Los componentes de un sistema solar fuera de la red

Los componentes de un sistema solar fuera de la red

Ha habido un tremendo auge en los sistemas solares fuera de la red en los últimos años.

En términos generales, el sector solar fuera de la red es un enorme mercado anual de $1750 millones con más de 420 millones de usuarios. Esta industria de energía verde no muestra signos de desaceleración en el corto plazo. Este auge se debe en parte a la gran cantidad de personas que se han visto afectadas por desastres naturales y cortes de energía, así como a personas que han optado por vivir fuera de la red por motivos ambientales.

Ya sea que las personas busquen eliminar su factura de energía o evitar apagones debido al clima, los sistemas solares fuera de la red son una excelente respuesta. Si desea unirse a los millones de personas que adoptan la energía solar, le resultará útil comprender cuáles son los componentes principales de estos sistemas. Vamos a comprobar esto. En este blog, aprenderá más sobre los sistemas solares fuera de la red.

¿Qué es un sistema solar fuera de la red?

El sistema solar fuera de la red utiliza la energía verde del sol para satisfacer todas sus necesidades de energía sin conectarse a la red eléctrica.

Los sistemas solares fuera de la red son cada vez más populares entre aquellas personas que buscan minimizar su impacto ambiental y reducir los gastos mensuales. También son una excelente opción para vehículos recreativos y aquellos que buscan acampar o aventurarse fuera de los campamentos establecidos. Los navegantes disfrutan de tener energía confiable cuando salen al agua y están desconectados de la energía de tierra. Puede ser una nueva forma de vida que te permita ser menos dependiente de otras personas.

Construyendo un Sistema Solar Fuera de la Red

Si bien los paneles solares son la parte más visible de un sistema solar fuera de la red, son solo una parte del sistema completo. También necesitará un controlador de carga solar para convertir la energía, bancos de baterías para almacenar la energía y un inversor para usar la energía. Todos estos son componentes importantes de un sistema solar que opera completamente fuera de la red.

Un sistema solar típico fuera de la red utiliza paneles solares para capturar la energía del sol y convertirla en electricidad verde. Sin embargo, sin el acondicionamiento adecuado, la electricidad de los paneles solares podría dañar las baterías de almacenamiento.

Si está construyendo un sistema solar fuera de la red, un controlador de carga solar regula el voltaje y la corriente de los paneles solares para almacenarlos de forma segura en un banco de baterías. El voltaje de una batería típica es de 12 voltios CC (corriente continua). Esto es adecuado con dispositivos de baja potencia, pero para dispositivos de alta potencia, necesitará CA (corriente alterna) de alta potencia.

Si usa baterías para encender luces y electrodomésticos, entonces se necesitan una o más baterías de ciclo profundo. También necesitará uno o más inversores para transformar la corriente continua de las baterías en corriente alterna para uso doméstico. Luego, el inversor alimenta la energía de CA a los enchufes eléctricos. Diríjase aquí para obtener información sobre la mejor batería de ciclo profundo para sus necesidades.

Paneles solares

Los paneles solares que ve montados en casas, negocios, barcos o vehículos recreativos consisten en muchas células fotovoltaicas pequeñas. Las células fotovoltaicas están hechas de un material semiconductor que captura la luz solar y la convierte en electricidad.

Hay varios tipos de opciones de paneles solares que se deben tener en cuenta al crear sistemas solares fuera de la red.

Los paneles solares de película delgada y semiflexibles son livianos y excelentes opciones para vehículos recreativos y superficies marinas que normalmente no son planas. Por lo general, la flexibilidad de estos paneles les permite adaptarse a las curvas de muchos barcos y vehículos recreativos. Además, estos paneles solares pueden pesar menos de 40 libras (18 kilogramos), lo que los hace menos susceptibles a robos o daños. Son opciones portátiles y flexibles, pero a menudo ofrecen menor eficiencia y rendimiento que otros paneles solares.

El policristalino y el monocristalino son otras opciones a tener en cuenta al buscar paneles solares para sus sistemas.Son similares en construcción, pero normalmente, los paneles solares monocristalinos son más eficientes. Sin embargo, un panel solar monocristalino suele ser más caro que un panel multicristalino. Estas son excelentes opciones para superficies residenciales o planas, ya sea un techo o un soporte de montaje en un campo abierto o un área de césped.

Los paneles monocristalinos son los paneles solares más caros y eficientes disponibles en el mercado. Por lo general, estos paneles solares son más eficientes en climas cálidos y también en condiciones de poca luz. Si planea buscar maximizar sus capacidades y eficiencia fuera de la red, los paneles solares monocristalinos probablemente serán su mejor opción.

Controlador de carga solar

El controlador de carga solar es otro componente esencial de cualquier sistema solar fuera de la red. El controlador de carga solar gestiona la energía de los paneles solares que van a los bancos de baterías. Se puede utilizar para evitar la sobrecarga del banco de baterías para regular los voltajes del banco de baterías. También se puede usar tanto para cortocircuitos como para protección de temperatura.

El controlador de carga ayuda a garantizar que las baterías no se sobrecarguen durante el día y que, durante la noche, la energía no retroceda de las baterías a los paneles solares. Los controladores de carga MPPT son el controlador de carga de la mejor opción para la mayoría de los sistemas solares. Los controladores de carga MPPT son más caros que sus contrapartes de modulación de ancho de pulso (PWM). Sin embargo, los controladores de carga MPPT son mucho más eficientes y vale la pena la inversión.

Inversor de energía fuera de la red

Otro componente esencial de su sistema solar es el inversor de energía, que administrará el flujo de energía de CA y CC. Su banco de baterías almacena energía de CC, pero muchos de sus electrodomésticos y dispositivos electrónicos requieren energía de CA. Por lo tanto, el inversor de corriente convierte la alimentación de CC en alimentación de CA.

Es importante comprar un inversor del tamaño adecuado para sus necesidades. Un inversor se mide por su capacidad de potencia, medida en vatios. Puede estimar fácilmente el tamaño del inversor que necesitan sus aparatos electrónicos y electrodomésticos. Puede hacerlo sumando los requisitos de potencia (en vatios) de todos sus aparatos electrónicos y electrodomésticos. Le dirá qué tan grande es el inversor que necesita.

Por ejemplo, si planea conectar un microondas de 1500 vatios, luces de 200 vatios y un refrigerador de 400 vatios a su inversor, le recomendamos un inversor de 3000 vatios (3 kW).

El banco de baterías

La parte más importante de una instalación solar fuera de la red es el banco de baterías.

Un banco de baterías es simplemente varias baterías conectadas en serie o en paralelo. Las baterías son donde se almacena la energía eléctrica de los paneles solares.

Sin las baterías de almacenamiento, solo podría usar el sistema solar fuera de la red durante el día, suponiendo que sea un día soleado. Tener baterías confiables y de tamaño adecuado le permite utilizar el sistema solar sin conexión a la red de día o de noche, llueva o truene.

Baterías de plomo-ácido

La batería de plomo-ácido de ciclo profundo ha sido la opción de batería más común y fácilmente disponible para automóviles, vehículos recreativos, camionetas, embarcaciones, barcos de pesca y aplicaciones solares durante muchos años. Las baterías de plomo-ácido suelen tener una baja densidad de energía, una eficiencia moderada, una vida útil corta y altos requisitos de mantenimiento.

Ventajas

El principal beneficio de la batería de plomo-ácido es el bajo costo inicial. Una batería de plomo-ácido típica costará entre $100 y $350.

Contras

Aunque la batería de plomo-ácido es la batería más popular para aplicaciones recargables y de arranque, tiene una larga lista de cualidades negativas. Las baterías de plomo-ácido son increíblemente pesadas, tienen una vida útil corta y requieren un mantenimiento frecuente. Si está agotando las baterías de plomo-ácido por debajo del 50 % de su capacidad nominal, se producirán daños permanentes y se reducirá la ya corta vida útil de la batería.

Baterías de fosfato de hierro y litio (LiFePO4)

Una de las tendencias crecientes en los sistemas de energía solar fuera de la red es el uso de baterías de fosfato de hierro y litio de ciclo profundo (LiFePO4) para el banco de baterías Las baterías LiFePO4 usaban sal de litio para crear un almacenamiento de energía verde eficiente y liviano.

Ventajas

Hay muchas razones por las que las personas se están cambiando a las baterías LiFePO4. Por un lado, las baterías LiFePO4 son más eficientes y se cargan más rápido que las baterías de plomo-ácido tradicionales. Además, puede utilizar más del 80 % de la capacidad nominal de una batería LiFePO4 sin causar daños. Además de eso, las baterías LiFePO4 pesan aproximadamente la mitad de lo que pesan sus contrapartes de baterías de plomo-ácido. Sin embargo, una de las razones más populares por las que a la gente le encantan las baterías LiFePO4 es que no necesitan mantenimiento y duran fácilmente diez años o más. Actualmente, cada vez más personas cambian sus baterías de plomo-ácido por baterías LiFePO4.

Contras

A pesar de la larga lista de ventajas, las baterías LiFePO4 no son perfectas. El principal inconveniente es que tienen un costo inicial demasiado alto. Mientras que una batería de plomo-ácido puede costar entre 100 y 350 dólares, una batería LiFePO4 comparable normalmente costará entre 400 y 1200 dólares. A pesar de ser más barato a largo plazo, este enorme costo inicial suele ser un elemento disuasorio para muchas personas.

¿Cuánto cuesta un sistema solar fuera de la red?

El costo de un sistema solar sin conexión a la red varía según la cantidad de electricidad que use un electrodoméstico y el tamaño del sistema que elija. Una pequeña configuración para un fin de semana de vehículos recreativos o campamentos con paneles solares de 100 W y una batería de 100 Ah le costará unos cientos de dólares, según la batería que elija. Este sistema de energía será suficiente para mantener encendidos y en funcionamiento algunos dispositivos electrónicos pequeños y requiere una instalación mínima. Este sistema le costará $ 400-1000, que es dinero bien gastado para deshacerse de su factura de servicios públicos para siempre (ahorrándole $ 250- $ 350 por año).

Si planea comprar una configuración de tamaño mediano para una cabaña o un campamento más extenso, es probable que necesite unos 1000 vatios de paneles solares, un inversor de 3000 vatios y un banco de baterías de 400 Ah. Es probable que este sistema requiera un instalador profesional a menos que sea hábil con la electricidad.

El precio de este sistema también varía dependiendo de si estás usando baterías LiFePO4 o de plomo-ácido. A modo de comparación, 400 Ah de baterías de plomo-ácido podrían costar tanto como una sola batería LiFePO4. Una configuración típica de este calibre podría costar entre $5,000 y $10,000.

Si está buscando vivir completamente fuera de la red en una casa residencial, está buscando una inversión bastante significativa. El sistema solar promedio tiene entre 12 y 20 kW, pero eso depende de sus necesidades individuales de electricidad. Un panel solar de 12 000 vatios es suficiente para alimentar la mayoría de los hogares en los EE. UU. Este sistema necesita múltiples inversores de 5000 vatios para convertir la energía de CC en CA, y un banco de baterías de 1000 a 1200 Ah que almacena el exceso de energía durante el día.

Estos sistemas suelen costar más de $25 000 o más y las construcciones son más complejas. A menos que tenga capacitación o experiencia profesional, es mejor dejar esto en manos de un ingeniero profesional.

Otros equipos del sistema solar fuera de la red necesarios

Cubrimos los componentes principales de un sistema fuera de la red, pero aún necesita más componentes para completar la configuración de su sistema solar. Por ejemplo, un monitor de batería, cableado, fusibles y barras de distribución son solo algunos de los otros componentes necesarios para que su sistema funcione correctamente. Especialmente, el monitor de batería le permitirá conocer la capacidad de carga exacta de sus baterías, para que sepa exactamente cuándo es el momento de reemplazarlas. Los fusibles y las barras de distribución protegerán sus electrodomésticos para que no se vuelen en caso de sobrevoltaje.

Es necesario asegurarse de que cada uno de los componentes de su sistema esté clasificado para el tamaño y la demanda de su sistema.Debe asegurarse de que el sistema eléctrico de su hogar pueda manejar sus electrodomésticos. Tener componentes subestimados puede ser peligroso y suponer un riesgo de incendio. Si no está familiarizado con alguno de estos componentes, asegúrese de solicitar la ayuda de profesionales capacitados y experimentados.

Desconéctese y autosustente desconectandose de la red

Un sistema solar fuera de la red es la mejor manera de desconectarse y ser autosuficiente.

Este sistema de energía solar es rentable, confiable y prácticamente no requiere administración, mientras utiliza la fuente de energía verde renovable más comprobada que tenemos: el sol. También pueden ahorrarles a los propietarios miles de dólares por año en facturas de energía.

Paneles solares en el lateral de la cabina

Los sistemas solares fuera de la red a menudo se usan como respaldo en cortes de energía o como complemento de los sistemas de energía tradicionales.

¿Cuántas unidades de paneles solares se necesitan para que una casa funcione sin conexión a la red?

Supongamos que tenemos paneles solares de 300 vatios y que planea proporcionar energía para su hogar sin conexión a la red. No tiene acceso a la red y la instalación de energía solar fuera de la red en su hogar es su mejor opción para satisfacer sus necesidades de energía.

Supongamos que cada panel recibe alrededor de ocho horas de luz solar al día. Un panel de 300 vatios recibe ocho horas de luz solar al día que producirán casi 2,5 kilovatios-hora al día. Si multiplicamos esto por 365 días al año, obtendremos una producción solar de alrededor de 900 kilovatios-hora anuales. En resumen, cada panel solar proporcionará 900 kilovatios-hora por año.

¿Cuánta energía usa su hogar?

La mayoría de los datos muestran que una casa estadounidense típica (una casa de 2,000 pies cuadrados) consume aproximadamente 11,000 kilovatios-hora al año. Entonces, podemos dividir nuestro consumo total por la salida esperada de un panel solar de 300 W, veremos que aproximadamente 13 paneles solares de este tamaño serían suficientes para alimentar hogares de ese tamaño. El siguiente paso es averiguar cuántos paneles solares debe montar en función de la cantidad de sol que recibe donde vive.

¿12 V, 24 V O 48 V? ¿CUÁL ES EL MEJOR?

Por lo general, todo el mundo sabe que los paneles y los inversores normalmente vienen en opciones de 12, 24 o 48 voltios. Los vehículos recreativos y los barcos suelen usar baterías de 12v, por lo que a la gente le gusta un palo con paneles solares de 12v. Un sistema de 12 voltios solía ser el estándar para la mayoría de los hogares estadounidenses, pero hoy en día, muchos sistemas domésticos más grandes tienen una clasificación de 24 o 48 voltios.

Los sistemas de 12 V son buenos para muchos escenarios solares de bricolaje, incluidos vehículos recreativos, casas rodantes, furgonetas, caravanas y cabañas pequeñas o casas diminutas. Si sus necesidades de energía eléctrica son entre 1000 y 5000 vatios, un sistema de 24 voltios es lo mejor para usted. Si sus necesidades de energía eléctrica superan los 3000 vatios, considere el sistema de 48 voltios. Hoy en día, las casas grandes sin conexión a la red a menudo usan sistemas de 48 voltios.

¿Vale la pena un sistema solar fuera de la red?

Desconectarse de la red tiene sentido desde el punto de vista financiero y medioambiental a largo plazo.

Los costos iniciales son altos, pero puede recuperar la inversión original en tan solo 3 a 5 años y, después de eso, obtendrá los beneficios durante décadas. Sin embargo, su inversión en los sistemas de baterías que se utilizarán para almacenar energía solar tardará más en recuperarse; los períodos de amortización de los sistemas de baterías suelen durar 10 años si utiliza baterías LiFePO4 como sistema de almacenamiento.

¿Cuántas unidades de paneles solares necesito para hacer funcionar un refrigerador?

Los refrigeradores de diferentes tamaños tienen diferentes vatios. Pero el cálculo es el mismo para todos los electrodomésticos.

¿Cuántos vatios producen los paneles solares?

La cantidad de energía solar que producen sus paneles solares depende de varios factores, como los propios paneles, el clima y su configuración. Si el panel solar residencial promedio produce 250 vatios durante el pico de producción, o un panel solar produce 250 vatios durante cuatro horas al día, equivale a 1 kWh.(250x4 ÷ 1000)

Determine cuántos vatios usa su refrigerador

Todos los refrigeradores tienen una etiqueta de calificación energética que calcula el promedio de kWh por año que usa el refrigerador. Ahora que sabe cuánta energía producen sus paneles solares y cuánta energía necesita su refrigerador, el resto es fácil. Puede dividir la energía requerida por la energía producida, y el resultado es la cantidad de paneles solares que necesita. Por ejemplo, si su refrigerador usa 2 kWh por día y su panel solar produce 1 kWh por día 2 ÷ 1 = 2, entonces necesita 2 paneles solares para alimentar su refrigerador.

¿Cuánto tarda un panel solar de 100 vatios en cargar una batería?

Esto depende de una variedad de factores, como el tamaño de su batería, la eficiencia de su panel solar y la cantidad de luz solar disponible.

Debe confirmar la siguiente información antes de cargar baterías con paneles solares.

¿Cuál es la capacidad de la batería cuando está completamente cargada?

La profundidad de descarga de la batería en funcionamiento normal.

Irradiación en su ubicación (si no se conoce, use 4 horas pico de sol como valor promedio). El tipo de controlador solar que se usará (MPPT es más eficiente).

Por lo general, una batería de automóvil típica de 12 V y 50 Ah con un 20 % de descarga necesitará 2 horas para recargarse por completo con un panel solar de 100 vatios.

Una batería de plomo-ácido de ciclo profundo de 12 V y 50 Ah con un 50 % de descarga tardará alrededor de 4 horas en recargarse por completo con un panel solar de 100 vatios.

Los ejemplos anteriores asumen una salida de corriente del panel solar de 5,75 amperios usando un controlador MPPT.

¿Cuánto tarda un panel solar de 100 vatios en cargar una batería de 100 amperios?

Un panel solar de 100 W con un controlador de carga solar MPPT tardará aproximadamente 12,5 horas en recargar completamente una batería de plomo-ácido de ciclo profundo de 100 Ah descargada al 50 %. Se recomiendan 200 vatios de paneles solares para recargar una batería de 100 Ah en un día si la batería se usa para almacenar energía en el hogar.

Si un panel solar de 100 vatios se conecta con un cargador solar MPPT, tardará unas 20 horas en recargar por completo una batería de fosfato de hierro y litio de 100 Ah (LiFePO4) descargada en un 80 %. Se recomiendan 250 vatios de paneles solares para recargar completamente una batería LiFePO4 de 100 Ah en un día si esta batería se va a utilizar para el almacenamiento de energía en el hogar.

Conclusión

Cada vez más estadounidenses se están cambiando a la energía solar, debido a una combinación de costos decrecientes, exenciones arancelarias, tecnología mejorada y, por supuesto, las alarmas sobre el cambio climático. Es posible que haya notado que se instalan más paneles solares en sus vecindarios o negocios en su área para anunciar que se están cambiando a energía verde renovable; todo es parte de un esfuerzo mundial para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero para 2030 a fin de evitar un aumento catastrófico. en la temperatura global. En general, es un momento emocionante para todo lo relacionado con la energía solar.

 

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