. La temperatura ambiente más baja esperada es Tmin. Un poco de investigación sobre el clima de su área debería revelarlo. Luego está T_STC. Esa es la temperatura en condiciones de prueba estándar, que siempre es de 25°C.
Por último, Tk_Voc es el coeficiente de temperatura de la tensión de circuito abierto del módulo. Esto se encuentra generalmente como un %/°C en la hoja de datos del módulo, y siempre se expresa como un número negativo.
Una vez que tenga el voltaje máximo de su módulo, todo lo que necesita es la entrada de voltaje máxima para su inversor. Normalmente, puede encontrar esto en la hoja de datos del inversor. A partir de aquí, divida el voltaje de entrada máximo de su inversor por el Voc_max de su módulo, y obtendrá el tamaño máximo de la cadena para su arreglo. El número resultante le permitirá saber qué tan grande puede ser el tamaño de la cadena de su arreglo.
¿Cómo se calcula la tensión de un sistema solar?
Encontrar el voltaje de su sistema solar depende completamente del diseño de su sistema. Puede conectar sus módulos en serie o en paralelo, siendo el estilo más común en serie. Si conecta sus módulos en serie, sume el voltaje de cada módulo. Es tan simple como eso. En este caso, el voltaje de su sistema solar es siempre el voltaje total de todos sus paneles.
Conectar sus módulos en paralelo es igual de sencillo pero completamente diferente. Cuando se conectan en paralelo, debe sumar los amperios de cada panel, ya que el amperaje es lo único que cambia. En este caso, el voltaje del sistema solar es siempre el voltaje de un panel individual, independientemente de cuántos tenga conectados.
Calcular la tensión de su sistema solar es fundamental si está diseñando su propio sistema. Esto se debe a que tener demasiados paneles en serie puede exceder la tensión de entrada máxima de su inversor, y eso suele ser una mala idea.
Siendo el inversor una de las partes más críticas de su sistema fotovoltaico, no puede permitirse el lujo de dañarlo. Sin él, no podrá convertir la energía producida por su sistema fotovoltaico en corriente alterna (CA) utilizable.
Independízate energéticamente hoy mismo
Una vez que tenga los números, podrá proceder con seguridad al diseño de su propio sistema fotovoltaico. Ahora, todo lo que tendrá que hacer es decidir si lo quiere montado en el suelo o en el techo. Después de eso, solo será cuestión de conectarlo con su sistema eléctrico existente.
Si algo de esto le hace dudar de sus capacidades de instalación, no se preocupe. La mayoría de los electricistas podrán ayudarle con la instalación de un sistema fotovoltaico. Sin embargo, si desea aprender más o ampliar las capacidades de su sistema fotovoltaico, estamos aquí para ayudarle.
Explore todos nuestros videos educativos, recursos y artículos sobre temas como la medición neta para descubrir lo que un sistema solar puede hacer por usted. Desconéctese completamente de la red con un pequeño sistema solar para el hogar. Agregue bancos de baterías a su sistema para almacenar energía y usar menos energía de la red, o manténgase encendido durante los apagones. Incluso puede usar un generador solar portátil para alimentar dispositivos mientras camina o viaja.
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