Información General de los Sistemas Solares Fotovoltaicos Aislados o Tipo Isla

Antena junto a paneles solares
Sistema de energía solar
Sistema autónomo de energía
Los sistemas solares fotovoltaicos aislados tienen infinidad de aplicaciones, las de mayor uso en nuestra región son:
Sistemas solares fotovoltaicos para Iluminación doméstica

En corriente directa

Esta aplicación incorpora como equipos básicos: panel o paneles solares fotovoltaicos, regulador o controlador de carga, una o varias baterías y equipos de consumo que trabajan en corriente continua 12, 24 o 48Vdc, como pueden ser luminarias, televisiones, radios, equipos de telecomunicaciones, cámaras de vigilancia y/o cualquier equipo que funcione con corriente continua directamente. Ejemplo: sistemas solares fotovoltaicos básicos para uso doméstico que utilizan luminarias o pequeños equipos que funcionan en 12 o 24Vdc.

En corriente alterna

Esta aplicación incorpora como equipos básicos: panel o paneles solares fotovoltaicos, regulador o controlador de carga, una o varias baterías, inversor y equipos de consumo tanto en corriente alterna 110Vac o 220Vac como en corriente continua 12, 24 o 48Vdc.

Sistemas básicos para uso doméstico que utilizan luminarias o equipos que funcionan en 110 o 220 Vac, con frecuencias de 50 o 60 Hz. Se incorpora al sistema un inversor de corriente, que transforma la corriente continua almacenada en la o las baterías en corriente alterna. Es preferible que la iluminación continúe en 12Vdc y se utilice el menor número de equipos en 110Vac.

Sistemas solares fotovoltaicos para Sistemas de Telecomunicaciones

Esta aplicación incorpora como equipos básicos: panel o paneles solares fotovoltaicos, uno o varios controladores de carga, una o una bancada de batería, inversor o inversor/cargador de onda senoidal pura, HUB de monitoreo y control, protecciones, puesta tierra.

Este tipo de sistemas deben ofrecer una gran fiabilidad, por lo que se incrementa la autonomía y se utilizan equipos con mayores prestaciones y mejores características para trabajar tomando en cuenta las condiciones del medio. Su uso principal es para sistemas de trasmisión, repetición, transferencia de datos, voz, internet, etc., que utilizan equipos de telecomunicaciones diseñados especialmente para sistemas solares fotovoltaicos. Estos sistemas operan en 12, 24 o 48 VDC o en corriente alterna por medio de un inversor de corriente de onda senoidal pura con muy bajas emisiones electromagnéticas.

Sistemas solares fotovoltaicos para Iluminación exterior o Pública
La aplicación incorpora como equipos básicos: uno o varios paneles solares fotovoltaicos, un regulador o controlador de carga con función crepuscular, una o varias baterías y una luminaria LED de alto rendimiento que funcione en corriente continua.

Es una aplicación utilizada para iluminar espacios públicos, parques, calles, monumentos, señalización para vehículos (semáforos), para trabajos de construcción en las vías, patios de casas, iluminación exterior de viviendas (seguridad), etc. Para lograr buena calidad de luz con bajo consumo se incorpora tecnología de luminarias tipo LED.

Sistemas solares fotovoltaicos para Sistemas de bombeo y tratamiento de Agua
La aplicación incorpora como equipos básicos: varios paneles solares fotovoltaicos, un regulador o controlador de carga y bomba. Dependiendo el tipo de bomba que se utilice, puede incluir un variador. Las bombas deben ser fabricadas para ser utilizadas con paneles solares y deben operar en corriente continua o deben venir diseñadas para trabajar por medio de un armario de control o variador.

Se utiliza para extracción de aguas desde pozos, reservorios o ríos, hasta tanques elevados, se puede alcanzar alturas mayores a 90 metros y caudales diarios de hasta 30m³/día. Este sistema opera solo en horas de sol, se calcula técnicamente el tamaño del arreglo de paneles y la bomba para que en estas horas de actividad se extraiga la cantidad de agua prevista, y almacenarla en taques elevados, para poder acceder a esta a cualquier hora.

 

Sistemas solares fotovoltaicos para Sistemas de refrigeración de alimentos o vacunas
La aplicación incorpora como equipos básicos: uno o varios paneles solares fotovoltaicos, un regulador o controlador de carga, una o varias baterías y una nevera 12 o 24 Vdc fabricada especialmente para uso con sistemas solares fotovoltaicos.

La aplicación permite mantener la cadena de frío, por lo tanto la conservación en buen estado de alimentos o medicinas. Uno de los principales problemas que las personas que habitan en zonas no electrificadas tienen es superar la mala conservación de los alimentos y medicinas.

Sistemas solares fotovoltaicos para Sistemas de Iluminación de Emergencia (aplicación urbana)
La aplicación incorpora como equipos básicos: uno o varios paneles solares fotovoltaicos, un regulador o controlador de carga, una o varias baterías y un  inversor o inversor/cargador.

Sistemas básicos para uso urbano en edificios o casas, utilizan luminarias que funcionan en 110 o 220 VAC con frecuencias de 50 o 60 Hz, principalmente lumianrias LED. Se puede destinar algunas luces, de preferencia estratégicas de emergencia, que siempre funcionen por medio de un pequeño sistema solar fotovoltaico, garantizando así la iluminación permanente en caso de corte de servicio.

Sistemas solares fotovoltaicos para Sistemas móviles o plegables
La aplicación incorpora como equipo básico; uno o varios paneles solares fotovoltaicos diseñados para plegarse o de fácil transportación, incoporan conectores y baterías de ion de litio.

Este sistema tiene una aplicación directa a equipos que funcionan en 12Vdc o en 24Vdc, como cargadores de teléfonos celulares, de pilas recargables, para cargar tablets, cámaras de video o fotografía, computadoras portátiles con adaptadores especialmente diseñados para el fin.

Mini Sistemas Solares Fotovoltaicos Litio Fosfato (LiFePO4), POWER BOX

Estos sistemas solares fotovoltaicos autónomo que incorporan tecnología de Litio Fosfato (LiFePO4), reemplazan totalmente a los sistemas tradicionales fotovoltaicos autónomos pequeños, que utilizan baterías de ciclo profundo de tecnología plomo ácido, presentando las siguientes características:

El sistema de regulación y monitoreo de celdas viene todo incorporado en la batería de Litio Fosfato (LiFePO4) POWER BOX, por lo que el panel se conecta directamente al Power Box (batería Litio Fosfato (LiFePO4), y al POWER BOX se conectan directamente los consumos en corriente continua como luminarias LED de 2, 3 y/o 5W.

Las baterías de Litio necesitan un sistema de monitoreo individual para cada celda, este sistema de monitoreo BMS (Batteries Management Systems), viene ya incorporado y desarrollado por la empresa Zimpertec, de esta manera se garantiza una vida útil de la batería de tecnología litio fosfato (LiFePO4), de por lo menos 7 años, sin importar las condiciones de uso. Las baterías de litio fosfato (LiFePO4) necesitan tener un balance en la carga ya que son muy sensibles.

Las baterías de ciclo profundo de tecnología plomo ácido tienen una expectativa de vida útil de máximo 1000 ciclos a un 50% de descarga en 25 grados centígrados, mientras que las baterías de tecnología Litio Fosfato (LiFePO4) llegan hasta 4000 ciclos en un 95% de descarga.

Una batería de tecnología litio fosfato (LiFePO4), de capacidad de 10.5Ah que pesa menos de 2Kg, es equivalente en energía entregada diariamente, a una batería de 60Ah@20 horas de tecnología plomo ácido que puede pesar 20kG, si se la descarga en un 20% de su capacidad nominal.

Las baterías de tecnología plomo ácido se las debe descargar diariamente un 20% de su capacidad nominal, las baterías de tecnología Litio Fosfato (LiFePO4) se las puede descargar hasta un 98% de su capacidad.

Los sistemas solares que incorporan baterías de litio desarrollados por la empresa Zimpertec, pueden tener varios tamaños, tenemos:

  • LSX07 de 7Ah entrega 89Wh/día
  • 5 de 10.5Ah entrega 134Wh/día
  • LSX14 de 14Ah entrega 178Wh/día
  • 5 de 17.5Ah entrega 223Wh/día
  • LSX21 de 21Ah entrega 268Wh/día

El modelo que más se comercializa en nuestra región es el sistema solar fotovoltaico autónomo integrado que incorpora un panel de 50Wp y un Power Box de 10.5Ah (batería Litio Fosfato (LiFePO4) + control) puede entregar hasta 134Wh/día.

Las baterías de tecnología Litio Fosfato (LiFePO4), presentan una capacidad entre 3 a 4 veces mayor que las baterías de plomo ácido de la mejor calidad en el mercado.

Las baterías de tecnología Litio Fosfato (LiFePO4), son entre 3 a 4 veces más livianas que las baterías de plomo ácido tradicionales de la misma capacidad en Ah.

Las baterías de tecnología Litio Fosfato (LiFePO4), son muy seguras para su uso y permiten ser transportadas por vía aérea sin requerir permisos especiales.

Los modelos de sistemas solares fotovoltaicos que utilizan la batería de tecnología Litio Fosfato (LiFePO4) POWER BOX, son muy ligeros para transportar, y no requieren de un gran conocimiento ni experiencia para su instalación, ya que incorporan conectores universales en cada uno de sus componentes. Son sistemas solares fotovoltaicos autónomos tipo plug and play.

Existen también modelos de sistemas solares integrados con baterías de litio, de mayor tamaño y capacidad, como los modelos que ofrecen 1kWh/día, 2kWh/día y hasta 4kWh/día, pero son sistemas que no son fácilmente transportables.

Este nuevo desarrollo tecnológico permite a los gobiernos de la región cumplir con su compromiso de llevar iluminación a todos los sectores rurales, por más distantes que estén de la red eléctrica. Con el mismo presupuesto que actualmente se utiliza para dotar de sistemas solares fotovoltaicos autónomos con baterías de plomo ácido, se puede atender a 5 veces más familias. Por ejemplo, si se planifica instalar 1000 sistemas solares fotovoltaicos autónomo domésticos o SHS, de 100Wp en panel solar fotovoltaicos, 100Ah en batería, regulador de voltaje, inversores, la entidad del estado deberá tener un presupuesto de por lo menos unos 1.000.000 USD. Con este mismo presupuesto se podría proveer e instalar por lo menos 5000 sistemas solares fotovoltaicos autónomo con baterías de tecnología Litio Fosfato (LiFePO4) POWER BOX , es decir 4000 familias más podrían acceder a la los mismos servicios de iluminación previstos.

El bajo costo y bajo peso de los sistemas solares fotovoltaicos autónomo con baterías de tecnología litio fosfato (LiFePO4) POWER BOX, sumados a su mayor resistencia al abuso por parte de los usuarios transforman a estos sistemas solares fotovoltaicos en el presente de le electrificación rural.

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