¿Son los optimizadores la respuesta a la demanda de eficiencia de las placas solares?

Parece que la revolución fotovoltaica ha cogido velocidad y va a ser una fuente de energía importante en poco tiempo. Parte de este impulso se está dando en el autoconsumo, tanto residencial como industrial. Sin embargo, las instalaciones pueden causar grandes problemas en su diseño, debido principalmente a la poca uniformidad de los tejados.

Para solucionar algunos de los problemas que surgen se han desarrollado los optimizadores de potencia para paneles fotovoltaicos. Pero ¿cuáles son esos problemas?, y ¿qué son los optimizadores de potencia?

¿Qué problemas aparecen en el autoconsumo residencial?

Para conocer el problema que pueden tener los técnicos en fotovoltaica que diseñan las instalaciones de autoconsumo, es preciso conocer cómo funcionan los paneles solares. Nos centraremos en la disposición de los paneles solares y cómo se conectan al inversor. Al igual que un turismo solo puede transportar un número determinado de personas, por lo general 5, los inversores también tienen limitado el número de paneles que pueden conectarse.

Al conjunto de paneles que se unen en serie y que se conectan como una sola unidad generadora fotovoltaica se le llama “String”. Esta unión de placas solares presenta las siguientes características importantes:

• Los paneles solares unidos en serie suman las tensiones de salida de cada módulo.
• La intensidad que genera el módulo en peor estado o de menor calidad, condiciona la intensidad que recorrerá toda la fila de paneles solares.
• Otro aspecto a tener en cuenta es que cuando una sombra incide sobre un panel fotovoltaico, su generación se disminuye drásticamente, perjudicando a todo el conjunto de placas al que está unido o String.

Si unimos estas consideraciones y tenemos en cuenta que muchas viviendas tienen un techo a varias aguas, con elementos que generan sombra en algún momento del día y otros factores, como daños por granizo en algún panel, tenemos que en muchas ocasiones siempre habrá algo que perjudicará a la instalación solar y apenas producirá electricidad.

Además, en muchas ocasiones no se pueden colocar los paneles solares en la misma orientación o inclinación. Esto puede afectar también a la generación del conjunto, puesto que la electricidad que se produce queda restringida por el panel en peores condiciones.

Para dar solución a este problema se podrían instalar tantos inversores como disposiciones diferentes tenga el conjunto de paneles solares. Por ejemplo, en la imagen anterior, se necesitarían 2 inversores y, aun así, quizás habría problemas en algunas horas del día por posibles sombras. En este caso, instalar dos inversores pequeños sería factible, sin embargo, hay viviendas en las que se necesitaríanm 4 o 5 inversores, algo que no es económicamente viable para tan pocas placas.

Es por ello que se han desarrollado los optimizadores de potencia, que ayudan a limitar los problemas de sombras o diferencias de orientación e inclinación para maximizar la electricidad que se puede generar. Pero ¿qué es un optimizador de potencia fotovoltaica?

¿Qué es un optimizador de potencia fotovoltaica?

Un optimizador de potencia para instalaciones fotovoltaicas es un equipo de reducidas dimensiones que se instala detrás de los mismos paneles solares. Está diseñado para reducir las pérdidas del conjunto de paneles solares, de modo que se aumente la eficiencia de toda la instalación. Así, cada panel solar o cada dos paneles se conectan a un optimizador y este al inversor.

Su funcionamiento se basa en reducir la tensión de salida de los módulos fotovoltaicos cuando sufren algún problema de sombras u otro. De esta manera, la intensidad del conjunto de la instalación no se ve afectada, aunque se reduzca un poco la tensión total.

Sin embargo, los optimizadores de potencia tienen la posibilidad de conectarse en serie o en paralelo, entre sí. Y así, la fila de optimizadores conectados entre sí entrega la potencia eléctrica a un inversor. Este puede ser un modelo convencional o un inversor especialmente diseñado para trabajar con optimizadores. Todo depende del fabricante.

Al conectar un optimizador a un módulo fotovoltaico, se encarga de controlar la tensión e intensidad que se genera y de esta forma minimiza las pérdidas haciendo que no se reduzca la corriente eléctrica de todo el String por causa de una sombra u otro problema temporal, que además únicamente afecta a un panel solar.

Ventajas de los optimizadores fotovoltaicos

La utilización de los optimizadores en instalaciones con tejados complicados nos ayuda de diferentes formas:

• Conectable a todos los paneles solares

Los optimizadores de potencia fotovoltaica están diseñados para utilizar conectores MC4, de modo que se pueden conectar a cualquier elemento o componente de los sistemas solares.

• Mejora el rendimiento total de la instalación

Su principal función es la de optimizar el funcionamiento total de la instalación a través del control de cada panel individualmente y asegurando que un fallo en un módulo solar no perjudica al resto del sistema.

• Mantenimiento reducido

Con los optimizadores podemos monitorizar cada panel fotovoltaico por separado y de esta manera identificar qué placa solar tiene algún problema. Esto agiliza el trabajo de localización de problemas y facilita el mantenimiento de toda la instalación fotovoltaica.

• Mayor seguridad en la instalación eléctrica

Cuando hay un problema de sombras u otro en un panel, se puede producir un punto de calor que puede derivar en un fallo eléctrico. Este a su vez puede generar un arco eléctrico y con ello se puede iniciar un incendio. Con los optimizadores fotovoltaicos estos problemas desaparecen, puesto que, al detectar un problema, se reduce la tensión y aumenta la intensidad de salida. Al disminuir la tensión se evitan los arcos eléctricos.

Por otro lado, si llegara a producirse un arco eléctrico, los optimizadores están diseñados para desconectarse automáticamente cuando se produce un arco, de modo que se evita la generación de un fuego.

• Mejor monitorización

Los optimizadores fotovoltaicos permiten que se monitorice el funcionamiento de cada uno de ellos. Esto facilita conocer todos los detalles de la instalación; módulo por módulo.

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