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Sistema de energía autónomo

Esquema de un sistema híbrido

Un sistema de energía autónomo ( SAPS o SPS ), también conocido como sistema de suministro de energía para áreas remotas ( RAPS ), es un sistema eléctrico fuera de la red para lugares que no cuentan 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 se suele implementar como un banco de baterías , pero existen otras soluciones, incluidas las pilas de combustible . La energía extraída directamente de la batería será corriente continua de voltaje extra bajo (DC ELV), y se utiliza especialmente para iluminación, así como para electrodomésticos de CC. Se utiliza un inversor para generar CA de bajo voltaje , con el que se pueden utilizar los electrodomésticos más típicos.

Un sistema fotovoltaico solar autónomo típico en una planta de tratamiento de aguas residuales en Santuari de Lluc , España

Los sistemas de energía fotovoltaica autónomos son independientes de la red eléctrica y pueden utilizar únicamente paneles solares o pueden utilizarse junto con un generador diésel, una turbina eólica o baterías. [1] [2]

Tipos

Los dos tipos de sistemas de energía fotovoltaica autónomos son el sistema acoplado directamente sin baterías y el sistema autónomo con baterías.

Sistema acoplado directamente

El modelo básico de un sistema acoplado directamente consiste en un panel solar conectado directamente a una carga de CC. Como en esta configuración no hay bancos de baterías, la energía no se almacena y, por lo tanto, es capaz de alimentar electrodomésticos comunes como ventiladores, bombas, etc. solo durante el día. Los MPPT se utilizan generalmente para utilizar de manera eficiente 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 acoplados directamente. [1] [3]

Sistema autónomo con baterías

Esquema de un sistema fotovoltaico autónomo con batería y cargador

En los sistemas fotovoltaicos autónomos, la energía eléctrica producida por los paneles fotovoltaicos no siempre se puede utilizar 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:

Sistema híbrido

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 remotas. Hay tres elementos básicos en el sistema: la fuente de energía, la batería y el centro de gestión de energía. Las fuentes de energía híbrida incluyen turbinas eólicas , generadores de motor diésel , generadores termoeléctricos y sistemas solares fotovoltaicos . La batería permite el funcionamiento autónomo al compensar la diferencia entre la producción y el uso de energía. El centro de gestión 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 los extremos de servicio. [5] [6]

Monitoreo del sistema

El seguimiento de los sistemas fotovoltaicos puede proporcionar información útil sobre su funcionamiento y sobre lo que se debe hacer para mejorar el rendimiento, pero si los datos no se comunican correctamente, el esfuerzo será en vano. Para que sea útil, un informe de seguimiento debe proporcionar información sobre los aspectos relevantes del funcionamiento en términos que sean fácilmente comprensibles para un tercero. Es necesario seleccionar parámetros de rendimiento adecuados y actualizar sus valores de forma constante con cada nueva publicación del informe. En algunos casos puede ser beneficioso supervisar el rendimiento de componentes individuales para refinar y mejorar el rendimiento del sistema, o para estar alerta ante una pérdida de rendimiento a tiempo para tomar medidas preventivas. Por ejemplo, supervisar los perfiles de carga/descarga de la batería indicará cuándo es necesario sustituirla antes de que se produzca un tiempo de inactividad debido a una falla del sistema. [7]

Norma IEC 61724

La IEC ha elaborado un conjunto de normas de supervisión denominadas «Norma para la supervisión del rendimiento de los sistemas fotovoltaicos» ( IEC 61724 ). Se centra en el rendimiento eléctrico del sistema fotovoltaico y no aborda los sistemas híbridos ni prescribe un método para garantizar que las evaluaciones del rendimiento sean equitativas. [8]

Evaluación del desempeño

La evaluación del desempeño implica:

Problemas relacionados con la carga

La amplia gama de problemas relacionados con la carga identificados se clasifican en los siguientes tipos:

Galería

Véase también

Referencias

  1. ^ ab "Sistemas fotovoltaicos autónomos". renew-energy-sources.com. Archivado desde el original el 13 de julio de 2011. Consultado el 21 de julio de 2011 .
  2. ^ "UN SISTEMA FOTOVOLTAICO INDEPENDIENTE, ESTUDIO DE CASO: UNA RESIDENCIA EN GAZA" (PDF) . trisanita.org. Archivado desde el original (PDF) el 2012-04-26 . Consultado el 2011-07-21 .
  3. ^ "Sistemas fotovoltaicos autónomos". eai.in. Consultado el 21 de julio de 2011 .
  4. ^ "Baterías y control de carga en sistemas fotovoltaicos autónomos: fundamentos y aplicaciones" (PDF) . localenergy.org . Consultado el 21 de julio de 2011 .
  5. ^ Badwal, Sukhvinder PS; Giddey, Sarbjit S.; Munnings, Christopher; Bhatt, Anand I.; Hollenkamp, ​​Anthony F. (24 de septiembre de 2014). "Tecnologías emergentes de conversión y almacenamiento de energía electroquímica". Frontiers in Chemistry . 2 : 79. Bibcode :2014FrCh....2...79B. doi : 10.3389/fchem.2014.00079 . PMC 4174133 . PMID  25309898. 
  6. ^ Ginn, Claire (8 de septiembre de 2016). "Energy pick n' mix: are hybrid systems the next big thing?" [Elección y combinación de energía: ¿son los sistemas híbridos la próxima gran novedad?]. www.csiro.au . ​​CSIRO . Consultado el 9 de septiembre de 2016 .
  7. ^ ab "Directrices para la monitorización de sistemas fotovoltaicos autónomos: metodología y equipamiento". iea-pvps.org . Consultado el 21 de julio de 2011 .
  8. ^ "Monitorización del rendimiento de sistemas fotovoltaicos: directrices para la medición, el intercambio de datos y el análisis". Norma IEC 61724, Ginebra : 37. 1998.
  9. ^ "Uso de electrodomésticos en sistemas de suministro de energía fotovoltaica autónomos: problemas y soluciones". iea-pvps.org . Consultado el 21 de julio de 2011 .

Enlaces externos