Un sistema de energía autónomo ( SAPS o SPS ), también conocido como suministro de energía de área remota ( RAPS ), es un sistema eléctrico fuera de la red para ubicaciones que no están equipadas con un sistema de distribución de electricidad . Los SAPS típicos incluyen uno o más métodos de generación de electricidad , almacenamiento de energía y regulación.
La electricidad normalmente se genera mediante uno o más de los siguientes métodos:
El almacenamiento normalmente se implementa como un banco de baterías , pero existen otras soluciones, incluidas las celdas de combustible . La energía extraída directamente de la batería será de tensión extrabaja de corriente continua (DC ELV), y se utiliza especialmente para iluminación y aparatos de CC. Se utiliza un inversor para generar bajo voltaje de CA , con el que se pueden usar aparatos más típicos.
Los sistemas de energía fotovoltaica autónomos son independientes de la red pública y pueden utilizar paneles solares únicamente o pueden utilizarse junto con un generador diésel, una turbina eólica o baterías. [1] [2]
Los dos tipos de sistemas de energía fotovoltaica autónomos son el sistema de acoplamiento directo sin baterías y el sistema autónomo con baterías.
El modelo básico de un sistema de acoplamiento directo consta de un panel solar conectado directamente a una carga de CC. Como no hay bancos de baterías en esta configuración, la energía no se almacena y, por lo tanto, es capaz de alimentar aparatos comunes como ventiladores, bombas, etc. sólo durante el día. Los MPPT se utilizan generalmente para utilizar eficientemente la energía del sol, especialmente para cargas eléctricas como bombas de agua de desplazamiento positivo. La adaptación de impedancia también se considera un criterio de diseño en sistemas de acoplamiento directo. [1] [3]
En los sistemas fotovoltaicos autónomos, la energía eléctrica producida por los paneles fotovoltaicos no siempre se puede aprovechar directamente. Como la demanda de la carga no siempre es igual a la capacidad del panel solar, generalmente se utilizan bancos de baterías. Las funciones principales de una batería de almacenamiento en un sistema fotovoltaico autónomo son:
La planta de energía híbrida es un sistema completo de suministro de energía eléctrica que se puede configurar fácilmente para satisfacer una amplia gama de necesidades de energía remota. Hay tres elementos básicos en el sistema: la fuente de energía, la batería y el centro de administración de energía. Las fuentes de energía híbrida incluyen turbinas eólicas , generadores con motor diésel , generadores termoeléctricos y sistemas solares fotovoltaicos . La batería permite un funcionamiento autónomo compensando la diferencia entre la producción y el uso de energía. El centro de administración de energía regula la producción de energía de cada una de las fuentes, controla el uso de energía clasificando las cargas y protege la batería de extremos de servicio. [5] [6]
El monitoreo de los sistemas fotovoltaicos puede proporcionar información útil sobre su funcionamiento y lo que se debe hacer para mejorar el rendimiento, pero si los datos no se informan adecuadamente, el esfuerzo es en vano. Para ser útil, un informe de seguimiento debe proporcionar información sobre los aspectos relevantes de la operación en términos que sean fácilmente comprensibles para un tercero. Es necesario seleccionar los parámetros de desempeño apropiados y actualizar sus valores constantemente con cada nueva edición del informe. En algunos casos, puede ser beneficioso monitorear el desempeño de componentes individuales para refinar y mejorar el desempeño del sistema, o recibir una alerta sobre la pérdida de desempeño a tiempo para tomar medidas preventivas. Por ejemplo, monitorear los perfiles de carga/descarga de la batería indicará cuándo es necesario reemplazarla antes de que se experimente un tiempo de inactividad debido a una falla del sistema. [7]
IEC ha proporcionado un conjunto de estándares de monitoreo llamado "Estándar para el monitoreo del desempeño de sistemas fotovoltaicos" ( IEC 61724 ). Se centra en el rendimiento eléctrico del sistema fotovoltaico y no aborda los híbridos ni prescribe un método para garantizar que las evaluaciones del rendimiento sean equitativas. [8]
La evaluación del desempeño implica:
La amplia gama de problemas relacionados con la carga identificados se clasifican en los siguientes tipos:
