Electrificación fotovoltaica en viviendas

Existen lugares donde esta energía en su presentación convencional no es accesible o por razones ecológicas se prefiera emplear otro medio alternativo e igual de eficiente. Dicho medio es la energía fotovoltaica, la cual es una de las energías renovables que se presentan como una alternativa a las fuentes tradicionales.

No hay duda que en los tiempos actuales la  energía eléctrica esta relacionada íntimamente con la calidad de vida, el progreso y la modernidad. Nuestra vida esta rodeada de aparatos eléctricos que muchas veces, como en mi caso, son nuestro medio de sustento y conexión con el mundo que nos rodea. Sin embargo existen lugares donde esta energía en su presentación convencional no es accesible o por razones ecológicas se prefiera emplear otro medio alternativo e igual de eficiente. Dicho medio es la energía fotovoltaica, la cual es una de las energías renovables que se presentan como una alternativa a las fuentes tradicionales como los combustibles fósiles, ejemplos claros vemos en España donde existe el apoyo del Estado y de diversas Comunidades autónomas y municipios que ofrecen esta alternativa al público; en mi patria Perú, hay intentos aunque no muy coordinados por parte del Ministerio de Energía y Minas (MEM) y experiencias exitosas como la de la comunidad de Taquille en Uros – Puno, donde se esta llevando a cabo un proyecto que ya lleva unos años de empleo de esta tecnología sin problemas y con el consiguiente beneficio para la población en ahorro de costos y limpieza ecológica.

Casa con celdas fotovoltaicas en Taquille – Perú

Un Sistema Fotovoltaico domiciliario (SFD), puede proporcionar entre  5 a 6 kWh de electricidad por mes, y cuesta poco más de 1,000 dólares incluido IVA (unos 800 Euros) más los costos de instalación, capacitación del usuario y de servicio posventa. Esta cantidad de energía eléctrica, según estimaciones, es más que suficiente para satisfacer las necesidades de iluminación y telecomunicación (radio, TV) de una familia pequeña. También debemos considerar que en caso quiera o se requiera ampliar el sistema los SFD son modulares, permitiendo ser ampliados en cualquier momento de acuerdo a las nuevas necesidades de energía.


Composición del sistema:

El principal elemento del sistema lo constituyen las placas o paneles solares, las cuales emplean materiales semiconductores y captan los fotones transmitidos en la luz solar para transformarlos en una corriente continua de electrones, es decir, en electricidad. El material semiconductor está dispuesto en forma de conjuntos de células, interconectadas en serie o en paralelo y protegidas por un vidrio en la parte superior y por varias capas plásticas en la parte posterior, todo ello reforzado mediante un marco metálico. En la parte posterior se encuentran las conexiones eléctricas necesarias. Todo el sistema es accesible fácilmente para su mantenimiento.

Existen tres tipos principales de módulos, los cuales han sido clasificados en función del material que forma las células:

Los módulos de materiales amorfos, los cuales poseen un alto grado de desorden en la estructura de los átomos. Su construcción es simple y barata.

Módulos basados en materiales policristalinos, son de mejor calidad que los amorfos y poseen una mayor efectividad en cuanto a la captación de rayos solares, pero por consiguiente el costo para adquirirlos es mayor.

Módulos fabricados en materiales monocristalinos, tiene un rendimiento un poco mayor a los dos tipos anteriores, con un costo más elevado que muchas veces no justifica su empleo, ya que la efectividad de estos sistemas depende en mayor medida de la cantidad de luz solar por día que este disponible.

Otros componentes del sistema fotovoltaico son los acumuladores (baterías), los reguladores y los inversores (onduladores o convertidores). En cuanto a las baterías, estas deben ser reemplazadas después de unos años y las averías, aunque sean pequeñas, deben repararse.

Unidad de control SFD

Aplicaciones de los sistemas fotovoltaicos.

La electrificación fotovoltaica de pequeña potencia presenta dos tipos de aplicaciones,  las autónomas y las conectadas a red, cada una con sus características y barreras particulares.

Existe hoy en día una tecnología fotovoltaica madura, bastante difundida en Europa pero de poco alcance en el Perú a pesar de sus muchas ventajas, como muchas otras cosas beneficiosas, choca con barreras políticas propias de países en que la política y el beneficio personal son más importantes que el bienestar comunal. Volviendo al punto que nos interesa, estos sistemas permiten satisfacer las necesidades básicas de electricidad de una familia y es una tecnología aceptada y aplicable principalmente a poblaciones rurales.

Hay que considerar que para un poblador rural, el reducir gastos para iluminación como los relacionados con el empleo de velas, kerosene para mecheros, lámparas de gas y pilas y baterías para radios y TV es algo bastante importante, ya que ellos conllevan otros costos inmersos como el transporte para obtenerlos; por el contrario, el empleo de la energía solar fotovoltaica suministrará un mejor servicio y será ecológica y económica.

Esquema de un sistema fotovoltaico, empleando además un aerogenerador

Ventajas de estos sistemas.

Son por lo general sistemas simples y modulares, con una instalación sencilla que permite además ampliar el sistema cuando se requiere. Por otro lado la reparación y cambio de componentes es fácil e económica.

Estos sistemas son adaptables a la mayoría de comunidades y necesidades de la población, sólo hay que contar con buena luz solar y listo.

Las placas fotovoltaicas funcionan durante más de veinte años sin ningún mantenimiento, es bueno eso sí mantener el vidrio de protección limpio para mejorar la captación. Los reguladores de carga y los onduladotes tienen al menos diez años de vida útil y las baterías requieren un simple pero regular mantenimiento, y efectuar su reposición aproximadamente a los diez años según la tecnología y el rigor de utilización.

La generación fotovoltaica no emite gases que contribuyan al efecto invernadero o humos tóxicos. Produce energía donde se necesita, sin la contaminación visual asociada a la extensión de la red eléctrica.

Esta tecnología presenta costos bastante bajos en relación a tecnologías convencionales. La red puede extenderse utilizando líneas de baja tensión hasta alrededor de 800 metros. Para distancias mayores debe extenderse la línea de distribución a media tensión, un transformador y un tramo de línea de baja tensión. La red es cara para emplazamientos alejados con baja densidad de población y escasa demanda de uso de energía.

Para el empleo de la tecnología fotovoltaica los factores que tienen un efecto directo sobre el coste del equipo son la cantidad de energía puesta a disposición para el consumo, y en consecuencia, el tamaño del equipo, y el potencial de radiación del lugar. Una instalación media para una casa unifamiliar cuesta lo equivalente a un kilómetro de tendido en zona de media montaña.

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