Esquema de conexión de paneles solares: al controlador, a la batería y a sistemas con mantenimiento

Los sistemas autónomos de suministro eléctrico para propiedades rurales permiten vivir con comodidad incluso lejos de las comunicaciones centralizadas. A menudo, junto con los esquemas tradicionales, se utilizan alternativos basados en el uso de la energía solar.

Para que el sistema solar funcione correctamente, se necesita un esquema de conexión de paneles solares bien diseñado. Se requerirá un conjunto de equipos de calidad capaces de cumplir con las funciones asignadas.

Le explicaremos cómo planificar adecuadamente la ubicación de los componentes de una mini central eléctrica. Aprenderá a elegir los dispositivos técnicos para montar el sistema y cómo conectarlos correctamente. Siguiendo nuestros consejos, podrá construir una instalación que funcione de manera eficiente.

Esquema del diseño de una central solar

Veamos cómo está diseñado y funciona un sistema solar para una casa de campo. Su objetivo principal es convertir la energía solar en electricidad de 220 V, que es la fuente principal de alimentación para los electrodomésticos.

Partes principales que componen la central solar:

1. Baterías (paneles) que convierten la radiación solar en corriente de voltaje continuo.
2. Controlador que regula la carga de la batería.
3. Bloque de baterías acumuladoras.
4. Inversor que convierte el voltaje de la batería en 220 V.

El diseño de la batería está pensado para que el equipo funcione en diversas condiciones climáticas, a temperaturas de -35°C a +80°C.

Resulta que los paneles solares correctamente instalados funcionarán con el mismo rendimiento tanto en invierno como en verano, pero bajo una condición: en clima despejado, cuando el sol proporciona la máxima cantidad de calor. En días nublados, la eficiencia disminuye drásticamente.

La eficiencia de la central solar en latitudes medias es alta, pero no tanto como para abastecer completamente de electricidad a casas grandes. A menudo, el sistema solar se considera como una fuente adicional o de respaldo de energía eléctrica.

El peso de un panel de 300 W es de 20 kg. Con frecuencia, los paneles se montan en el techo, la fachada o soportes especiales colocados cerca de la casa. Condiciones necesarias: orientación del plano hacia el sol e inclinación óptima (en promedio 45° con respecto a la superficie terrestre) que garantice la incidencia perpendicular de los rayos solares.

Cuando es posible, se instala un seguidor que monitorea el movimiento del sol y ajusta la posición de los paneles.

La superficie superior de los paneles está protegida por un vidrio templado resistente a impactos, que soporta fácilmente granizo o fuertes acumulaciones de nieve. Sin embargo, es necesario vigilar la integridad del recubrimiento, de lo contrario las placas de silicio dañadas (fotocélulas) dejarán de funcionar.

El controlador realiza varias funciones. Además de la principal – la regulación automática de carga de la batería, el controlador regula el suministro de energía de los paneles solares, protegiendo así la batería de una descarga completa.

Cuando la batería está completamente cargada, el controlador la desconecta automáticamente del sistema. Los dispositivos modernos están equipados con un panel de control con una pantalla que muestra el voltaje de las baterías.

Para sistemas solares caseros, la mejor opción son las baterías de gel, que se caracterizan por un período de funcionamiento ininterrumpido de 10 a 12 años. Después de 10 años de trabajo, su capacidad disminuye aproximadamente entre un 15 y un 25 %. Son dispositivos sin mantenimiento y absolutamente seguros, que no emiten sustancias nocivas.

En invierno o en días nublados, los paneles también siguen funcionando (si se limpian regularmente de nieve), pero la producción de energía se reduce entre 5 y 10 veces.

La función de los inversores – es convertir el voltaje continuo de la batería en voltaje alterno de 220 V. Se diferencian por características técnicas como la potencia y la calidad del voltaje obtenido. Los equipos de onda sinusoidal pueden alimentar los dispositivos más «exigentes» en cuanto a calidad de corriente – compresores, electrónica doméstica.

Resumen del sistema solar doméstico:

Debe saber que las centrales eléctricas domésticas pueden alimentar un refrigerador que funciona constantemente, una bomba sumergible que se enciende periódicamente, un televisor y un sistema de iluminación. Para suministrar energía a una caldera o incluso a un microondas, se necesitará un equipo más potente y muy caro.

Esquema más simple de una central solar que incluye los componentes principales. Cada uno cumple su función, sin la cual el funcionamiento de la central solar es imposible.

Existen otros esquemas de montaje de centrales solares más complejos, sin embargo, esta solución es universal y la más demandada en el hogar.

Pasos para conectar las baterías al equipo de la central solar

La conexión se realiza por etapas, generalmente en el siguiente orden: primero se conecta el controlador con la batería, luego el controlador con los paneles solares, luego la batería con el inversor, y por último se realiza el cableado a los consumidores.

Paso #1: conexión a la batería

Las baterías ocupan un lugar claramente definido en la red. Están conectadas a los paneles solares no directamente, sino a través del controlador, que regula su carga/descarga. Por otro lado, el bloque de baterías se conecta al inversor, que transforma la corriente.

Por lo tanto, el esquema de conexión de los paneles solares a la batería es el siguiente:

• realizamos la conexión batería/controlador (luego controlador/paneles solares);
• conectamos la batería y el inversor.

Son posibles otras opciones de conexión, pero esta es la óptima, ya que la batería almacena la energía no utilizada y, cuando es necesario, la entrega a los consumidores.

Existen dos opciones para adquirir las baterías: como parte de una central solar completamente lista para instalar o por separado, según los parámetros especificados. Un kit chino económico no cuesta más de 20 €.

Si una batería no es suficiente, se adquieren varias baterías con las mismas características. Se instalan en el mismo lugar y se conectan en serie.

Para facilitar el uso y el mantenimiento, los bloques se instalan en un estante metálico con recubrimiento de polímero.

Los productos de la marca china Delta se han destacado excelentemente. En la foto, una batería de gel con voltaje de 12 V y capacidad de 55 Ah. Todos los dispositivos de la marca Delta están diseñados para una vida útil de 10 años.

Consideremos cómo se conecta la batería al controlador y al inversor.

El siguiente paso es conectar el controlador a los paneles solares, y el bloque de baterías al inversor.

Paso #2: conexión al controlador

Consideremos la opción que los propietarios de casas de campo suelen utilizar en la práctica. Ellos encargan equipos económicos fabricados en la República Popular China en una de las plataformas de Internet.

Controlador económico con un mínimo de ajustes, equipado con tres pares de terminales, capaz de manejar un bloque de paneles solares de 150 W de potencia. Costo: 13 €.

La conexión se realiza en el siguiente orden:

• Primero, se conecta el bloque de baterías al controlador. Esto se hace intencionalmente para verificar cómo el dispositivo detecta el voltaje nominal de la red (valores estándar: 12 V, 24 V). Para la conexión con la batería se utiliza el primer par de terminales.
• Luego, se conectan directamente los paneles solares, utilizando los cables que vienen con ellos, y en el controlador, el segundo par de terminales.
• Por último, se instala el equipo para iluminación nocturna – precisamente para eso está destinado el tercer par de terminales. Aparte de la iluminación de bajo voltaje, que funciona exclusivamente después del anochecer y se alimenta de la batería, no se puede utilizar ningún otro equipo.

En cualquier tipo de conexión, es necesario vigilar la polaridad.

El incumplimiento de la polaridad provoca una avería instantánea del controlador, así como el fallo de las piezas de los paneles solares.

Esquema de conexión del controlador con tres pares de terminales. La iluminación nocturna (12 V) es una función opcional, por lo que algunos simplemente no la utilizan. El encendido de las bombillas se puede configurar por tiempo: para funcionar en horas de la tarde o de la mañana (+).

El controlador y la batería interactúan constantemente. Por ejemplo, durante los picos de carga, la batería actúa como un búfer que protege al controlador contra averías.

Estos dos dispositivos, al igual que los demás elementos del sistema, no deben considerarse por separado. Al montar una planta de energía solar, se debe tener en cuenta cada dispositivo, incluso si la conexión específica no le afecta.

Instrucciones paso a paso para conectar los paneles solares al controlador

Después de conectar el controlador a la batería y a los paneles, conectamos el inversor y, si es necesario, los dispositivos de iluminación de baja tensión.

Paso #3: conexión al inversor

El inversor debe incluirse en el sistema si los dispositivos del hogar funcionan a 220 V. Pero hay excepciones, cuando los paneles solares se instalan para un sistema de 12 V, en ese caso el inversor no es necesario.

El lugar de instalación del inversor en el sistema de la planta de energía solar está entre el bloque de baterías y los consumidores de energía, es decir, los dispositivos domésticos, los aparatos de iluminación, etc. (+)

El dispositivo se adquiere de la misma manera que las demás partes del sistema solar: como parte del kit de la planta solar o por separado.

Procedimiento para conectar el inversor a la batería:

Si usted no ha instalado antes sistemas solares fotovoltaicos, le recomendamos que adquiera no dispositivos por separado, sino un sistema completo.

La ventaja de un sistema listo para instalar radica en la correspondencia de los parámetros del equipo (baterías correctamente seleccionadas según la potencia, la cantidad necesaria de paneles solares, un juego de cables para una conexión rápida).

Es lógico que los dispositivos compatibles en capacidad, voltaje y potencia conviertan la energía solar de manera mucho más eficiente y suministren electricidad al hogar. De hecho, la “energía verde” gratuita se puede utilizar con sistemas de calefacción y suministro de energía de dispositivos domésticos.

Conclusiones y video útil sobre el tema

Los propietarios de viviendas rurales ya han apreciado las ventajas de la energía alternativa y utilizan activamente los sistemas solares fotovoltaicos como fuente permanente o de respaldo. Las útiles recomendaciones de los usuarios de plantas solares le ayudarán con la instalación de su propio sistema.

Video #1. Instrucción paso a paso para el montaje y la conexión:

Video #2. Análisis de errores comunes en la selección e instalación del equipo:

Video #3. Resumen de una de las opciones de instalación doméstica:

El uso de la energía alternativa para las necesidades de la humanidad es realmente un gran avance tecnológico. Hoy en día, cada propietario de vivienda puede montar y conectar por sí mismo una planta solar que alimente la casa con electricidad. Teniendo en cuenta el retorno de la inversión y la limpieza ecológica, es una solución práctica y eficaz.

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