Durante los últimos 12 años viviendo sin conexión a la red, nos hemos encontrado con algunos extremos climáticos significativos durante nuestros viajes por todo el continente. Lo creas o no, estamos escribiendo este blog durante una tormenta de hielo que ha cortado la energía eléctrica en toda la región de High Country de Carolina del Norte, ¡así que nuestro momento no podría ser más oportuno! Si bien nuestro sistema ha funcionado bien, hemos tenido que recurrir a casi todos nuestros trucos para mantenernos con energía en el frío.
Este invierno, América del Norte ya ha experimentado un clima bastante extraño; nieve en el suelo durante días en Nueva Orleans, Luisiana, y ventiscas heladas en los estados del Atlántico medio. A medida que las tormentas severas se vuelven más fuertes y difíciles de predecir, surgen las preguntas obvias: ¿Los paneles solares aguantarán, las baterías se enfriarán demasiado, qué pasaría si el sistema falla? Con solo algunas estrategias y el equipo adecuado, puedes estar preparado para lo que sea que la Madre Naturaleza te depare.
El impacto del invierno en los sistemas solares
Los sistemas de energía solar no son precisamente amantes del invierno: días más cortos, ángulo bajo del sol, precipitaciones y, por supuesto, el clima frío del invierno pueden afectar tu producción fuera de la red. Veamos cómo los diversos componentes solares se ven afectados por el frío…
- Baterías: Todas las baterías de ciclo profundo, independientemente de su química, comenzarán a perder rendimiento a medida que las temperaturas bajen. Si bien la mayoría continuará entregando energía muy por debajo del punto de congelación, nunca es buena idea cargar ninguna batería a esas temperaturas; hacerlo puede dañar significativamente las celdas internas y reducir la vida útil de la batería. Muchas baterías de fosfato de hierro y litio tienen un corte de baja temperatura incorporado en el sistema de gestión de baterías (BMS) que evita cualquier carga cuando la temperatura está por debajo del punto de congelación. Este factor de seguridad incorporado significa que no tendrás que preocuparte por posibles daños o por estar atento al termómetro.
- Paneles solares: La nieve y el hielo pueden reducir o anular por completo la producción solar cuando los paneles están cubiertos. Además, las temperaturas más frías aumentan el voltaje de salida del panel solar. Si bien este aumento puede ayudar a compensar otras pérdidas de energía en invierno, también puede causar problemas al controlador de carga. Dependiendo de cómo esté configurado el conjunto solar, en serie o en paralelo, la salida del conjunto solar puede sobrepasar los parámetros de entrada del controlador de carga.
- Controladores de carga: Es importante que su controlador de carga (es decir, el cerebro del sistema) también pueda funcionar en condiciones muy frías. Si el "cerebro" se congela en un clima muy frío, es posible que no regule correctamente la corriente de carga enviada a las baterías no auto-calentadas, lo que podría causar daños internos en la batería. Por el contrario, en el caso de las baterías auto-calentadas, es necesario un controlador de carga que funcione a temperaturas muy bajas para mantener el flujo de 4A de corriente necesario para que comience el auto-calentamiento y la carga.
- Fiabilidad de la red: Si su sistema está parcialmente conectado a la red, su capacidad para satisfacer sus propias necesidades dependerá de si su sistema tiene algún almacenamiento de energía (baterías) o si simplemente tiene paneles solares para compensar su consumo de energía. Es importante conocer la diferencia entre la energía solar conectada a la red y la energía solar fuera de la red porque no todas las instalaciones solares domésticas tienen una batería de respaldo para cuando la red se cae.
- Durabilidad del equipo: El clima frío es duro para la tecnología: el hielo, la nieve y las condiciones bajo cero exigirán a su equipo tanto como a los sistemas de energía de red más grandes. La mayoría de los componentes solares de alta calidad están fabricados teniendo en cuenta los fenómenos meteorológicos extremos para que pueda seguir produciendo y utilizando energía incluso cuando las temperaturas están muy por debajo de cero.
La clave para encontrar formas de aprovechar al máximo el clima invernal extremo es comprender cómo mitigar y minimizar los desafíos específicos que el invierno impone a nuestro equipo.
Aquí te presentamos algunas formas de estar aún más preparado…
Planificación, mantenimiento y soluciones para clima frío de sistemas de energía fuera de la red en invierno
Capacidad de la batería – ¿Tendrás suficiente energía en invierno? Es importante dimensionar su sistema teniendo en cuenta la época del año con menor ganancia solar. ¿Cómo saber cuánta capacidad de batería necesita? Utilice nuestra completa calculadora de tamaño de sistema solar (una hoja de cálculo descargable gratuita que incluye una guía para calcular su insolación) para realizar una auditoría energética sencilla pero exhaustiva.
Protección de las baterías contra la congelación – Los métodos de aislamiento varían de baja a alta tecnología. Simplemente aislar las baterías del frío con una manta o una envoltura térmica ayudará. Las baterías de plomo-ácido no deben cargarse cuando su temperatura interna desciende por debajo de las especificaciones indicadas, lo que es un factor limitante importante de esta tecnología más antigua. Por el contrario, muchas baterías de fosfato de hierro y litio (LiFePO4) ahora ofrecen una función de auto-calentamiento que permite tanto el corte por baja temperatura como el calentamiento de las baterías para facilitar la carga en temperaturas bajo cero. Cuando la batería detecta una fuente de carga (solar, CC a CC o CA a CC), la LiFePO4 activa un pequeño elemento calefactor que calienta suavemente la batería hasta una temperatura de carga más eficiente. Típicamente, el calentador se encenderá cuando la batería baje de 5 °C (41 °F) y se apagará cuando vuelva a subir a 10 °C (51 °F). El consumo de energía y la tasa de calentamiento dependen de la batería específica, así como de la temperatura interna a la que comienza el calentamiento.
Maximización de la entrada solar con el controlador de carga solar MPPT – Otra forma de proteger las baterías del frío y mejorar la eficiencia de todo tu sistema de energía solar es a través del controlador de carga solar MPPT adecuado. El controlador de carga Rover Lite 60A con MPPT tiene un excelente rango de temperatura de funcionamiento (de -31 °F a 113 °F) y protección contra bajas temperaturas para baterías LiFePO4. Es compatible con múltiples voltajes de sistema (12 V - 48 V) y puede manejar un voltaje de entrada solar máximo de 150 V, lo que lo convierte en uno de los controladores de carga solar con MPPT más flexibles para el que hace proyectos de bricolaje fuera de la red. El amplio rango de voltaje de entrada significa que este controlador de carga puede manejar fácilmente cualquier aumento de voltaje en temperaturas más frías. Y su consumo de energía ultrabajo (0,18 W para sistemas de 12 V) es casi un 85 % menor que el de modelos similares, lo que lo convierte en una opción perfecta para casi cualquier sistema. Para obtener más información sobre los controladores de carga solar PWM vs. MPPT, consulta este artículo.
Limpieza de paneles solares- El hielo, la nieve e incluso las hojas pueden acumularse rápidamente en su conjunto de paneles solares, reduciendo su eficiencia significativamente. Como nota interesante, mientras que las superficies de vidrio y metal de nuestra caravana y camión estaban cubiertas con ½” de hielo, nuestros Paneles Solares Flexibles de 100W permanecieron casi libres de hielo durante una de las tormentas de hielo más grandes que jamás hayamos experimentado, debido a las propiedades aislantes de su plástico ETFE.
Si lo que tienes es nieve, es bastante fácil simplemente barrerla de los paneles solares con una escoba de espuma y dejar que el sol haga el resto del trabajo. Por lo tanto, es importante pensar en poder acceder a la ubicación de tu conjunto en invierno para que la eliminación de nieve y hielo sea posible; es decir, la ubicación ideal para la máxima potencia podría no ser la mejor ubicación para una eliminación de nieve fácil y segura. ¿Quizás la mejor ubicación sea un compromiso entre ambas?
Debido a que la mayoría de las instalaciones de paneles solares para RV se montan planas, para movilidad, espacio libre y seguridad al conducir, la acumulación de nieve y hielo puede ser la pesadilla de la eficiencia de los RV fuera de la red en invierno. También puedes considerar instalar soportes inclinables para una mejor captación solar mientras estás estacionario, lo que permitirá que la nieve y el hielo se derritan aún más rápido.
Cómo quitar la nieve y el hielo de los paneles solares:
- ¡La seguridad primero! Nunca subas a un tejado cubierto de nieve o hielo a menos que puedas alcanzarlos desde una plataforma segura y estable. Nota: Podemos limpiar fácilmente nuestros paneles solares del tejado de nuestra autocaravana utilizando la compuerta trasera de nuestro camión como plataforma.
- Elimina la nieve y el hielo con una escoba de nieve con cabeza de espuma.
- Rocíe agua sobre los paneles hasta que la nieve y el hielo se laven, luego seque con un escurridor de goma. Nota: NO use agua hirviendo, ya que la diferencia de temperatura en el vidrio podría hacer que se agriete.
- Soplar la nieve con un soplador de hojas.
- Use una pala de plástico para quitar la nieve.
- Considere instalar un dispositivo de calefacción. Si esto parece ser un problema invierno tras invierno, es posible que desee considerar instalar un dispositivo de calefacción en el techo para combatir el hielo y la nieve.
- Para obtener más información, consulte este artículo.
¿Existe un panel solar mejor para la nieve y el hielo?
El efecto de sombra de la nieve y el hielo acumulados puede reducir por completo la producción de los paneles solares. Renogy ha desarrollado recientemente un panel solar más tolerante a la sombra, el panel solar ShadowFlux (disponible en 120W o 200W), que seguirá produciendo energía cuando otros paneles dejen de producirla por completo. Estos paneles no solo son más ligeros, delgados y pequeños que los paneles tradicionales de potencia equivalente, sino que también ofrecen la calificación de eficiencia más alta de la industria.
Planificación para apagones
Vivir con energía solar es como equilibrar una cuenta bancaria, solo puedes gastar lo que puedes ingresar. Si buscas formas de reducir tu presupuesto de instalación, considera construir un sistema que pueda alimentar solo los elementos esenciales durante la temporada de menor captación solar. Alternativamente, si vives en un RV y quieres maximizar la producción de energía, aprovecha tu movilidad y dirígete al sur en invierno.
Desarrollar una estrategia de "Plan B"
A veces, incluso los mejores planes y sistemas implementados pueden encontrar sus limitaciones. ¡Tener un plan de respaldo siempre es clave! Usar un generador de gas, o un generador solar grande, puede ser un gran activo para su proyecto fuera de la red. La Lycan 5000 Power Box de Renogy combina el gran banco de baterías de 48V, el controlador de carga y el cargador inversor de 3000W en un paquete compacto y resistente a la intemperie. Vea nuestro videoreseña.
Prosperar durante el peor clima invernal solo requiere un poco de planificación y práctica. Estas estrategias pueden ayudar a aprovechar al máximo el clima menos agradable que podemos experimentar durante el año. Considere cómo se verá afectada la química de su banco de baterías, cómo limpiar sus paneles solares de nieve y hielo, y use un controlador de carga solar tolerante al frío, como el controlador de carga Rover Lite 60A con MPPT, para limitar la amenaza de las temperaturas bajo cero a su banco de baterías y mejorar la eficiencia de su sistema. ¡Ciertamente no tenemos que amar el clima, pero siempre podemos estar mejor preparados para él!
Shari Galiardi y David Hutchison han transformado sus antecedentes en educación superior, su deseo de aprendizaje continuo y su sed de viajes de aventura en escritura, fotografía, producción de video y giras de oratoria de costa a costa. Conocidos por sus amigos simplemente como S hari & Hutch, puedes obtener más información sobre sus aventuras a tiempo completo con energía solar en su sitio web freedominacan.com. O síguelos en Facebook, Instagram y YouTube como “Freedom in a Can”. ¡Ahorra aún más en la mayoría de los productos Renogy usando nuestro código promocional CANLIFE, incluso en artículos en oferta!
