La energía fotovoltaica está en auge en Alemania. En este artículo aprenderás cómo funciona un sistema fotovoltaico y de qué componentes está hecho.
Un sistema fotovoltaico convierte la luz solar en energía eléctrica. Para este fin se utilizan módulos solares compuestos por células solares. La luz del sol pone en movimiento los electrones de las células solares y genera corriente continua. Esta corriente se transforma mediante el inversor en corriente alterna y se pone a disposición del hogar.
El funcionamiento de un sistema fotovoltaico es algo más complejo que lo descrito anteriormente. Un sistema fotovoltaico consta de varios componentes que son esenciales para un funcionamiento eficiente.
Un sistema fotovoltaico consta de unos pocos componentes. Los más importantes son:
Alternativamente también se utilizan una unidad de almacenamiento de energía y un gestor de energía. Los componentes individuales se describen con más detalle a continuación.
módulos solares Contienen células solares que convierten la luz solar en energía eléctrica. Las células solares están conectadas en serie de modo que sus voltajes se suman. Normalmente, un módulo solar consta de 60 o 72 células o de 120 a 144 semiceldas. Se consigue una potencia de entre 300 y 400 Wp, aunque ya se encuentran en el mercado módulos solares con más de 600 Wp.
Las células solares están hechas predominantemente de silicio. El silicio es un material semiconductor con propiedades fotovoltaicas. Cuando la luz del sol llega a la célula solar, excita los electrones. Su movimiento crea electricidad. Para que la célula solar genere electricidad se necesitan dos capas dopadas de forma diferente:
Estructura de una célula solar
Los electrones excitados se descargan desde la capa superior de la célula solar. Esto se hace a través de un conductor eléctrico, generalmente una rejilla metálica en la parte posterior del módulo solar. Cuando brilla el sol, cada vez más electrones son empujados a través de los contactos metálicos y guiados a través de los cables solares.
En la parte inferior del módulo solar hay un contacto metálico que está conectado a los cables solares. Los electrones fluyen a través del cable y reaparecen en la capa inferior. Al permanecer en constante movimiento, generan una tensión eléctrica.
Los cables solares conectan los módulos de un sistema solar. Son resistentes a la intemperie y a los rayos UV y transportan la electricidad entre los módulos fotovoltaicos. Hay diferentes formas de conectar o conmutar estos cables. Esto afecta el voltaje, la corriente y la potencia general:
El medidor solar mide la electricidad total generada por el sistema fotovoltaico. Esto es crucial para determinar el rendimiento generado y la rentabilidad del sistema fotovoltaico. El medidor solar se instala en el lado de CC, es decir, antes del inversor.
A Inversor Permite utilizar la energía solar generada en el hogar. La energía solar es de corriente continua, mientras que los hogares y la red pública utilizan corriente alterna:
Los inversores fotovoltaicos utilizan circuitos sofisticados para generar una onda sinusoidal para dispositivos electrónicos. Los interruptores abren y cierran rápidamente las líneas eléctricas, cambiando así la dirección de la corriente. Para lograr una onda sinusoidal uniforme, la frecuencia de conmutación se divide en segmentos más pequeños con diferentes intensidades de corriente.
Para monitorear y optimizar los sistemas fotovoltaicos, los inversores modernos contienen MPPT (seguimiento del punto de máxima potencia). Influyen en la corriente eléctrica y el voltaje para operar el sistema solar cerca de su punto de máxima potencia.
Debido a los altos precios de la electricidad, ahora conviene almacenar el exceso de electricidad en lugar de verterla a la red. Para este propósito, un Almacenamiento de energía Integrado en el sistema fotovoltaico. Esto permite utilizar la energía solar autogenerada fuera del horario de producción. Esto a su vez aumenta el autoconsumo y la rentabilidad del sistema.
Un dispositivo de almacenamiento de electricidad consta de un electrodo positivo (ánodo), un electrodo negativo (cátodo) y un electrolito como líquido conductor. El electrolito rodea los dos electrodos. Si el sistema solar genera un exceso de electricidad, los electrones se mueven a través del electrolito desde el cátodo hasta el ánodo. El ánodo está completamente cargado con electrones. En el ánodo los electrones reaccionan y forman átomos. De esta forma, el exceso de electricidad se almacena en forma de energía química.
Durante la descarga, los átomos migran de nuevo al cátodo. Allí se convierten nuevamente en electrones. Los electrones están disponibles en forma de corriente eléctrica y se introducen en el circuito doméstico.
Para que un sistema de almacenamiento de energía sea especialmente útil, combínelo con un sistema de gestión de energía.
La tarea un gestor de energía El objetivo de los sistemas fotovoltaicos es aumentar el autoconsumo de energía solar en el hogar y reducir los costes de electricidad. La gestión energética identifica y utiliza el potencial de ahorro energético. Registra y analiza los flujos y fuentes de energía, desarrolla ideas de mejora, evalúa la eficiencia económica y las implementa. La mayoría de los sistemas de gestión energética se controlan mediante aplicaciones o software.
Si conecta un sistema fotovoltaico a la red eléctrica pública, necesitará un medidor de consumo y un medidor de alimentación:
El contador de consumo normalmente ya está instalado. El medidor de alimentación solo se instalará cuando se ponga en funcionamiento el sistema fotovoltaico, una vez que haya registrado el sistema con el operador de red y haya sido aprobado por este. Hoy en día se suelen instalar contadores bidireccionales, que combinan contadores de consumo y de inyección.
¿Aún no tienes cuenta?
Crear una cuenta
