INCORPORE LA ENERGÍA SOLAR
Estrategia en Acción
1. Identifique las necesidades de energía
2. Identifique la configuración apropiada del sistema fotovoltaico
3. Instale el sistema
4. Conecte el sistema de la vivienda a un inversor
5. Conecte el sistema a las baterías
LO QUE NECESITA SABER
- Unmódulo fotovoltaico (PV, por sus siglas en inglés), también llamado “panel solar”, es una tecnología que convierte la luz solar en energía eléctrica. Hay tres módulos fotovoltaicos diferentes disponibles, los cuales varían según su composición material, estructura interna y costo. Los módulos fotovoltaicos varían en tamaño principalmente debido al número de celdas solares conectadas en serie. Por lo general, los módulos de 60 y 72 celdas se encuentran normalmente en instalaciones residenciales y comerciales más grandes.
- Monocristalinas: son celdas hechas de silicio que son formadas en barras y cortadas en obleas. Normalmente son de un color negro oscuro con textura uniforme (de alta eficiencia y que lidera el mercado de fotovoltaicos).
- Policristalinas: celdas hechas de fragmentos de silicio y que se funden para formar obleas. Son un poco menos eficientes pero pueden ser costo efectivas. Este es el tipo recomendado y más común en Puerto Rico.
- Capa o cinta delgada: celdas hechas de un material translúcido que maximiza la luz y visibilidad, pero no es tan eficiente. También es más costosa.
- Los arreglos fotovoltaicos están conformados por múltiples módulos compuestos de dos capas de material semiconductor con cargas opuestas. Cuando la luz solar llega a su superficie, esto libera los electrones, los mueve a través de las capas y crea una corriente (vea a continuación).
- Los arreglos fotovoltaicos están conectados en serie que se denomina “ cadena"
- Para sistemas autónomos, algunos inversores de sistemas fotovoltaicos incluyen reguladores de carga que redirigen la energía de los fotovoltaicos o de la Autoridad de Energía Eléctrica para cargar las baterías
- Un inversor es un dispositivo que toma la energía almacenada y la convierte de corriente continua (CC) a corriente alterna (CA), la cual es el tipo de frecuencia que utilizan la mayoría de los elementos fijos y electrodomésticos.
- Las matrices pueden ser conectadas a unas baterías para almacenar energía si la red no está disponible.
- Si no existe la opción de cambiar al uso de energía solar por completo, por lo menos use los módulos solares como energía de reserva instalando una pequeña matriz para potenciar las cargas críticas.
- Vea la Estrategia 15 para determinar las necesidades de energía de su vivienda y calcular cuántos paneles necesitará.
- ¿Qué porcentaje de energía desearía obtener de los paneles fotovoltaicos?
- ¿Por cuánto desea reducir su factura de electricidad?
- ¿Cuán grande es su necesidad de obtener energía de reserva?
- ¿Hay muchos cortes de energía causados por un fallo en la red?
- ¿Cuál es su presupuesto para un sistema fotovoltaico?
- Los paneles típicamente miden 3 pies x 5 pies y cada uno produce un máximo de 250 vatios aproximadamente. Hay paneles de 3.5 pies x 7.5 pies que llegan a producir 370 vatios, pero estos son más pesados y difíciles de instalar, mantener y reemplazar.
- Un sistema residencial típico produce aproximadamente 3.5 - 5 kWh de corriente continua de electricidad. Las cargas críticas requieren alrededor del 50% de esa energía.
- Asegure que el sistema cumpla con los códigos y regulaciones eléctricas locales y nacionales (Código Eléctrico Nacional o NEC, por sus siglas en inglés).
- Verifique los reglamentos de su vecindario para cumplir con las normativas de estética aplicables.
- Nota: El propietario debe conocer la configuración del sistema, pero su instalación debe ser realizada por un profesional.
SISTEMA DE MEDICIÓN NETA DE RED CONECTADA - SIN BATERÍA - $
- Provee energía a los electrodomésticos en funcionamiento (la carga del hogar). El porcentaje de contribución de energía depende del tamaño del sistema y la radiación solar disponible.
- El excedente de energía generada más allá del consumo de carga se envía a la Autoridad de Energía Eléctrica. Esto se conoce como “medición neta”.
- Se le acredita una tarifa de servicio con descuento por la energía en exceso devuelta a la red.
- Provee cierta estabilidad a la red.
- Reduce la dependencia en la Autoridad de Energía Eléctrica.
- Disminuye la dependencia en la Autoridad de Energía Eléctrica.
- Provee energía renovable a la Autoridad.
- Si la Autoridad falla, el usuario no recibe energía a menos que los elementos de fijación y los enseres electrodomésticos puedan trabajar con energía de corriente continua (CC).
- Los costos de instalación son más altos y el rendimiento de la inversión es uno a largo plazo.
- Complejidad en la transferencia automatizada o manual de interruptores durante un corte de energía
RED CONECTADA / SISTEMA HÍBRIDO CON BATERÍA - $$
- Sistema recomendado
- Puede proveer una reserva de energía durante las interrupciones en la red.
- El excedente de energía producida por los paneles fotovoltaicos se almacena en un banco de baterías y el exceso de energía se devuelve a la Autoridad de Energía Eléctrica.
- Cuando se produce energía en exceso, el usuario puede vender o “medir la energía neta” a la Autoridad a un precio de descuento.
- Provee energía de reserva a equipo crítico hasta que se agote la batería.
- Reduce la dependencia en la Autoridad.
- Las baterías proveen confiabilidad en caso de un fallo en la red.
- Los costos de instalación son más altos y el rendimiento de la inversión es uno a largo plazo.
- Las baterías de tipo inundado requieren mantenimiento.
FUERA DE LA RED / SISTEMA AUTÓNOMO SIN BATERÍA - $$$
- Totalmente desconectado de la red.
- La vivienda depende de paneles fotovoltaicos y baterías de reserva en el lugar para todas las necesidades de energía.
- Recomendado en lugares o regiones remotas que se encuentran lejos de infraestructura pública existente.
- Independencia total de la red central.
- Energiza los electrodomésticos de forma segura sin causar daños por fluctuaciones de voltaje.
- Para los sistemas autónomos, algunos inversores de sistemas fotovoltaicos incluyen reguladores de carga que redirigen la energía de los fotovoltaicos o la Autoridad de Energía Eléctrica para cargar las baterías. Los reguladores de carga son necesarios para cargar baterías.
- No se afectan por fluctuaciones en precio y energía.
- Si se excede la profundidad de descarga o la capacidad de la batería, el sistema se puede apagar y no habrá energía durante la noche.
¡CONFIGURE SU SISTEMA PARA QUE SE AJUSTE A SUS NECESIDADES!
La instalación de paneles solares puede parecer abrumadora e inalcanzable si usted piensa en cubrir el 100% de sus necesidades eléctricas desde el inicio. ¡Considere usar paneles solares con baterías como resguardo de energía! Comience con una matriz pequeña de paneles y baterías exclusivamente de reserva para energizar los equipos críticos o como resguardo durante interrupciones en el servicio de energía. Esto le dará una ventaja a su hogar en términos de resiliencia. Planifique el sistema teniendo en cuenta la posibilidad de una futura ampliación de su vivienda.
Generalmente, los inversores de 120 VAC más pequeños y autónomos que dicen 400 W a 2000 W (una batería de 12 V a 48 V) necesitan aproximadamente tres veces la potencia nominal para iniciar un equipo eléctrico reactivo/inductivo (un compresor, una motosierra eléctrica, motores en general, etc.). De esa manera, usted no podrá iniciar un refrigerador pequeño de 380 vatios con un inversor de 400 vatios. Por consiguiente, el inversor se apagará, se desconectará o ni siquiera se encenderá para evitar dañar el equipo, aunque es muy posible que se produzcan los daños. Consulte la lista de fabricantes de los electrodomésticos que el inversor puede hacer funcionar con una potencia en vatios específica. Los inversores grandes (240 VAC) para sistemas autónomos tienen un periférico llamado autotransformador. Este “transformador” (normalmente una caja separada que está conectada al inversor principal) puede desempeñar varias funciones. Una de estas es poder manejar la puesta en marcha de la reactancia inductiva anteriormente mencionada. Otra función podría ser equilibrar la carga a través de un sistema eléctrico domiciliario de 240 VAC.
- Identifique proveedores aprobados y equipos certificados para sistemas fotovoltaicos en http://www.prgef.com/resourcesandforms
- Cada panel fotovoltaico pesa alrededor de 3-40 libras. Ancle un panel adecuadamente para que no se vuele con vientos fuertes. Para más información, vea la guía de FEMA titulada Fijación de Paneles Solares de Techo: Diseño, Instalación y Mantenimiento.
- Un sistema fotovoltaico puede durar hasta 30 años sin necesidad de ser sustituido.
- Contrate a un profesional para asegurar que la instalación cumpla con los códigos y regulaciones eléctricas tanto locales como nacionales.
- No conecte el sistema a circuitos eléctricos por su cuenta. Contrate a un técnico o ingeniero eléctrico.
- Debe instalar un interruptor de transferencia. Vea la Estrategia 18 para más información.
A. UBICACIÓN: TECHO
- Puede ser instalado en cualquier techo, sin importar su material o inclinación.
- Puede ser instalado de formas innovadoras, como sobre garajes o toldos.
- Puede reducir la sombra de los árboles o edificios aledaños.
- PUEDE SER INSTALADO EN CUALQUIER TECHO, SIN IMPORTAR SU MATERIAL O INCLINACIÓN.
- PUEDE SER INSTALADO DE FORMAS INNOVADORAS, COMO SOBRE GARAJES O TOLDOS.
- PUEDE REDUCIR LA SOMBRA DE LOS ÁRBOLES O EDIFICIOS ALEDAÑOS.
- EXPUESTO A LEVANTAMIENTOS CAUSADOS POR VIENTOS FUERTES. ANCLE ADECUADAMENTE.
A. UBICACIÓN: SUELO
El montaje en el suelo es la opción más barata y fácil. para instalacion. Al igual que con la azotea, proporciona buena flujo de aire en la espalda. Sin embargo, el espacio horizontal. El sombreado puede ser un problema. Estos son altamente susceptibles al robo
- ES LA OPCIÓN MÁS ECONÓMICA.
- NO REQUIERE FORTIFICAR EL TECHO NI DAÑO POTENCIAL A LA MEMBRANA DEL TECHO.
- SE PUEDE DESMONTAR ANTE VIENTOS FUERTES.
- CONVENIENTE PARA VIVIENDAS QUE SE ENCUENTRAN EN SOLARES GRANDES.
- OCUPA MUCHO ESPACIO EN SOLARES PEQUEÑOS.
- SUSCEPTIBLE AL ROBO
- PUEDE SER MÁS SUSCEPTIBLE A LA SOMBRA DE LOS ÁRBOLES O EDIFICIOS DE LOS VECINOS.
- EXPUESTO A LEVANTAMIENTOS CAUSADOS POR VIENTOS FUERTES. ANCLE ADECUADAMENTE.
A. UBICACIÓN: POSTE
El montaje en poste absorbe los beneficios de la exposición al sol desde los tejados, así como la ubicación sobre el suelo libertad. Sin embargo, estos son los más difíciles de instalar y requerirá soporte estructural adicional para evitar la inclinación y la torsión debido a los vientos de tormenta.
- FLEXIBLE EN TÉRMINOS DE INSTALACIÓN Y COLOCACIÓN.
- PUEDE INCLUIR DISPOSITIVOS DE ALINEACIÓN PASIVA QUE PUEDEN DETECTAR LA TRAYECTORIA DEL SOL PARA MAXIMIZAR LA CAPTACIÓN DE ENERGÍA
- REQUIERE INSTALACIÓN ESPECIAL DEBIDO A LAS NECESIDADES DE LA ESPECIFICACIÓN DE CARGA ESTRUCTURAL.
- ES MÁS COSTOSO Y REQUIERE INSTALACIÓN PROFESIONAL.
- REQUIERE SOPORTE ESTRUCTURAL ADICIONAL PARA EVITAR INCLINACIÓN Y TORSIÓN.
B. COLOCACIÓN: ROTACIÓN
- Gire los paneles hacia el sur para maximizar la exposición a la luz solar.
C. COLOCACIÓN: INCLINACIÓN
- La localización en grados de latitud debe ser igual a los grados de inclinación del panel fotovoltaico.
- En Puerto Rico, incline cada panel a 18 grados hacia el sur para maximizar la exposición a la luz solar y para minimizar el levantamiento por el viento.
D. COLOCACIÓN: VEGETACIÓN
- Evite colocar paneles cerca de árboles ya que la sombra afectará la eficiencia del sistema. .
- La mayoría de los inversores se fabrican para proporcionar el excedente de energía a la red.
- Si considera un sistema de paneles solares para su hogar, la decisión clave que debe tomar es el tipo de inversor que desea instalar. Los inversores son dispositivos que convierten la corriente continua (CC) en corriente alterna (CA) para energizar los elementos fijos y electrodomésticos. La mayoría de los electrodomésticos y elementos fijos usa energía de corriente alterna.
- Un inversor de red convierte la corriente continua (CC) de los módulos fotovoltaicos a corriente alterna (CA) y los niveles de voltaje compatibles con la red de suministro (sincronizados a 60 hertz).
- Un inversor autónomo convierte la energía almacenada en las baterías, transformando eléctricamente la corriente continua (CC) a corriente alterna (CA).
- Los inversores vienen en dos fases: inversores de 240 VAC de fase dividida y de 120 VAC de fase única.
INVERSOR EN HILO O STRING (CONECTADO A LA RED)
- Los módulos fotovoltaicos están conectados en enlaces. Estos proveen una operación interactiva de la carga del hogar y la red.
- **Los inversores SMA Sunny Boy y Sunny Island tienen una función Secure Power Supply (SPS, por sus siglas en inglés) que energiza los electrodomésticos sin la red o sistema de baterías.
LOS PROS
- Este es el inversor más utilizado y puede ser usado conectado a la red o como sistema independiente.
- La función Secure Power Supply (SPS, por sus siglas en inglés) del módulo SMA permite que su dueño energice los lectrodomésticos en el hogar manualmente a través de un tomacorriente dedicado a energizar lectrodomésticos sin el uso de baterías o la red.
LOS CONTRA
- Generalmente, no opera como autónomo o independiente.
MICRO-INVERSOR (CONECTADO A LA RED)
Los módulos fotovoltaicos están conectados individualmente. Así, se elimina la necesidad de un inversor central y se provee una operación interactiva con la carga del hogar y la red.
LOS PROS
- Evita que el sistema falle debido al mal funcionamiento de un panel.
- Nivela el sistema para tener un rendimiento óptimo.
LOS CONTRA
- No funcionará sin la red
- Vida útil más corta
UN INVERSOR AUTÓNOMO
Los módulos fotovoltaicos están conectados en enlaces, lo cual provee una operación interactiva con la carga del hogar, inversor y batería de reserva.
**Inversores recomendados: SMA Sunny Boy, SMA Sunny Island, Schneider, Tesla, Outback y Matcha Sine Magnum son algunos de los inversores independientes principales.
LOS PROS
- Opera como un sistema independiente y puede proveer energía cuando la red no esté funcionando. *Necesita tener alguna manera de almacenar el excedente de energía.
- Compacto
LOS CONTRA
- A menos que sea un inversor híbrido que pueda operar sin la red eléctrica, o si tiene unas baterías de reserva, usted no puede usar energía solar con la red.
INVERSOR HÍBRIDO/CARGADOR 3 KW 48 VDC - NECESITA UN BANCO DE BATERÍAS ADICIONAL (OUTBACK)
Un inversor híbrido se utiliza principalmente para fines de conexión a la red (venta a la empresa de servicios públicos), pero también tiene la característica adicional de que proporcionan energía de respaldo a su hogar cuando falla la red eléctrica.
LOS PROS
- Inversor incluido dentro de la unidad
- Espacio de almacenamiento
- La batería se puede configurar si desea actualizarla.
- Mejor con temperaturas extremas
LOS CONTRA
- La capacidad podría ser mayor
INVERSOR HÍBRIDO (6.8 KW) - CON COMPARTIMIENTO DE ALMACENAMIENTO DE BATERÍAS INTEGRADO
Un inversor híbrido se utiliza principalmente para fines de conexión a la red (venta a la empresa de servicios públicos), pero también tiene la característica adicional de que proporcionan energía de respaldo a su hogar cuando falla la red eléctrica.
LOS PROS
- Inversor incluido dentro de la unidad
- Espacio de almacenamiento
- La batería se puede configurar si desea actualizarla.
LOS CONTRA
- La capacidad podría ser mayor
INVERSOR HÍBRIDO DE 5 KW CON BATERÍA INTEGRADA Y CON 13.5 KWH DE ALMACENAMIENTO
Un inversor híbrido se utiliza principalmente para fines de conexión a la red (venta a la empresa de servicios públicos), pero también tiene la característica adicional de que proporcionan energía de respaldo a su hogar cuando falla la red eléctrica.
LOS PROS
- Es compacto y tiene el regulador de carga integrado.
- Expansible
LOS CONTRA
- Costo de la prima
- Tesla requiere que las baterías sean de la marca Tesla
- Preferido; si se conecta a las baterías, se necesita un regulador de carga para cargar las baterías.
- Las baterías almacenan el excedente de energía para uso futuro.
- La composición química de la batería está generalmente dividida en dos categorías principales: plomo y litio
BATERÍAS DE ÁCIDO-PLOMO
- Baterías de ácido-plomo inundadas - estas producen emisiones de hidrógeno cuando se cargan y pueden ser peligrosas en espacios mal ventilados.
- Baterías de ácido-plomo de ciclo profundo [recomendadas] pueden descargar 50% por debajo de la profundidad de descarga (DOD, por sus siglas en inglés) sin causar daños a las baterías.
- Producen hidrógeno cuando se están cargando
- Plomo-ácido regulado con válvula (VRLA, por sus siglas en inglés) - recombina las emisiones gaseosas cuando se están cargando con un mínimo de emisiones.
- Baterías de celdas húmedas VR selladas
- Baterías absorbed glass matt (AGM, por sus siglas en inglés)
- Batería tipo gel
- Baterías de nano-carbono - pueden descargarse hasta 70% de su profundidad de descarga, que es una manera de identificar cuan profunda es la descarga de la batería.
- SE PUEDEN DESCARGAR A MENOS DEL 50% DE LA CAPACIDAD DE CARGA SIN CAUSAR DAÑOS A LAS BATERÍAS
- PELIGROSAS EN ESPACIOS POCO VENTILADOS
SUGERENCIAS DE MANTENIMIENTO Y OPERACIÓN
- Registre su sistema con su compañía de seguros en caso de que ocurran desastres naturales o sea víctima de robo.
- Monitoree su arreglo fotovoltaico mensualmente para detectar cualquier anomalía. Algunos instaladores o fabricantes de sistemas fotovoltaicos ofrecen monitoreo en tiempo real, tanto del funcionamiento del sistema como de los planes de mantenimiento.
- Inspeccione su sistema fotovoltaico para detectar:
- Suciedad en el arreglo
- Daños causados por tormentas
- Cables sueltos
- Inspeccione y proteja su sistema desmontando los paneles antes de una tormenta, ya sea un sistema de montaje en poste o un sistema de montaje en suelo.
- Para sistemas fuera de la red o bimodales, asegúrese de inspeccionar su banco de baterías regularmente y esté atento a:
- Inconsistencias en el voltaje de las baterías
- Postes libres de suciedad, polvo y humedad
- Corrosión del metal
- Si usted tiene baterías de plomo, verifique los niveles de electrolitos agotados comprobando los niveles de agua en las baterías de plomo.
- Preparaciones antes de la llegada de un huracán:
- Los dueños o administradores de propiedades deben tener un personal de mantenimiento o un contratista que prepare el sistema fotovoltaico adecuadamente antes de la llegada de huracanes, o vendavales fuertes pronosticados, realizando lo siguiente:
- La remoción de escombros de los desagües del techo, alcantarillas y cunetas.
- Remoción de objetos sueltos como cubos, madera y hojas metálicas del techo y de áreas circundantes.
- Si hay tiempo suficiente, verificación de la tensión de las conexiones atornilladas del arreglo fotovoltaico con una llave de torsión.
- Los dueños o administradores de propiedades deben tener un personal de mantenimiento o un contratista que prepare el sistema fotovoltaico adecuadamente antes de la llegada de huracanes, o vendavales fuertes pronosticados, realizando lo siguiente:
- Luego de un vendaval fuerte:
- Los dueños o administradores de propiedades deben tener un personal de mantenimiento o un contratista que evalúe los daños luego de un vendaval fuerte y tome las medidas necesarias para reparaciones o mejoras al sistema, incluyendo las siguientes acciones:
- Verificar si hay daños en el arreglo fotovoltaico.
- Quitar, reemplazar o asegurar temporalmente los paneles que estén sueltos.
- Verificar que la cubierta del techo no esté dañada por paneles fotovoltaicos impulsados por el viento u otros escombros.
- Verificar la tensión de las conexiones atornilladas del arreglo fotovoltaico.
- Los dueños o administradores de propiedades deben tener un personal de mantenimiento o un contratista que evalúe los daños luego de un vendaval fuerte y tome las medidas necesarias para reparaciones o mejoras al sistema, incluyendo las siguientes acciones:
BATERÍAS DE IONES DE LITIO
- Baterías de litio - vida útil más larga: ciclos de carga/descarga más altos (costo inicial más alto [$])
- Baterías de ión-litio - pueden ser descargadas hasta el 90% de su capacidad de carga. Por lo general, estas pueden aguantar hasta el triple del número de ciclos en comparación con las de ácido- plomo.
- Baterías de litio-ferrofosfato – usualmente se encuentran en paquetes nominales de 24 V y 48 V.
- SE DESCARGA HASTA 90% DE SU CARGA
- MÁS COSTOSAS
AVISO
SÍ contrate a un profesional para asegurarse de que la instalación cumpla con los códigos y regulaciones locales.
SÍ verifique que su sistema fotovoltaico cumpla con los códigos y regulaciones tanto locales como nacionales, como el Código Eléctrico Nacional (NEC, por sus siglas en inglés).
NO conecte el sistema a los circuitos eléctricos usted mismo. Contrate a un técnico o ingeniero eléctrico para este propósito.
