Dimensionamiento y Componentes Clave para Instalaciones Eléctricas Autónomas

Elección de la Tensión de Trabajo de la Instalación

La elección de la tensión de trabajo es una decisión fundamental que depende directamente de la potencia requerida por la instalación. Se establecen las siguientes directrices:

• Para potencias menores de 3 kW, se recomienda el uso de 12 V o 24 V, lo que se denomina una instalación de pequeña escala.
• Para potencias superiores a 3 kW, se opta por 48 V o 120 V, considerándose una instalación de gran escala.

Días de Autonomía de la Instalación

La determinación de los días de autonomía es un factor crítico que condiciona directamente el tamaño del acumulador (banco de baterías) de la instalación. Cuantos más días de autonomía se deseen, mayor deberá ser la capacidad del acumulador.

Es imprescindible realizar un estudio detallado de la zona geográfica donde se ubicará la instalación. Esto permite prever condiciones climáticas adversas (como días nublados o de baja irradiación solar) que puedan influir negativamente en la producción de energía. Este análisis determinará la cantidad mínima de días de autonomía que deben considerarse para asegurar el suministro.

Se recomienda establecer un valor de autonomía de la instalación de al menos 3 días como punto de partida.

Decisión de Trabajar en Corriente Continua, Alterna o Mixta

La elección del tipo de corriente (continua, alterna o una combinación de ambas) depende fundamentalmente de los equipos y aparatos que se conectarán a la instalación.

Casos Comunes:

• Instalaciones en Viviendas:
  • Si se trata de viviendas habituales, lo más común es que la instalación trabaje en corriente alterna (CA) debido a la gran mayoría de electrodomésticos y aparatos electrónicos que requieren este tipo de suministro.
  • En viviendas de uso ocasional o secundario, donde solo se conectan equipos de iluminación o aparatos de bajo consumo, la instalación puede operar exclusivamente con corriente continua (CC).
• Instalaciones de Señales de Tráfico: Generalmente, estos sistemas utilizan exclusivamente elementos que funcionan con corriente continua (CC).
• Instalaciones de Repetidores de Comunicación: En este tipo de instalaciones, lo habitual es un sistema mixto, combinando CC y CA según las necesidades de los equipos.
• Instalaciones de Bombeo: Las bombas de agua, especialmente en sistemas aislados, suelen trabajar con corriente continua (CC) para optimizar la eficiencia.

Elección de las Baterías para el Acumulador

Al seleccionar las baterías para el sistema de acumulación, es crucial considerar los siguientes parámetros:

• Tensión nominal de la instalación: Debe ser compatible con el voltaje del banco de baterías.
• Días de autonomía: La capacidad total del acumulador debe ser suficiente para cubrir los días de autonomía deseados.
• Capacidad en Ah (Amperios-hora): Este valor determina la cantidad de energía que el acumulador puede almacenar.
• Profundidad de descarga máxima (DoD): Es un parámetro crítico fijado por el diseñador de la instalación para prolongar la vida útil de las baterías.
• Potencia que consume la instalación: La capacidad de las baterías debe ser adecuada para suministrar la potencia demandada por los equipos.

Elección del Regulador de Carga

Para la correcta elección del regulador de carga, es fundamental calcular la corriente de carga necesaria que provendrá del generador (ej., paneles solares) para asegurar un funcionamiento óptimo del sistema.

El regulador es el componente encargado de fijar y mantener la tensión nominal de la instalación, protegiendo las baterías de sobrecargas y descargas excesivas.

Elección del Inversor

El inversor es un componente esencial en instalaciones que requieren corriente alterna (CA). Al seleccionarlo, debemos fijarnos en el consumo total de los equipos como parámetro fundamental.

Se recomienda encarecidamente elegir un inversor que proporcione una onda senoidal pura a la salida, similar a la de la red eléctrica convencional. Esto es crucial para el correcto funcionamiento y la vida útil de la mayoría de los electrodomésticos y equipos electrónicos sensibles. No obstante, para algunas aplicaciones menos exigentes, un inversor de onda cuadrada modificada podría ser suficiente.

Otro parámetro importante a considerar es el rendimiento del inversor, que suele situarse en torno al 90% o superior, indicando la eficiencia con la que convierte la energía de CC a CA.

Presupuesto Detallado de la Instalación

Dentro de la documentación del proyecto, es indispensable incluir un presupuesto detallado que contemple todos los aspectos económicos de la instalación. Este debe desglosar los siguientes puntos:

• Coste de cada uno de los elementos principales de la instalación: Paneles solares, baterías, regulador, inversor, etc.
• Coste del material para el cableado: Incluye conductores, conectores, cajas de conexión, canalizaciones, etc. Es crucial realizar una medición precisa de los metros de cable necesarios para optimizar costes y garantizar la seguridad.
• Mano de obra: Especificación del coste asociado a todo el personal involucrado en la instalación, desde el diseño hasta la puesta en marcha.
• Coste de los soportes y estructuras: Para el generador fotovoltaico (si aplica), así como cualquier otro material estructural necesario para la fijación de componentes.
• Coste de los elementos de seguridad eléctrica: Incluye dispositivos como interruptores magnetotérmicos, diferenciales, protectores contra sobretensiones, etc.
• Coste del sistema de seguridad e higiene laboral: Equipos de protección individual (EPIs) y medidas de seguridad implementadas durante la ejecución de la obra.
• Impuestos aplicables: Como el Impuesto sobre el Valor Añadido (IVA) u otros tributos locales.
• Coste del contrato de mantenimiento: Si la instalación se ofrece con un servicio de mantenimiento, se debe especificar su coste en función de la duración y el alcance del contrato.