Instalación del panel fotovoltaico
Los rayos solares inciden sobre la Tierra con diferentes ángulos de inclinación. En instalaciones situadas en el hemisferio norte (caso de España), la orientación del módulo solar será SUR, mientras que si ésta se encuentra en el hemisferio Sur la orientación será NORTE (caso de gran parte de Sudamérica y también de África). Los paneles producen la máxima energía cuando los rayos solares inciden perpendicularmente a la superficie del panel, deberemos buscar el ángulo de inclinación tal que nos produzca la máxima corriente eléctrica una vez orientado en su posición. En España, los ángulos variarán entre los 20-25 a los 55-60 grados respecto a la horizontal, según sea verano o invierno respectivamente.
Importancia de buenas conexiones
Es crucial asegurar buenas conexiones eléctricas para garantizar una fiabilidad elevada, en previsión de fallos o caídas de tensión producidas en las uniones. Esta avería se elimina disponiendo de los terminales adecuados para cada tipo de conexión, por lo que hay que evitar los arrollamientos del hilo conductor sobre los terminales que tan poca seguridad nos pueden ofrecer. Un fallo muy usual se produce cuando el montaje se realiza en verano, son las posibles sombras.
Instalación de los acumuladores
Debemos tener en cuenta algunos puntos básicos, como:
- Los acumuladores deben acomodarse lo más cerca posible del conjunto de módulos para evitar las posibles caídas de tensión.
- Debe procurarse realizar bien las conexiones de los paneles, ya que en muchos casos, de no hacerlo, se produce la caída de tensión.
- Deberemos aislar la batería del suelo mediante una bancada de madera o material resistente al ácido.
- Un lugar razonablemente ventilado posee la suficiente corriente de aire como para evitar la acumulación de hidrógeno y oxígeno, que siempre se desprende en la parte final de la carga de la batería. Debemos pensar que el electrolito de las baterías contiene ácido y que éste resulta sumamente corrosivo. Los acumuladores se deben manejar con sumo cuidado, para evitar quemaduras tanto en la piel como en la ropa, suelo, etc. Pero quizá sea en el transporte donde se deban tomar más precauciones, debido a que pueda acarrear problemas de fuga de electrolito. Para estos casos extremos, las baterías pueden adquirirse cargadas en seco.
Instalación de sistemas de regulación y control
Los equipos que van a constituir el sistema de regulación y control (reguladores de carga, sistemas de alarma, voltímetros, amperímetros, etc.), deben integrarse en un pequeño armario de control. Como elementos imprescindibles, se encuentran el regulador de carga y un voltímetro u otro elemento que nos dé referencia del estado de carga aproximado al que se encuentra la batería. Como norma muy amplia podríamos diferenciar dos tipos de instalaciones:
- Las primeras constarán de todos aquellos equipos que nos den datos de su funcionamiento, como pueden ser voltímetros, amperímetros, fusibles o magnetotérmicos de protección.
- Los otros, por el contrario, en todos aquellos usos donde el equipo se encuentre desatendido, recomendamos en estos casos el uso del regulador como elemento imprescindible y un desconectador por baja tensión capaz de proteger a la batería en caso de descarga.
Instalación de los inversores
Los equipos convertidores o inversores, tanto senoidales como de onda cuadrada, deben instalarse siempre lo más cerca de las baterías que se pueda. Esta afirmación está justificada por la gran caída de tensión que se puede producir si alejamos el convertidor excesivamente de las baterías.
Mantenimiento de una instalación fotovoltaica
Introducción
Una instalación fotovoltaica es el conjunto formado por los módulos, sistemas de regulación y control y acumuladores, siendo el resto una instalación eléctrica convencional.
Resumen de normas prácticas para la instalación de sistemas fotovoltaicos
- Disponer los módulos orientados al sur con el ángulo idóneo para el mejor aprovechamiento de la radiación solar.
- Evitar sombras parciales sobre células o módulos producidas por obstáculos naturales o artificiales.
- Utilizar siempre los terminales de conexión adecuados.
- Cuando las distancias son grandes, pasar a trabajar con tensiones más elevadas si ésto es posible.
- No escatimar en la calidad de los materiales que van a ser utilizados.
- Las estructuras sólidas y bien ancladas asegurarán la resistencia al viento.
- No taladrar jamás los marcos metálicos de los módulos, ya que se corre el riesgo de hacer estallar el cristal al ser normalmente sensible a las vibraciones.
- Realizar cuadros de control con suficiente información al usuario, de una forma clara y precisa, sin acumular datos que no sirvan o no puedan descifrarse.
- Situar el cuadro de control y regulación cerca de los acumuladores.
- Situar los elementos de acumulación sobre pequeñas bancadas aislantes.
- Preservar los conductores siempre bajo tubo u otra buena protección contra humedades e inclemencias ambientales.
- El uso de fusibles o magnetotérmicos que permitan proteger la instalación y desconectarla de la batería podría decir que es imprescindible.
- Revisar el nivel de electrolito y comenzar el primer día de instalación con la batería completamente cargada.
- Situar los convertidores ce/ca lo más cerca posible de los acumuladores, utilizando sección de cables gruesas.
- Disponer una cubierta que cubra los bornes de los acumuladores, para evitar cortocircuitos que puedan producirse por la caída, sobre éstos, de algún elemento metálico.
Panel fotovoltaico
El panel fotovoltaico es el elemento más importante de toda la instalación, y el que menos trabajo de mantenimiento nos va a producir.
- Limpieza de su superficie, con algún elemento no abrasivo, toda vez que pueda observarse suciedad. Si está junto a una industria habrá que mantenerlo más.
- Los cristales de los módulos solares deben de ser extremadamente lisos para favorecer así la autolimpieza por acción del aire y del agua de forma natural.
- Las gaviotas suelen posarse en la parte superior de la estructura del soporte, defecando sobre los paneles y produciendo suciedades muy persistentes que alterarán el buen funcionamiento del grupo solar como consecuencia de sombras.
Cuadro de regulación y control
Realmente no necesita ningún mantenimiento especial, salvo su revisión visual para comprobar el funcionamiento de los diversos equipos que lo componen.
Resulta muy conveniente, si este cuadro se instalara en algún sitio donde exista humedad (cerca del mar, países tropicales, etc.), proteger los diversos aparatos de la acción perjudicial.
Acumuladores
Los acumuladores son quizá los elementos que mayor atención requieren de todos los componentes de una instalación solar, especialmente aquellos que tengan mantenimiento.
La práctica periódica de mantenimiento redundará en beneficio de la vida de la batería y para ello deben de seguirse algunos puntos básicos, como son:
- Comprobar el nivel de electrolito mensualmente en cada uno de los elementos.
- Realizar una inspección visual de la batería.
- Mantener las bornas y conexiones libres de sulfato.
Pruebas y averías de los diferentes componentes
Medidas sobre el panel fotovoltaico
La gran ventaja es que presenta la ausencia de averías que puede presentar. Puede dejar de producir corriente por tan sólo dos motivos: uno, la posible penetración de humedad que pueda oxidar los materiales y, otro, la rotura, normalmente por acción exterior, de la cubierta superior (cristal) del módulo solar.
Regulador de carga
Las comprobaciones y ajustes de los reguladores se deberán realizar antes de insertarlos en el conjunto. Existen dos grandes bloques de reguladores, los serie y los shunt o paralelo.
Regulador de carga (Serie)
Los serie presentan una fácil comprobación, pues si medimos la corriente de paso entre el regulador y batería, ésta será exactamente la que el panel pueda proporcionar en ese instante. El corte del circuito vendrá dado cuando la tensión adquirida por la batería se iguale a la previamente ajustada en el regulador. En el caso de que esta tensión sea alta o baja, o bien no exista paso de corriente desde paneles a batería, el regulador deberá ser sustituido y llevado a reparar.
Regulador de carga (Paralelo o Shunt)
Para comprobar su correcto funcionamiento procederemos a separar la batería del grupo panel-regulador, mediremos la tensión en bornas de salida a batería del regulador, y esta deberá ser la previamente ajustada para evitar la sobrecarga (aproximadamente entre 14 y 14,5 V para instalaciones de 12 V). Esta medida debe ser realizada cuando el sol está elevado en el horizonte, y deberemos observar el calentamiento de los transistores de potencia o elementos encargados de la disipación de la corriente sobrante. Si ésto ocurre y la tensión está entorno a los 14-14,5 V funciona.