La vida fuera de la red ha ganado una enorme popularidad en los últimos años, y una de las necesidades críticas cuando se vive fuera de la red es un suministro constante de energía. Entre las pocas opciones disponibles de fuentes de energía, la más popular es la solar, debido a las razones obvias de su increíble flexibilidad y confiabilidad de funcionamiento, así como a la simplicidad de instalación. Como resultado, hoy en día desconectarse de la red es casi sinónimo de recurrir a la energía solar.
El siguiente artículo está estructurado como un proceso paso a paso que le enseña cómo elegir las baterías, los paneles solares, el inversor y el controlador de carga adecuados, y luego le indica cómo conectarlos y configurarlos correctamente.
1.Análisis de las cargas
Primero, haga una lista de todos los electrodomésticos que funcionarán y defina la cantidad de horas que dependerán de la energía solar.
En segundo lugar, consulte la tabla de especificaciones de cada electrodoméstico de la lista para conocer su potencia nominal.
A continuación, debe calcular los vatios hora: VATIOS HORA = TIEMPO DE FUNCIONAMIENTO x POTENCIA NOMINAL DEL PRODUCTO
Por último, calcule el total de vatios hora. Es el número que se obtiene cuando se calculan los vatios-hora para productos individuales y luego se suman todos.
Por ejemplo:
Luces LED: 20 W x 8 horas = 160 Wh; Nevera: 100W x 24h = 2400Wh
Computadora portátil: 35 W x 4 horas = 140 Wh; Televisor: 50 W x 2 horas = 100 Wh
Total: 2800Wh
2. Seleccionar la batería
Se encuentran disponibles muchos tipos de baterías de plomo-ácido, incluidas las inundadas, las de gel y las de estera de vidrio absorbente (AGM). Cuestan menos que las baterías LiFePo4, pero los inconvenientes del plomo ácido superan esa ventaja. Son pesados, lo que los convierte en una mala elección para instalaciones móviles. Con su vida útil más corta (de 300 a 1000 ciclos), pagará más por ellos con el tiempo.
Luego, ajuste el tamaño correcto de su banco de baterías:
Una vez que tenga las especificaciones de todo, comience comprando e instalando las baterías primero. Las baterías en el mercado existen de 12V/24V/48V. Es posible que su sistema requiera un voltaje diferente. Esto depende del voltaje de entrada del inversor.
Según las cargas anteriores, multiplique ese número por los días de autonomía (DoA), es decir, el número promedio de días que espera una cobertura total de nubes.
Es decir: 2800Wh/día x 3 DoA = 8400Wh
Supongamos que se selecciona el sistema de 48 V, el Ah necesario es: 8400Wh/48V=175Ah
Según estas ecuaciones, nuestro banco de baterías necesita al menos 175 Ah para acomodar este sistema simple.
3.Selección del controlador de carga
El controlador de carga es un dispositivo colocado entre una batería y un panel solar, utilizado para regular la corriente y el voltaje que proviene de los paneles solares. Regula la carga de la batería a medida que aumenta el voltaje de entrada de los paneles. De esta forma, el controlador de carga evita que la batería se sobrecargue.
Hay tres tipos de controladores de carga para elegir:
ON/OFF, conocido como el menos eficiente; MPPT, que mantiene el estatus de controlador de carga altamente eficiente, pero también costoso; PWM, que ofrece resultados satisfactorios a un precio bastante asequible.
La decisión final debe tomarse en función de sus preferencias personales, pero nuestro consejo sería optar por MPPT o PWM.
4.Seleccionar el inversor
El inversor es un dispositivo que se utiliza para convertir la corriente continua en corriente alterna (AC), es decir, la electricidad que alimenta tus electrodomésticos.
Los inversores vienen con una tensión nominal predefinida, y los tamaños más pequeños suelen tener una tensión nominal de 12 V o 24 V. Al configurar todo el sistema, seleccione los paneles solares, el controlador de carga y las baterías para que se configuren según esta clasificación.
En cuanto a la potencia nominal, seleccione siempre un inversor ligeramente más grande que el tamaño calculado del sistema. Por ejemplo, un inversor de 5000W debería funcionar si su cálculo de carga dice que necesita un sistema de 4000W. Por último, pero no menos importante, prefiera siempre un inversor con salida de onda sinusoidal pura para obtener la mejor eficiencia.
5.Seleccionar los paneles solares
Según el cálculo de carga y las baterías, el controlador y el inversor seleccionados, el siguiente paso es elegir e instalar los paneles solares correctos según la tensión nominal.
El propósito de un panel solar es convertir la luz solar que recibe en electricidad como corriente continua (CC). Por lo general, se clasifican en monocristalinos o policristalinos, siendo los primeros un poco más costosos, pero más eficientes.
Los factores determinan el tamaño del panel solar:
a. Consumo diario de energía;
b: Número de horas de sol pico:
El primer paso para dimensionar el panel solar es determinar la cantidad de luz solar que recibe el lugar donde vive. Si bien la cantidad de luz solar que reciben sus paneles es importante, una representación más precisa de la cantidad de energía que pueden producir sus paneles son las horas pico de sol.
Las horas pico de sol son el número de horas al día durante las cuales la irradiancia solar promedio (luz solar) es de 1000 vatios por metro cuadrado (W/m2) o 1 kilovatio por metro cuadrado (kW/m2).
Una hora pico de sol = 1000 W/m2 o 1 kWh/m2 de luz solar
C. Eficiencia de los paneles solares:
Nunca obtendrá la potencia nominal del sistema solar porque hay pocas pérdidas asociadas, como:
1). Pérdida por suciedad: Pérdida por deposición de polvo en el panel solar.
2). Pérdida de sombra: Pérdida debido a la sombra de los árboles y edificios cercanos a los paneles.
3). Pérdida de cableado: La pérdida surge en el cableado entre paneles y en el cable de los paneles al banco de baterías.
La eficiencia típica es del 70% (considerada la peor situación)
Tamaño del panel solar:
Puede utilizar la siguiente fórmula para determinar la potencia del panel solar:
Vatios del panel solar = Consumo diario de energía (WH) / (Hora pico del sol x eficiencia del sistema)
Consumo de energía diario = 2800WH
Hora pico del sol = 4,5 horas
Vatios del panel = 2800 / ( 4,5 x 0,7 ) = 888,88 W
Suponiendo que el panel utilizado es de 450W, la cantidad requerida es:
Número de paneles=888,88W/450W=2
Tienes que comprar 2 paneles de 450W.
El interés por una vida sostenible y fuera de la red se ha disparado en los últimos años, y rara vez existe una mejor opción para sus necesidades energéticas fuera de la red que instalar un sistema de energía solar. Todo lo que necesita para diseñar e instalar su propia unidad fuera de la red es conocer las especificaciones, hacer algunos cálculos básicos, comprender los conceptos básicos y estará en camino de construir un refugio fuera de la red autosostenible.
