PRINCIPALES ELEMENTOS QUE COMPONEN UN SISTEMA FOTOVOLTAICO INTERCONECTADO A LA RED (SFVI)

Para garantizar la rentabilidad de un sistema fotovoltaico interconectado a la red es necesario que éste se componga de elementos de buena calidad, pero ¿Cuáles son esos elementos? En este artículo se encontrará una explicación sobre los principales elementos que componen un sistema fotovoltaico interconectado a la red y una breve descripción de su funcionamiento en el mismo.

Es necesario tener en cuenta la siguiente consideración al momento de definir los elementos que componen un sistema fotovoltaico interconectado a la red. Se puede partir desde la definición de las palabras que componen el enunciado “sistema fotovoltaico”: la palabra sistema se define como un conjunto de cosas que, relacionadas entre sí ordenadamente, contribuyen a determinado objeto, por otro lado, el término fotovoltaico que se utiliza para designar lo relacionado con la conversión directa de energía luminosa en energía eléctrica.

Es aquí donde se empieza con el primero de nuestros elementos:

MÓDULOS FOTOVOLTAICOS

Si bien existen muchos tipos de módulos fotovoltaicos cuya función es la de captar la energía lumínica por medio de sus celdas solares y transformarla en energía eléctrica mediante el fenómeno fotoeléctrico que compone los módulos, la mayoría son de silicio divididos de la siguiente manera:

MÓDULOS FOTOVOLTAICOS DE SICILIO MONOCRISTALINO: Se componen de un solo cristal de silicio y generalmente presentan un color azul oscuro uniforme. Debido a su proceso de obtención y calidad de las células fotovoltaicas tienen una eficiencia superior por un 2% a 4% en referencia a los módulos de silicio policristalino y son utilizados en lugares con bajas temperaturas y reducidos índices de humedad pues soportan poco el sobrecalentamiento.
MÓDULOS FOTOVOLTAICOS DE SILICIO POLICRISTALINO: Se componen, a diferencia de los de silicio monocristalino, de varios cristales de silicio, por lo que, en teoría, su rendimiento es poco inferior en comparación al de los módulos de silicio monocristalino y son utilizados en lugares cuyas condiciones de temperatura y humedad son más altas pues presentan mayor resistencia debido a su composición.
MÓDULOS FOTOVOLTAICOS DE SILICIO AMORFO: Presentan un rendimiento menor encontrándose entre un 4% a 6% de eficiencia por debajo de los módulos de silicio policristalino, sin embargo, es más económico; tiene diferentes aplicaciones, desde ser utilizado en dispositivos que requieren menor cantidad de energía como las calculadoras y relojes, hasta lo que se conoce como “Building Integrated Photovoltaics” (BIPV) como puede ser el vidrio fotovoltaico integrado en edificios, donde además de generar energía limpia también puede tener propiedades de control solar y otras opciones de aplicación.

SISTEMA DE MONTAJE

Para colocar los módulos fotovoltaicos de modo que aprovechen la energía del sol es necesario instalar una estructura adecuada dependiendo de las características de cada proyecto pues cada sistema presenta particularidades que no deben pasarse por alto como la orientación de los módulos, generación de sombras, incidencia de los vientos, apoyos y fijación a superficies de techo o piso, existencia de obstáculos en el lugar de instalación, etc.

Los sistemas de montaje se pueden ocupar en azoteas planas e inclinadas sin presentar complicaciones en el material de la techumbre pues es posible instalarlos en tejas, lámina o concreto; incluso de pueden instalar a nivel de piso, mostrando una variación en los arreglos que componen la estructura que soporta los módulos fotovoltaicos.

Otro tipo de sistemas de montaje, que ya se encuentran en el apartado de estructuras móviles, son los seguidores solares, divididos en movimientos de 1 y 2 ejes (sentidos) que son una herramienta para aprovechar de mejor manera las horas en que el sol se encuentra irradiando energía.

INVERSORES

El tipo de energía que se obtiene de los módulos fotovoltaicos no es la misma energía que se utiliza en casa, por lo que es necesario un elemento que transforme esa energía en utilizable, este elemento se llama INVERSOR DE CORRIENTE. Existen muchas marcas y capacidades (se debe recordar que se habla de energía y ésta es cuantificable) ya que sin un inversor no sería posible utilizar la energía obtenida por los módulos aún cuando se contara con una gran cantidad, incluso esta energía representaría un riesgo si no es dirigida a un inversor y posteriormente conectada a la red o almacenada en baterías (modo isla).

SISTEMAS DE MONITOREO

Con el objetivo de tener un mejor control y, en algunos casos, complementar el sistema se necesita de un elemento que pueda registrar la cantidad de energía consumida por los centros de carga, generada por los paneles y que, por medio de la instalación electromecánica, permite al inversor inyectar a la red dicha energía (en el caso de un SFVI). Estos sistemas de monitoreo dependen de la magnitud de los proyectos, sin embargo, una de las ventajas del desarrollo de la tecnología es que se puede observar por medio de dispositivos móviles (en su mayoría) permitiendo al usuario verificar la generación de energía de su SFVI.

INSTALACIÓN ELECTROMECÁNICA

El medio por el cual estos elementos se encuentran conduciendo e inyectando la energía a la red doméstica y la de C.F.E. es una instalación electromecánica que se divide en 2 partes:

INSTALACIÓN ELECTROMECÁNICA DE CORRIENTE DIRECTA (NO UTILIZABLE)

Esta instalación eléctrica es la que se dirige desde los paneles hacia el inversor cuyas características son diferentes a la INSTALACIÓN ELECTROMECÁNICA DE CORRIENTE ALTERNA pues el tipo de energía que se maneja durante todo este recorrido no se puede conectar directamente a la red (como se mencionó en el apartado de INVERSORES).

INSTALACIÓN ELECTROMECÁNICA DE CORRIENTE ALTERNA (UTILIZABLE)

Esta instalación eléctrica es la que se dirige desde, el o los inversores de energía para alimentar de energía eléctrica al inmueble, lo restante es inyectado a la red de C.F.E. o, en caso de un modo isla, es almacenada por medio de baterías.

DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN Y DESCONEXIÓN

Los dispositivos de protección y desconexión son elementos que se colocan (de ser necesario) entre la instalación electromecánica de corriente directa y en la instalación electromecánica de corriente alterna, ambas tienen como función principal permitir la desconexión del sistema fotovoltaico para ofrecer el control del mismo por medio de interruptores con el propósito de dar mantenimiento al sistema, verificar fallas en el sistema o desmontar un elemento.

Los elementos descritos son los que conforman un sistema fotovoltaico interconectado a la red, sin embargo, aún es necesario mencionar un elemento que brinda la C.F.E. (dependiendo del esquema de contrato con que se cuente) y este es el medidor bidireccional.

MEDIDOR BIDIRECCIONAL

Este medidor, a diferencia de el medidor tradicional, tiene la capacidad de cuantificar tanto la cantidad de energía que se consume de la red de C.F.E. como la energía que se inyecta a la red eléctrica del inmueble por medio del sistema fotovoltaico, de modo que, en el recibo de luz se verá como resultado solo la cantidad que se consumió de la red de C.F.E en el periodo de facturación.

Como se pudo observar, cada uno de los elementos tiene un papel fundamental en el proceso de captación, transformación e inyección de energía, por lo que es necesario tener el debido mantenimiento de estos equipos para asegurar su continuidad de operación y funcionamiento.

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BIBLIOGRAFÍA

Diccionario de la lengua española, Definición de sistema, Recuperado de : https://dle.rae.es/sistema

TORRES-PACHECO, S., JURADO-PÉREZ, F., GRANADOS-LIEBERMAN, D. y LOZANO-LUNA, A.
Eficiencia en paneles solares. Revista del Diseño Innovativo. 2018