Un sistema solar fotovoltaico autónomo é un sistema que utiliza módulos fotovoltaicos (PV) para xerar electricidade a partir da luz solar e non depende da rede eléctrica ou de calquera outra fonte de electricidade. Un sistema solar fotovoltaico autónomo pode proporcionar enerxía para varias aplicacións, como iluminación, bombeo de auga, ventilación, comunicación e entretemento, en lugares remotos ou fora da rede onde a electricidade da rede está indispoñible ou é insegura.

Un sistema solar fotovoltaico autónomo típicamente consta de catro compoñentes principais:

• Módulos ou arrays fotovoltaicos solares que converten a luz solar en electricidade de corrente continua (CC).

• Un controlador de carga ou un rastreador de punto de potencia máxima (MPPT) que regula a tensión e a corrente dos módulos fotovoltaicos solares á batería e á carga.

• Unha batería ou un banco de baterías que almacena a electricidade excedente xerada polos módulos fotovoltaicos solares durante o día e a fornece á carga cando é necesario, especialmente de noite ou durante o tempo nublado.

• Un inversor que converte a electricidade de corrente continua (CC) da batería ou dos módulos fotovoltaicos solares en electricidade de corrente alternativa (CA) para cargas de CA.

Dependendo do tipo e tamaño da carga, un sistema solar fotovoltaico autónomo pode configurarse de diferentes formas. Neste artigo, discutiremos catro tipos comúns de sistemas solares fotovoltaicos autónomos e as súas vantaxes e desvantaxes.

Sistema Solar Fotovoltaico Autónomo con Só Carga CC

Este é o tipo máis simple de sistema solar fotovoltaico autónomo, xa que só require dous compoñentes principais: un módulo ou array fotovoltaico solar e unha carga de CC. O módulo ou array fotovoltaico solar conectase directamente á carga de CC, como un ventilador, unha bomba ou unha luz, sen ningún dispositivo intermedio. Este sistema só pode operar durante as horas de luz do día cando hai suficiente luz solar para alimentar a carga.

A vantaxe deste sistema é o seu baixo custo e simplicidade, xa que non necesita unha batería, un controlador de carga ou un inversor. No entanto, a desvantaxe é a súa aplicación e rendemento limitados, xa que non pode proporcionar enerxía de noite ou durante condicións de pouca luz solar. Ademais, a tensión e a corrente de saída do módulo ou array fotovoltaico solar varián en función da intensidade e do ángulo da luz solar, o que pode afectar a operación da carga.

Sistema Solar Fotovoltaico Autónomo con Carga de CC e Circuíto de Control Electrónico

Este tipo de sistema solar fotovoltaico autónomo mellora o anterior ao engadir un circuíto de control electrónico entre o módulo ou array fotovoltaico solar e a carga de CC. O circuíto de control electrónico pode ser un controlador de carga ou un MPPT. O controlador de carga regula a tensión e a corrente do módulo ou array fotovoltaico solar para evitar a sobrecarga ou descarga excessiva da batería (se está presente) e para protexer a carga de fluctuacións de tensión. O MPPT optimiza a potencia de saída do módulo ou array fotovoltaico solar seguindo o seu punto de potencia máxima baixo diferentes condicións de luz solar.

A vantaxe deste sistema é que mellora a utilización e eficiencia do módulo ou array fotovoltaico solar e estende a súa vida útil. Tamén mellora o rendemento e a fiabilidade da carga fornecendo tensión e corrente estable. No entanto, a desvantaxe é que aumenta o custo e a complexidade do sistema, xa que require un dispositivo adicional e cableado. Ademais, este sistema aínda non pode proporcionar enerxía de noite ou durante condicións de pouca luz solar sen unha batería.

Sistema Solar Fotovoltaico Autónomo con Carga de CC, Circuíto de Control Electrónico e Batería

Este tipo de sistema solar fotovoltaico autónomo engade unha batería ou un banco de baterías ao anterior para permitir o suministro de enerxía de noite ou durante condicións de pouca luz solar. A batería almacena a electricidade excedente xerada polo módulo ou array fotovoltaico solar durante o día e a fornece á carga cando é necesario. O circuíto de control electrónico regula a carga e descarga da batería e protégela de sobrecargas ou descargas excessivas.

A vantaxe deste sistema é que pode proporcionar enerxía continua e fiable para aplicacións diurnas e nocturnas. Tamén pode manexar cargas variables e picos de demanda utilizando diferentes tamaños e tipos de baterías. No entanto, a desvantaxe é que aumenta aínda máis o custo e a complexidade do sistema, xa que require máis compoñentes e manutención. A batería tamén engade peso e volume ao sistema e ten unha vida útil e eficiencia limitadas.

Sistema Solar Fotovoltaico Autónomo con Carga de CA/CC, Circuíto de Control Electrónico e Inversor

Este tipo de sistema solar fotovoltaico autónomo engade un inversor ao anterior para permitir o uso de cargas de CA, como electrodomésticos, ordenadores, televisións e luces, así como cargas de CC. O inversor converte a electricidade de corrente continua (CC) da batería ou do módulo ou array fotovoltaico solar en electricidade de corrente alternativa (CA) da tensión e frecuencia desexada. O inversor pode ser un dispositivo autónomo ou integrado co controlador de carga ou co MPPT.

A vantaxe deste sistema é que pode proporcionar enerxía de CA e CC para un amplio rango de aplicacións e dispositivos. Tamén pode ser máis eficiente e flexible que usar sistemas separados para cargas de CA e CC. No entanto, a desvantaxe é que aumenta aínda máis o custo e a complexidade do sistema, xa que require un dispositivo adicional e cableado. O inversor tamén engade perdas e ruído ao sistema e pode precisar protección contra sobretensiones e fallos.

Conclusión

Os sistemas solares fotovoltaicos autónomos son opcións útiles e viables para proporcionar electricidade en lugares remotos ou fora da rede onde a enerxía da rede está indispoñible ou é insegura. Tamén poden usarse para complementar a enerxía da rede ou para reducir a dependencia dos combustibles fósiles. Dependendo do tipo e tamaño da carga, diferentes tipos de sistemas solares fotovoltaicos autónomos poden configurarse con varios compoñentes, como módulos ou arrays fotovoltaicos solares, controladores de carga ou MPPTs, baterías, inversores e cargas de CA/CC. Cada tipo de sistema ten as súas propias vantaxes e desvantaxes en termos de custo, complexidade, rendemento, fiabilidade e manutención.

Para deseñar un sistema solar fotovoltaico autónomo adecuado para unha aplicación específica, deben considerarse varios factores, como:

• As características da carga (potencia, tensión, corrente, frecuencia, CA/CC)

• A dispoñibilidade do recurso solar (horas de luz solar, intensidade, ángulo)

• O dimensionamento do sistema (tamaño do módulo ou array fotovoltaico solar, capacidade da batería, potencia nominal do inversor)

• A configuración do sistema (conexión en serie ou paralelo de módulos ou baterías)

• A protección do sistema (fusibles, interruptores, protectores contra sobretensiones)

• A monitorización do sistema (contadores, indicadores, sensores)

Declaración: Respetar o orixinal, bons artigos merecen ser compartidos, se hai infracción contacte para eliminar.