Paneles solares Guadalajara: tipos de sistemas fotovoltaicos

En publicaciones anteriores en el blog de Energía Libre hablamos de la importancia de aprovechar la energía solar y otras fuentes de energía renovable a través del uso de tecnologías que resulten amigables con el medio ambiente. De igual forma describimos a grandes rasgos los diferentes tipos de paneles solares Guadalajara y presentamos las distintas aplicaciones que reciben, aunque no profundizamos en su modo de funcionamiento. Por ello, en esta ocasión nos enfocaremos a hablar a mayor detalle de la manera en que los paneles solares se integran a sistemas fotovoltaicos para captar la radiación solar y transformarla en energía eléctrica y de los distintos tipos de sistemas existentes.

 

Los sistemas fotovoltaicos están diseñados especialmente para captar la energía solar, transformarla en corriente eléctrica e inyectarla a la red de distribución, y se componen de una serie de elementos que hacen posible tal transformación y la adaptación de la corriente que producen para dotarla con las características adecuadas para su uso.

 

Los paneles solares Guadalajara son el elemento fundamental de cualquier sistema fotovoltaico y estos se encuentran conformados por celdas o células solares de silicio cristalino o arseniuro de galio, materiales que se caracterizan por sus propiedades de conducción eléctrica. En las celdas solares existe de manera permanente un campo eléctrico que, gracias a la diferencia de potencial que presenta, genera corriente eléctrica continua a partir de los fotones captados por la radiación solar, por tanto se podría decir que un panel fotovoltaico tiene un funcionamiento similar al de las pilas alcalinas. Como acabamos de mencionar, los paneles solares fotovoltaicos transforman la radiación solar en corriente eléctrica de tipo continuo, sin embargo la mayoría de las redes eléctricas distribuyen corriente alterna, razón por la que a los sistemas se les integran inversores de corriente y transformadores que convierten la corriente continua en corriente alterna de características adecuadas para su uso.

 

Para garantizar el máximo aprovechamiento de la energía solar, la instalación de los paneles se hace en espacios que reciban la luz del sol durante el mayor tiempo posible, como fachadas o azoteas. Otra opción es hacer la instalación de los paneles sobre seguidores que cambian su orientación dependiendo de la posición del sol a diferentes horas del día. Estos seguidores son muy utilizados en plantas de captación y transformación de energía solar de grandes extensiones, y pueden ser de uno o dos ejes, de eje horizontal o de eje azimutal, realizando movimientos para mantener el panel en posición perpendicular.

 

En cuanto a los tipos de sistemas fotovoltaicos existentes en la actualidad encontramos cuatro disponibles: los de conexión a red, tipo isla, los híbridos y los de concentración. La diferencia entre cada uno de ellos radica en la forma en que se instalan, en su modo de funcionamiento y en el tipo de uso que se les da.

 

Por un lado, los sistemas de conexión a la red son los más empleados para autoconsumo y hoy en día su uso está regulado por la Comisión Federal de Electricidad en México, estos sistemas se conectan a la red de distribución eléctrica y operan en paralelo con ella. A diferencia de otros sistemas fotovoltaicos, los de conexión a red no cuentan con acumuladores, por lo que sólo cuando captan energía suficiente pueden operar correctamente, es precisamente esta la razón por la que necesitan estar conectados a la red, ya que en caso de que no produzcan suficiente electricidad, el servicio público suministrará la energía requerida al lugar donde se haya instalado el sistema. Otra característica de estos es que son económicos y requieren de un mantenimiento mínimo.

 

Los sistemas fotovoltaicos tipo isla, a diferencia de los que acabamos de describir, sí cuentan con un acumulador o una batería en la que se almacena la energía eléctrica que han producido, a pesar de que son más costosos que los de conexión a red y que requieren de un mayor mantenimiento, en algunos países son bastante utilizados para autoconsumo. Los sistemas tipo isla funcionan de manera independiente a la red eléctrica y operan con autonomía a las compañías de luz, razón por la que su uso no es legal en gran parte del mundo. Si bien es necesario consultar la legislación vigente en el lugar donde se quiera instalar un sistema de este tipo para verificar que su uso es legal, se considera que son una excelente opción para abastecer de energía eléctrica aquellas comunidades que no cuentan con el servicio de suministro público, principalmente por falta de la infraestructura adecuada.

 

Otro tipo de sistemas fotovoltaicos son los híbridos, los cuales operan como los de conexión a red, pero cuentan con una batería de emergencia y un conmutador que, en caso de que se presenten fallas en la red de suministro, cambia de inmediato a la energía de reserva para evitar interrupciones en el servicio. Para finalizar, los sistemas de concentración son los que se emplean en las plantas de producción y operan a través de una tecnología llamada CPV. Lo que hace esta tecnología es concentrar la radiación solar en un solo punto para permitir su máximo aprovechamiento. Los sistemas de concentración, además de contar con CPV que es una tecnología óptica, integran seguidores solares y sistemas refrigerantes. Estos se instalan en grandes extensiones de terreno en lugares que se caracterizan por presentar un alto nivel de radiación directa del sol.

 

Gracias a todos los beneficios que ofrece el aprovechamiento de la energía solar, en los últimos años ha crecido considerablemente el número de personas e industrias que utilizan paneles fotovoltaicos lo que ha ocasionado una diversificación de sus usos y aplicaciones. El uso principal y que resulta cada vez más común es el autoconsumo, pero también son muy utilizados en sistemas de bombeo de agua potable y riego, en telecomunicaciones, en sistemas de protección catódica, en estaciones meteorológicas, para dar energía a teléfonos de emergencia, para señalización vial e incluso para suministrar energía a satélites, centros espaciales y órbitas en el espacio exterior.

 

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