Parece casi mágico que pueda tomar una placa plana cubierta de vidrio (un panel solar), colocarla al sol y obtener electricidad para que salga de ella. Parece aún más mágico si se considera que un sistema eléctrico solar, cuando se descompone en sus elementos más esenciales, es poco más que arena y cables. La verdadera magia detrás de los paneles solares es un material semiconductor (un producto mineral natural) que convierte la energía de la luz en electricidad. Una vez que haya producido la energía eléctrica, solo se trata de transmitirla a través de cables, desde los paneles solares hasta su casa o hacia la red eléctrica. Puro, simple, científico magia.
Crédito: tbradford / iStock / GettyImages Los paneles solares a menudo se montan en la superficie del techo que recibe la exposición más directa a la luz solar.Conceptos básicos del sistema eléctrico solar
Un sistema eléctrico solar doméstico es, literalmente, una planta de energía doméstica. Genera electricidad que es tan útil como la energía que obtiene de la empresa de servicios públicos y, de hecho, puede aportar energía al sistema de servicios públicos. De esta manera, puede producir energía no solo para su propia casa sino también para la de sus vecinos.
El corazón de un sistema de energía solar son los paneles solares, que se pueden instalar en el techo o en el suelo. Un grupo de paneles solares se llama formación. Cuando el sol brilla sobre la matriz, los paneles crean electricidad y la alimentan a los cables que finalmente se conectan al panel de servicio eléctrico de su hogar, su caja de disyuntores. A partir de ahí, la electricidad puede ser utilizada directamente por las luces y electrodomésticos de su casa. Si su matriz está produciendo más electricidad que su hogar necesita en un momento dado, el exceso de electricidad pasa a través de un medidor eléctrico especial que permite que la energía se mueva a la red de servicios públicos, donde otros clientes de servicios públicos la utilizan.
crédito: todaydesign / iStock / GettyImages Si bien los paneles solares en la azotea son los más comunes, los paneles montados en el suelo ofrecen más opciones de ubicación para capturar el sol.Sistemas solares domésticos conectados a la red
Un sistema solar doméstico que está conectado a la red pública se conoce en la industria como "conectado a la red" y es el tipo de sistema solar doméstico más común, más simple y menos costoso. Si vive en un área desarrollada con servicio eléctrico estándar y solo desea compensar parte o la mayor parte de su uso de energía convencional con electricidad solar, lo más probable es que instale un sistema conectado a la red. La distinción clave de los sistemas conectados a la red es que la energía fluye en ambos sentidos. Cuando su casa necesita más electricidad de la que produce su matriz solar, la casa obtiene energía de la red eléctrica. Cuando su producción solar excede la demanda de los hogares, alimenta la red con su energía solar (y obtiene crédito por ella, de una forma u otra).
Crédito: Hero Images / Hero Images / GettyImages La mayoría de los sistemas solares domésticos son instalados por profesionales, pero la instalación de bricolaje está permitida en muchas áreas.Por lo tanto, los sistemas conectados a la red dependen de la utilidad para obtener energía adicional cuando es necesario. También dependen de la red pública para su funcionamiento. Cuando la red se cae (como durante una tormenta o reparaciones de servicios públicos), los sistemas solares conectados a la red también dejan de funcionar. Los paneles siguen siendo funcionales, por supuesto, pero el flujo de electricidad se interrumpe antes de llegar a su caja de interruptores o al medidor de servicios públicos. Esta es una característica de seguridad para evitar que las "plantas de energía" domésticas energicen la red cuando la empresa de servicios públicos espera que se apague.
Otros tipos de sistemas solares domésticos
Hay otros dos tipos de sistemas solares, además del estándar conectado a la red. La alternativa más común a la cuadrícula es un sistema fuera de la red. Esto tiene la mayoría de los mismos componentes de una configuración conectada a la red, y se conecta a la caja de interruptores de la casa, pero no se conecta a la red pública. En cambio, incluye una gran colección de baterías, llamada banco de baterías, que almacena el exceso de energía solar durante el día. Cuando se pone el sol y la matriz deja de generar electricidad, la casa extrae la energía almacenada del banco de baterías. Al día siguiente, cuando vuelve a salir el sol, la matriz recarga las baterías y el ciclo diario continúa.
crédito: Solar Connection Los sistemas fuera de la red utilizan baterías especiales de "ciclo profundo" diseñadas para cargar y descargar lentamente. Duran unos 5 a 15 años.Los sistemas fuera de la red son comunes en áreas remotas donde la conexión de servicios públicos no está disponible o es muy costosa. También son populares entre los entusiastas de la energía solar (o energía renovable) que prefieren proporcionar toda la energía de su hogar. Los sistemas fuera de la red cuestan aproximadamente el doble que los conectados a la red y requieren mucho más monitoreo y mantenimiento, pero ofrecen la recompensa de la independencia energética completa.
El tercer tipo de sistema es una combinación de conexión a la red y fuera de la red y se llama, como es lógico, atado a la red con batería de respaldo. El nombre resume más o menos lo que hace. Está vinculado a la red, y tiene un banco de baterías para energía de respaldo cuando la red se cae. Típicamente, el banco de baterías es relativamente pequeño y alimenta solo unas pocas "cargas críticas" en la casa, como el refrigerador, el equipo de calefacción y algunas luces y enchufes. También puede usar las baterías para aprovechar las tarifas de servicios públicos fuera de las horas pico, consumiendo energía de la red cuando es relativamente económico. Sin embargo, agregar respaldo de batería a un sistema conectado a la red requiere un equipo sofisticado y costoso, sin mencionar el diseño complejo y la instalación, así como el mantenimiento de la batería. Por esta razón, la mayoría de los propietarios optan por sistemas básicos conectados a la red.
crédito: studio023 / iStock / GettyImages Un panel solar estándar está compuesto por aproximadamente 60 a 72 células solares; cada celda produce aproximadamente 0.5 voltios de electricidad.Las tuercas y tornillos de los sistemas solares conectados a la red
La electricidad solar se llama técnicamente fotovoltaica, o PV, que es una mezcla de las palabras foto (para la luz) y voltio (para electricidad). La luz solar contiene unidades de energía luminosa llamadas fotones. Un panel solar convierte esa energía en electricidad con sus células solares hechas de silicio cristalino, un semiconductor, un material que convierte una forma de energía en electricidad. En pocas palabras, los fotones de luz golpean un lado de las células solares; esto excita los electrones en el semiconductor y la electricidad sale del otro lado. Los materiales conductores (esencialmente, cables) capturan esta energía y la alimentan al sistema solar (PV).
Los paneles solares producen energía en forma de corriente continuao DC, electricidad. Pero sus electrodomésticos y luces se encienden corriente alterna, Alimentación de CA. Por lo tanto, la CC de los paneles solares debe convertirse a CA con un dispositivo llamado Inversor DC a AC. Algunos sistemas usan un solo inversor (llamado inversor de cadena), que convierte la energía de todos los paneles solares; otros usan microinversores, que se conectan a uno o dos paneles cada uno y se ocultan en cada panel (o par de paneles).
crédito: Clean Energy Reviews Los inversores solares hacen que la alimentación de CC sea adecuada para su uso en el hogar y la red pública.Una vez que la energía se convierte en CA, pasa a través de un interruptor de desconexión (que se utiliza para aislar la matriz solar del resto del sistema, por seguridad, reparaciones, etc.) y luego a través de un medidor de producción fotovoltaica, que realiza un seguimiento de la Energía solar producida. Finalmente, la energía se alimenta a la caja de interruptores de la casa, generalmente con un par de interruptores especiales. Al otro lado de la caja de interruptores hay un medidor neto, que permite que la energía entre y salga de la red, a diferencia de un medidor unidireccional estándar, que permite que la energía fluya solo de la red a la casa. El medidor neto registra tanto la energía entrante como la saliente, para que usted y la compañía de servicios públicos puedan realizar un seguimiento de su hogar. red uso de electricidad.
Todos los sistemas vinculados a la red incluyen un medio para el "apagado rápido" o la capacidad de deshabilitar el sistema en la matriz. Esto permite que el personal de emergencia (bomberos, etc.) apague un sistema fotovoltaico desde fuera de la casa antes de entrar. Los sistemas con inversores de cadena incluyen equipos de apagado separados, mientras que aquellos con microinversores tienen la capacidad de apagado automático integrada en los microinversores.
