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ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA

La energía solar fotovoltaica es la que obtenemos por medio de paneles solares fotovoltaicos expuestos al Sol. Esta energía es a nivel mundial la más difundida para electrificación en zonas remotas donde la red pública no ha llegado. La energía solar fotovoltaica en un enfoque económico, es la más viable para la generación de electricidad en zonas remotas como las que existen en Perú y Ecuador.

Una definición técnica para la energía solar fotovoltaica sería:

"La energía solar fotovoltaica es una forma de obtención de electricidad por medio de paneles solares fotovoltaicos. Los paneles o módulos fotovoltaicos están compuestos por dispositivos semiconductores tipo diodo (células fotovoltaicas) que, al recibir la radiación solar, se estimulan y generan saltos electrónicos, generando diferencias de potencial en sus extremos. El acoplamiento en serie de estas células permite obtener voltajes en corriente continua, adecuados para alimentar dispositivos electrónicos sencillos o a mayor escala, esta corriente eléctrica continua generada por los paneles se puede transformar en corriente alterna e inyectar en la red eléctrica."

A la energía solar fotovoltaica se la puede dividir en dos tipos de sistemas:

  • 1. SISTEMAS SOLARES FOTOVOLTAICOS AISLADOS O TIPO ISLA

  • 2. SISTEMAS SOLARES FOTOVOLTAICOS CONECTADOS O DE CONEXIÓN A RED PÚBLICA.

En entornos aislados, donde se requiere poca potencia eléctrica y el acceso a la red es difícil, como en comunidades aisladas por selvas, montañas o islas, o en estaciones meteorológicas o repetidores de comunicaciones, empleamos los paneles solares fotovoltaicos como la mejor alternativa económicamente viable. Para comprender la importancia de esta posibilidad, conviene tener en cuenta que aproximadamente una cuarta parte de la población mundial no tiene acceso a la energía eléctrica, y se calcula que existen cerca de 7 millones de personas en el Perú y 1 millón en Ecuador que no tienen acceso a electricidad por medio de la red pública.

Los Sistemas Solares Fotovoltaicos Aislados o tipo Isla pueden tener una extensa diversidad de aplicaciones, tomando en cuenta las necesidades de las poblaciones rurales de Perú y Ecuador. La implementación de nuevas tecnologías ha logrado desarrollar equipos especializados para trabajar con este tipo de sistemas, obteniendo así aplicaciones puntuales como:

1.1. Sistemas solares fotovoltaicos para Iluminación doméstica

1.1.1. En corriente Directa
Esta aplicación incorpora como equipos básicos: paneles solares fotovoltaicos, regulador, batería y equipos de consumo en 12Vdc, como son luminarias, televisiones, radios y cualquier equipo que requiera 12Vdc.

Sistemas básicos para uso doméstico que utilizan luminarias o pequeños equipos que funcionan en 12 o 24VDC.


1.1.2. En corriente Alterna
Esta aplicación incorpora como equipos básicos: paneles solares fotovoltaicos, regulador, batería, inversor y equipos de consumo tanto en 110Vac como en 12Vdc

Sistemas básicos para uso doméstico que utilizan luminarias o equipos que funcionan en 110 o 220 VAC ,con frecuencias de 50 o 60 Hz. Se incorpora al sistema un inversor de corriente. Es preferible que la iluminación continúe en 12Vdc y se utilice el menor número de equipos en 110Vac.


1.1.3. Nuevo sistema Pico LED Light (Phocos)
Esta aplicación incorpora como equipos básicos: luminarias Pico Light (Phocos), panel solar fotovoltaico, accesorios para cargar celulares, radios o comandos a distancia.

Esta aplicación es la más eficiente en el mercado, y está desarrollada especialmente para dotar de iluminación y consumos menores como cargas de celulares o radios de entre 4,5V y 5,5Vdc.
Sistemas básicos para uso doméstico que utilizan luminarias Pico Light (Phocos) y un panel solar fotovoltaico pequeño. Esta aplicación es totalmente en corriente directa, no requiere de otros equipos como reguladores y baterías, ya que estos componentes están incorporados dentro de la luminaria Pico LED Light.


1.2. Sistemas solares fotovoltaicos para Sistemas de Telecomunicaciones
Esta aplicación incorpora como equipos básicos: paneles solares fotovoltaicos, regulador o reguladores profesionales, interfaces tipo RS232, batería, inversores profesionales, cargadores de baterías, equipos de transferencia automática y sistemas de respaldo de energía.

Sistemas básicos para uso profesional para sistemas de trasmisión, repetición, transferencia de datos, voz, etc., que utilizan equipos de telecomunicaciones diseñados especialmente para sistemas solares fotovoltaicos. Estos sistemas operan en 12, 24 o 48 VDC.


1.3. Sistemas solares fotovoltaicos para Iluminación exterior o Pública
Esta aplicación incorpora como equipos básicos: paneles solares fotovoltaicos, regulador y baterías.

Esta es una aplicación utilizada para iluminar espacios públicos, parques, calles, monumentos, señalización para vehículos (semáforos), para trabajos de construcción en las vías, patios de casas, iluminación exterior de viviendas (seguridad), etc. Para lograr buena calidad de Luz con bajo consumo se incorpora tecnología de luminarias tipo LED.


1.4. Sistemas solares fotovoltaicos para Sistemas de bombeo y tratamiento de Agua
Esta aplicación incorpora como equipos básicos: paneles solares fotovoltaicos, controlador y bomba.

Se utiliza para extracción de aguas desde pozos, reservorios o ríos, hasta tanques elevados, se puede alcanzar alturas mayores a 90 metros y caudales diarios de hasta 30m³/día. Este sistema opera solo en horas de sol, se calcula técnicamente el tamaño del arreglo de paneles y la bomba para que en estas horas de actividad se extraiga la cantidad de agua prevista, y almacenarla en taques elevados, para poder acceder a esta a cualquier hora.


1.5. Sistemas solares fotovoltaicos para Sistemas de refrigeración de alimentos o Vacunas.
Esta aplicación incorpora como equipos básicos: paneles solares fotovoltaicos, regulador, baterías y nevera 12 o 24 Vdc.

Esta aplicación permite mantener la cadena de frío, por lo tanto la conservación en buen estado de alimentos o medicinas. Uno de los principales problemas que las personas que habitan en zonas no electrificadas tienen es superar la mala conservación de los alimentos y medicinas.


1.6. Sistemas solares fotovoltaicos para Sistemas de Iluminación de Emergencia (aplicación urbana)
Esta aplicación incorpora como equipos básicos: paneles solares fotovoltaicos, regulador, batería e inversor.

Sistemas básicos para uso urbano en edificios o casas, utilizan luminarias que funcionan en 110 o 220 VAC con frecuencias de 50 o 60 Hz. Se puede destinar algunas luces, de preferencia estratégicas de emergencia, que siempre funcionen por medio de un pequeño sistema solar fotovoltaico, garantizando así la iluminación permanente.


1.7. Sistemas solares fotovoltaicos para Sistemas móviles o plegables 1.7.1. Paneles Solares Fotovoltaicos Plegables
Esta aplicación incorpora como equipo básico; uno o varios paneles solares fotovoltaicos en un estuche plegable.

Este sistema tiene una aplicación directa a equipos que funcionan en 12Vdc o en 24Vdc, como cargadores de celulares, de pilas recargables, para cargar iPod, cámaras de video o fotografía, computadoras portátiles con adaptadores para auto.


1.7.2. Luminaria Pico LED light.
La PICO LIGHT es un dispositivo multifuncional de iluminación móvil o fijo, que ha sido especialmente diseñada para satisfacer las necesidades de los hogares rurales o gente que gusta de actividades al aire libre.

Está equipada con un LED de Potencia altamente eficiente y una excelente tecnología de cargado. Con tres niveles de luminosidad . Pico Light es adecuada para todo tipo de aplicaciones.

55 horas a 20 lúmenes,
16,5 horas a 50 lúmenes,
5,5 horas a 120 lúmenes

  • LED de alta potencia con 50.000 horas de vida útil, en su máxima potencia la luz es apta para la lectura a un metro de distancia.
  • Opera con mínimo un panel solar fotovoltaico de 3Wp y un rango de voltaje entre 6 Vdc hasta 25Vdc. Se puede colocar varias luminarias Pico LED light en un solo panel solar fotovoltaico de mayor potencia (ver numeral 1.1.3. Nuevo sistema Pico LED Light (Phocos))
  • Puede incorporarse sin problemas a cualquier sistemas solar fotovoltaico de 12Vdc, sin modificar el diseño original, ya que su consumo no es representativo. Pero agregando un nuevo punto de luz con una autonomía de más de 5 horas.
  • El regulador de voltaje que incorpora la luminaria Pico LED Light, tiene la capacidad de admitir cualquier potencia, ajustando automáticamente el algoritmo de carga para dar la mayor vida útil a las baterías incorporadas.
  • Tiene una alta resistencia al polvo y a la humedad, con un grado estanqueidad IP65.
  • Salida USB para cargar celulares, MP3, o cualquier equipo que esté dentro del rango de voltaje de 4.4 – 5.1 V y potencia no mayor a 700 mA.
  • La Pico Light está diseñada eléctricamente para operar en conjunto, como máximo en un solo panel de 50W, se pueden colocar hasta 16 luminarias. El arreglo ideal es que con un solo panel de 10W se puede color 3 luminarias Pico Light.
  • Una amplia gama de accesorios:
    • Adaptador AC para cargar desde fuentes en 110 o 220 Vac.
    • Adaptador para vehículo
    • Para puerto USB Adaptador universal para cargar cualquier tipo de celular.
    • Para puerto USB interruptor a distancia para prender apagar a una distancia de 2 metros.
    • Para puerto USB extensión para ampliar alcance de cualquier equipos USB.

La luminaria Pico LED Light, ha sido diseñada y fabricada con el objetivo que todo el mundo pueda acceder a un sistemas solar fotovoltaico autónomo con una inversión muy baja y un excelente servicio. Permite llevar luz a lugares que antes pensamos eran imposibles, sin requerir apoyo financiero de gobiernos o fundaciones. Los costos son totalmente accesibles para el habitante rural de zonas remotas de Perú y Ecuador.



1.8. Mini Sistemas Solares Fotovoltaicos Litio Fosfato
(LiFePO4), POWER BOX

Esta aplicación incorpora como equipos básicos: paneles solares fotovoltaicos, batería tecnología Litio Fosfato (LiFePO4), que incorpora su propio sistema de regulación y monitoreo, y consumos en DC altamente eficientes como las luminarias LED. La solución ha sido desarrollada por la empresa Phocos en su departamento de investigación y desarrollo en la ciudad de ULM en Alemania.

Estos sistemas solares fotovoltaicos autónomo que incorporan tecnología de Litio Fosfato (LiFePO4), reemplazan totalmente a los sistemas tradicionales fotovoltaicos autónomo pequeños, que utilizan baterías de ciclo profundo de tecnología plomo ácido, presentando las siguientes características:

  • El sistema de regulación y monitoreo de celdas viene todo incorporado en la batería de Litio Fosfato (LiFePO4) POWER BOX, por lo que el panel se conecta directamente al Power Box (batería Litio Fosfato (LiFePO4), y al POWER BOX se conectan directamente los consumos en corriente continua como luminarias LED de 3 y 5W.
  • Las baterías de Litio necesitan un sistema de monitoreo individual para cada celda, este sistema de monitoreo BMS (Batteries Management Systems), viene ya incorporado y desarrollado por la empresa Phocos, de esta manera se garantiza una vida útil de la batería de tecnología Litio Fosfato (LiFePO4), de por lo menos 5 años, sin importar las condiciones de uso. Las baterías de Litio Fosfato (LiFePO4) necesitan tener un balance en la carga ya que son muy sensibles.
  • Las baterías de ciclo profundo de tecnología plomo ácido tienen una expectativa de vida útil de máximo 1000 ciclos a un 50% de descarga, mientras que las baterías de tecnología Litio Fosfato (LiFePO4) llegan hasta 4000 ciclos en un 80% de descarga.
  • Una batería de tecnología Litio Fosfato (LiFePO4), de capacidad de 4ah que pesa menos de 1Kg, es equivalente en energía entregada diariamente, a una batería de 65Ah@10 horas de tecnología plomo ácido que puede pesar 25kG.
  • Las baterías de tecnología plomo ácido se las debe descargar diariamente un 20% de su capacidad nominal, las baterías de tecnología Litio Fosfato (LiFePO4) se las puede descargar hasta un 80% de su capacidad.
  • El mini sistema solar fotovoltaico autónomo que incorpora un panel de 10Wp y un Power Box de 4Ah (batería Litio Fosfato (LiFePO4) + control) puede entregar hasta 50Wh/día.
  • El mini sistema solar fotovoltaico autónomo que incorpora un panel de 30Wp y un Power Box de 7Ah (batería Litio Fosfato (LiFePO4) + control) puede entregar hasta 90Wh/día.
  • Las baterías de tecnología Litio Fosfato (LiFePO4), presentan una capacidad entre 3 a 4 veces mayor que las baterías de plomo ácido de la mejor calidad en el mercado.
  • Las baterías de tecnología Litio Fosfato (LiFePO4), son entre 3 a 4 veces más livianas que las baterías de plomo ácido tradicionales de la misma capacidad en AH.
  • Las baterías de tecnología Litio Fosfato (LiFePO4), son muy seguras para su uso y permiten ser transportadas por vía aérea sin requerir permisos especiales.

Los dos modelos de mini sistemas solares fotovoltaicos que utilizan la batería de tecnología Litio Fosfato (LiFePO4) POWER BOX, son muy ligeros para transportar, y no requieren de un gran conocimiento ni experiencia para su instalación, ya que incorporan conectores universales en cada uno de sus componentes. Son mini sistemas solares fotovoltaicos autónomos tipo plug and play.

Este nuevo desarrollo tecnológico permite a los gobiernos de la región cumplir con su compromiso de llevar iluminación a todos los sectores rurales, por más distantes que estén de la red eléctrica. Con el mismo presupuesto que actualmente se utiliza para dotar de sistemas solares fotovoltaicos autónomos con baterías de plomo ácido, se puede atender a 5 veces más familias. Es decir si se planifica instalar 1000 sistemas solares fotovoltaicos autónomo domésticos o SHS, de 100Wp en panel solares, 100Ah en batería, regulador de voltaje, inversores, la entidad del estado deberá tener un presupuesto de por lo menos unos 1.000.000 USD. Con este mismo presupuesto se podría proveer e instalar por lo menos 5000 mini sistemas solares fotovoltaicos autónomo con baterías de tecnología Litio Fosfato (LiFePO4) POWER BOX , es decir 4000 familias más podrían acceder a la los mismos servicios de iluminación previstos.

El bajo costo y bajo peso de los mini sistemas solares fotovoltaicos autónomo con baterías de tecnología Litio Fosfato (LiFePO4) POWER BOX, sumados a su mayor resistencia al abuso por parte de los usuarios transforman a estos sistemas solares fotovoltaicos en el presente de le electrificación rural.


Sistema Pico Light
Sistema Pico Light
Sistema Pico Light
Sistema Pico Light
Sistema Pico Light
Sistema Pico Light
Sistema Pico Light
Sistema Pico Light
Sistema Pico Light
Mini sistema 4000
Mini sistema 7000