Glosario de energía solar
Introducción
¡Bien empezado, medio terminado! Lo primero para construir un sistema solar es familiarizarse con los términos y la jerga. Este artículo contiene la terminología que se usa comúnmente en la industria de la energía solar, lo que le ayudará a simplificar su viaje con la energía solar.
Nota: El glosario se actualiza periódicamente. Para recibir las últimas actualizaciones, puede marcar o guardar este artículo.
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A
Carga de absorción: La segunda etapa de carga que ocurre después de que se completa la carga a granel y la batería está cargada entre el 80 % y el 90 % durante la carga de la batería. En esta etapa, el controlador de carga o el cargador de batería suministran un voltaje constante con una corriente reductora cuando las baterías se acercan a un estado de carga completa. Consulte Carga de refuerzo, Carga de ecualización y Carga flotante.
Corriente alterna (CA): Un tipo de corriente eléctrica, en la que la dirección del flujo de electrones cambia de un lado a otro a intervalos o ciclos regulares.
Alternador: Como parte del sistema de carga de un automóvil con la batería y el regulador de voltaje, un alternador convierte la energía mecánica del motor en electricidad, que se almacena en la batería.
Amperio (amp. o A): La unidad de corriente eléctrica en el Sistema Internacional de Unidades (SI). Un amperio es igual a 1 culombio que se mueve más allá de un punto en 1 segundo, o 6.241509074×1018 electrones de carga que se mueven más allá de un punto en 1 segundo.
Amperio-hora (Ah o amperio-hora): Una unidad de carga eléctrica, con dimensiones de corriente eléctrica multiplicada por el tiempo. Representa la cantidad de carga de energía en una batería para que fluya 1 amperio de corriente en una hora. El amperio-hora se utiliza para medir la capacidad de una batería.
Temperatura ambiente: La temperatura del área circundante en su sitio de instalación.
Antiisla: Un mecanismo de protección comúnmente requerido en inversores conectados a la red para apagar el inversor de la red en caso de un corte de energía. El efecto isla se refiere a una situación en la que un sistema de energía solar continúa suministrando electricidad incluso cuando la red está caída. Esto expone a los trabajadores de servicios públicos al peligro de descarga eléctrica.
Matriz: Una colección de paneles solares conectados.
Batería auxiliar: También conocida como batería de casa. Como batería secundaria que mantiene ciertos sistemas eléctricos funcionando en un vehículo, una batería auxiliar sirve como respaldo para la batería de arranque cuando el motor está apagado.
B
Topología de columna vertebral: Originalmente se refiere a la estructura central o diseño de una red informática, típicamente en una configuración de red a gran escala. En Renogy, usamos la topología de columna vertebral para describir dos o más dispositivos de interconexión conectados entre sí por un solo cable en paralelo. Vea el ejemplo a continuación. Lectura relacionada: Topología en cadena margarita.
Equilibrador de baterías: Un equilibrador o regulador de baterías es un dispositivo eléctrico en un paquete de baterías que realiza el equilibrado de las mismas. El equilibrado y la redistribución de baterías se refieren a técnicas que mejoran la capacidad disponible de un paquete de baterías con múltiples celdas (normalmente en serie) y aumentan la longevidad de cada celda.
Sensor de temperatura de la batería: Un sensor de temperatura de la batería mide la temperatura ambiente o interna de una batería, asegurando condiciones de funcionamiento y rendimiento óptimos. Normalmente integrados con controladores de carga o cargadores de batería, estos sensores ayudan a la compensación de temperatura durante el proceso de carga al proporcionar datos precisos de temperatura al controlador o cargador.
Sensor de voltaje de batería: Un dispositivo electrónico compacto diseñado para medir con precisión el voltaje a través de los terminales de una batería. Típicamente integrado en sistemas de gestión de batería o controladores de carga, monitorea continuamente el nivel de voltaje de la batería, proporcionando información crucial para optimizar el rendimiento y asegurar una carga eficiente. Al detectar sobrecarga, descarga insuficiente u otros problemas relacionados con el voltaje, el sensor juega un papel vital en el mantenimiento de la salud y la longevidad de los sistemas de batería en diversas aplicaciones.
Carga de refuerzo: La carga de refuerzo es una etapa de carga típica seguida de la carga a granel cuando el controlador de carga o el cargador de batería carga la batería con una corriente alta y un voltaje constante durante un corto período de tiempo. La carga de refuerzo generalmente se aplica si la batería se ha descargado mucho. Consulte Carga de ecualización y Carga flotante.
Carga a granel: La primera etapa de carga durante la carga de la batería. El controlador de carga o el cargador de batería suministran corriente constante hasta que el voltaje de la batería aumenta al voltaje de refuerzo. Utiliza el 100 % de la energía solar disponible para recargar la batería. Consulte Carga de refuerzo, Carga de ecualización y Carga flotante.
C
Comunicación CAN (Controller Area Network): Un protocolo de comunicación robusto y ampliamente utilizado principalmente en aplicaciones automotrices e industriales. Es un protocolo de comunicación en serie multi-maestro que permite que microcontroladores y dispositivos se comuniquen entre sí sin una computadora anfitriona.
En un sistema de energía solar instalado en un RV (vehículo recreativo), CAN facilita la comunicación entre diferentes dispositivos, como controladores de carga solar, monitores de batería, inversores y otros componentes del sistema, para intercambiar información como voltaje, corriente, temperatura y datos de estado, lo que permite el monitoreo y control centralizados de todo el sistema de energía solar.
Ciclo de carga: El proceso de cargar una batería recargable y descargarla según sea necesario en una carga. El término se usa típicamente para especificar la vida útil esperada de una batería, ya que el número de ciclos de carga afecta más la vida útil que el mero paso del tiempo. Descargar completamente la batería antes de recargarla puede denominarse "descarga profunda"; descargarla parcialmente y luego recargarla puede denominarse "descarga superficial".
Etapas de carga: Una batería pasa por múltiples etapas de carga con voltaje y corriente de carga variados específicos para cada etapa.
El siguiente es un ejemplo típico de un gráfico de carga.
Corriente: La cantidad de carga por unidad de tiempo. Esto es análogo al caudal de agua en una tubería al compararlo con el flujo de fluidos. Se mide en amperios (A).
D
Topología en cadena margarita: Un grupo de dispositivos de conectividad unidos en serie. El siguiente ejemplo enumera un escenario en el que los dispositivos están conectados en topología en cadena margarita RV-C:
Batería de ciclo profundo: Una batería diseñada para descargarse y recargarse varias veces. Estas baterías se utilizan comúnmente en aplicaciones como barcos, vehículos recreativos y sistemas de energía solar. Son capaces de proporcionar una cantidad constante de energía durante un período de tiempo prolongado.
Corriente continua (CC): Corriente eléctrica que fluye constantemente en una dirección.
Ciclo de trabajo: La relación entre el tiempo que una carga o circuito está ENCENDIDO en comparación con el tiempo que la carga o circuito está APAGADO. Para las baterías, un ciclo de trabajo representa el porcentaje de tiempo que la batería está suministrando energía activamente (descargándose) en relación con su tiempo total de funcionamiento, incluyendo tanto los períodos de descarga como los de carga. Un ciclo de trabajo alto indica que la batería se descarga con frecuencia, mientras que un ciclo de trabajo bajo sugiere una descarga menos frecuente. Por ejemplo, una batería con un ciclo de trabajo del 20 % indica que la batería pasa el 20 % del tiempo en estado descargado, mientras que el 80 % restante del tiempo puede implicar períodos de carga.
E
Electricidad: La electricidad es el flujo de electrones a través de un material conductor. El flujo de electricidad se puede utilizar para generar, consumir y transferir energía. Debido a la naturaleza de la electricidad, no podemos verla fluir realmente. A veces ayuda imaginar la electricidad como análoga al flujo de agua para entenderla. El flujo de electricidad puede ser un fenómeno muy complicado, por lo que a menudo es más fácil de entender a través de tales analogías. Hay tres características principales del flujo eléctrico: voltaje, corriente y resistencia.
Carga de ecualización: La carga de ecualización solo se aplica a baterías como las de plomo-ácido no selladas, ventiladas, inundadas y de celda húmeda. Consulte el manual de usuario de la batería o póngase en contacto con el fabricante de la batería para ver si esta etapa es necesaria.
La etapa de ecualización implica dos pasos distintos. Inicialmente, se suministra una cantidad constante de corriente a la batería, con el objetivo de alcanzar un voltaje significativamente más alto que los niveles de voltaje flotante y de absorción. Una vez que se alcanza este voltaje elevado, conocido como voltaje de ecualización, el controlador o cargador ajusta su comportamiento de manera similar a la transición de la carga a granel a la carga de absorción. El controlador o cargador mantiene el voltaje de ecualización durante un tiempo predeterminado, similar a la transición de la carga a granel a la carga flotante en la curva de carga.
F
Carga flotante: También conocida como carga lenta que ocurre después de la carga de absorción. Durante esta etapa, el controlador de carga suministra un voltaje constante que está determinado por la batería seleccionada y mantiene la corriente a un nivel mínimo. Después de alcanzar un voltaje constante en el proceso de carga, el controlador de carga o el cargador de batería reducen el voltaje a un nivel flotante. En este punto, la batería está completamente cargada y cualquier exceso de corriente se convierte en calor o gas. El controlador o cargador mantiene un voltaje más bajo para compensar el consumo de energía, asegurando una capacidad de batería completa. Si una carga excede la corriente de carga, el cargador sale del modo flotante y vuelve a la carga a granel. Consulte Carga de refuerzo, Carga de ecualización y Carga de absorción.
Montaje empotrado: Un método de instalación en el que un objeto, como un dispositivo o accesorio, se instala de manera que quede al mismo nivel o casi al mismo nivel que la superficie circundante, generalmente una pared. Consulte Montaje en superficie.
G
Toma de tierra: La práctica de conectar circuitos y dispositivos eléctricos a tierra o a un cuerpo conductor que sirva como sustituto de la tierra en sistemas eléctricos. El objetivo principal de la toma de tierra es proporcionar una vía segura para que las corrientes eléctricas fluyan en caso de fallo o sobretensión, desviando el exceso de corriente de los equipos sensibles y previniendo descargas eléctricas o riesgos de incendio.
N
Unión de neutro a tierra: La unión de neutro a tierra en inversores se refiere a la conexión eléctrica entre el conductor neutro y la tierra en el circuito de CA dentro del sistema del inversor.
O
Conectado a la red: También llamado "grid-tied", se refiere típicamente a un sistema de energía solar que está conectado a la red eléctrica. En un sistema de energía solar "conectado a la red" o "grid-tied", los paneles solares generan electricidad que se introduce directamente en la red, y el usuario típicamente recibe créditos o compensación por la electricidad generada.
Fuera de la red: Se refiere a un tipo de sistema de energía solar que funciona independientemente de la red eléctrica. En un sistema de energía solar fuera de la red, los paneles solares generan electricidad que se almacena en baterías para su uso posterior. El sistema generalmente incluye controladores de carga, inversores y baterías para administrar y almacenar la energía generada. Los sistemas solares fuera de la red se utilizan comúnmente en ubicaciones remotas donde la conexión a la red eléctrica no es factible o rentable.
P
Fotovoltaico (FV): Perteneciente a la conversión de la luz solar en electricidad.
Tecnología de modulación por ancho de pulsos (PWM): Un método utilizado en electrónica para controlar la potencia promedio entregada a un dispositivo, encendiéndolo y apagándolo rápidamente a intervalos variables. En la tecnología PWM, el ancho de los pulsos (la duración en que la señal está activa) se modula para lograr el nivel deseado de entrega de potencia. Al ajustar el ciclo de trabajo (la relación entre el tiempo de encendido y el tiempo total del ciclo), PWM permite un control preciso sobre la cantidad de potencia entregada a una carga.
R
Resistencia: La resistencia contra la corriente. Esto provoca una caída de tensión y consume energía. Esto es análogo a la fricción en las tuberías cuando se compara con el flujo de fluidos. Se mide en ohmios (Ω).
La relación entre el voltaje, la corriente y la resistencia se describe mediante la ley de Ohm:
Voltaje = Corriente * Resistencia
Cargas resistivas: cargas simples donde las ondas sinusoidales de corriente y voltaje están en fase entre sí.
S
Batería de arranque: También conocida como batería de arranque o batería de automóvil, que proporciona una gran descarga de corriente durante un corto período de tiempo para arrancar un vehículo. Estas baterías tienen una vida útil relativamente corta y no están diseñadas para descargarse profundamente. Las baterías de plomo-ácido son buenos ejemplos de baterías de arranque.
Montaje en superficie: Un método de instalación en el que un objeto, como un dispositivo o un accesorio, se monta directamente sobre la superficie de otro objeto o estructura, como una pared, en lugar de estar empotrado o incrustado en ella. Este método normalmente implica fijar el objeto a la superficie con tornillos, adhesivo u otros elementos de sujeción.
T
Resistencia de terminación: una sola resistencia colocada al final de una línea de transmisión eléctrica. En electrónica, encontrará resistencias de terminación cuando trabaje con señales de par diferencial, como el RS-485. Es un componente simple que garantiza la integridad de la señal en el bus, especialmente cuando se trata de transmisión de alta velocidad. Además, las resistencias de terminación se utilizan para evitar reflejos de señal.
Distorsión armónica total (THD): una medida de la distorsión armónica presente en una señal y se define como la relación de la suma de las potencias de todos los componentes armónicos con la potencia de la frecuencia fundamental. Le indica qué parte de la distorsión de un voltaje o corriente se debe a los armónicos en la señal.
Par (Torque): una medida de la fuerza que puede causar que un objeto rote alrededor de un eje. Unidades de par comunes: Newton-metro (N⋅m), kgm2sec-2 (kg⋅m2⋅s−2), libra-fuerza-pie (lbf⋅ft), onza-fuerza pulgada (ozf⋅in) y libra-fuerza pulgada (lbf⋅inch)
V
Voltaje: la cantidad de trabajo disponible por unidad de carga. Esto es análogo a la presión en una tubería al compararlo con el flujo de un fluido. Se mide en voltios (V).
