Fundamentos Técnicos de Sistemas Fotovoltaicos: Parámetros, Acumuladores y Regulación de Carga

Fundamentos de Células Solares y Componentes Clave

1. Parámetros Característicos de una Célula Solar y su Curva I-V

La curva Intensidad-Tensión (I-V) que define el comportamiento de una célula fotovoltaica está representada en la figura (Nota: La figura debe ser adjuntada externamente).

En ella se pueden identificar las medidas típicas que definen el rendimiento de una célula:

• Intensidad de Cortocircuito (Isc): Es la intensidad que se produce a tensión cero y puede ser medida directamente con un amperímetro conectado a la salida de la célula solar. Para células de 100 mm de diámetro, esta intensidad se aproxima a los 2,5 amperios.
• Tensión de Circuito Abierto (Voc): Es la tensión que podemos medir al no existir una carga conectada y representa la tensión máxima que puede suministrar una célula.
• Potencia Pico (Pmax): Es la potencia máxima que puede suministrar una célula. Se define por el punto de la curva I-V donde el producto de la intensidad producida y la tensión es máximo.

3. Esquema Multifilar de una Instalación Fotovoltaica Aislada (1000W)

Se requiere dibujar el esquema multifilar de una instalación aislada de 1000 W de potencia, utilizando paneles de 100 W/12 V. (Nota: Para determinar la configuración, es necesario realizar una regla de tres para calcular el número de paneles requeridos).

4. Características Esenciales de un Acumulador Fotovoltaico Óptimo

Un buen acumulador (batería) fotovoltaico debe poseer al menos las siguientes características:

1. Capacidad para aceptar todas las corrientes de carga que suministre el panel solar.
2. Mantenimiento nulo o mínimo.
3. Fácil transporte e instalación.
4. Baja autodescarga.
5. Rendimiento elevado.
6. Larga vida útil.

5. Funcionamiento y Tipos de Reguladores de Carga Fotovoltaicos

Función Principal y Conexiones

El regulador electrónico de carga tiene la misión de regular la corriente que procede de los paneles solares y que absorbe la batería, impidiendo que esta se sobrecargue o se descargue peligrosamente. Evita que la batería se descargue a través del circuito de los paneles mediante un diodo de bloqueo de baja caída de tensión, ubicado entre el panel y la batería.

Importante: El primer elemento que se conecta al regulador son las baterías, antes que los paneles. De otro modo, se podría dañar el regulador.

Clasificación de Reguladores de Carga

Existen dos grandes grupos de reguladores:

Reguladores SHUNT (Paralelo)

Es el método tradicional de controlar la carga de las baterías en los sistemas electrónicos solares. Los dispositivos de este tipo se colocan en paralelo con el grupo solar y el sistema de baterías.

Reguladores SERIE

La gran ventaja de los reguladores serie se centra principalmente en su instalación en grandes sistemas, ya que su reducido tamaño y la ausencia de disipación de calor los hacen aptos para su inserción en cabinas completamente herméticas que deben trabajar en condiciones ambientales duras.