Solución solar UPS para modernización de sistemas fotovoltaicos

Los sistemas híbridos ya son una realidad en el mercado de la energía fotovoltaica. Lo que parecía lejano dio grandes pasos en su desarrollo para satisfacer la demanda de almacenamiento de energía sin renunciar a redes de distribución.

Ante los recientes riesgos de cortes de energía debido a la escasez de recursos hidroeléctricos, las soluciones para mantener prioritarios los dispositivos que dependen de la electricidad para funcionar es el principal foco de investigación y hacia donde se dirigen los ojos de los inversores.

Por ello, en el segmento fotovoltaico operamos con sistemas híbridos, que en determinadas configuraciones se encargan de suministrar energía cuando la red de la distribuidora no está disponible.

Modo de operación

Como aún no existe una regulación que permita inyectar a la red eléctrica la energía almacenada en baterías, los sistemas híbridos con baterías deben funcionar como se ilustra en la siguiente figura, es decir, simplemente retirando energía de la red, sin inyectarla, funcionando como un carga desde el punto de vista de la red eléctrica:

Los beneficios del sistema on-grid ya son conocidos, como los créditos generados y la reducción del consumo energético de la distribuidora, lo que permite abaratar la factura energética. Sin embargo, una gran desventaja del sistema fotovoltaico puramente conectado a la red es el hecho de que siempre debe estar conectado a la red eléctrica, lo que imposibilita su funcionamiento si por alguna razón la red de CA deja de estar disponible.

La imposibilidad de operar el sistema conectado a la red eléctrica constituye un cierto desperdicio, ya que los módulos fotovoltaicos podrían generar energía durante el día y alimentar al menos parte de las cargas presentes en la instalación.

Por otro lado, un sistema puramente aislado de la red eléctrica, al contener un banco de baterías, puede funcionar de forma totalmente independiente de la red eléctrica. Sin embargo, los bancos de baterías generalmente necesitan ser grandes y tener un coste elevado, dependiendo de la cantidad de energía a almacenar.

En la solución de retrofit se combinan los dos tipos de sistemas, provocando que se active un sistema UPS cuando la red eléctrica deja de estar disponible, permitiendo el suministro selectivo de cargas locales simultáneamente con energía de las baterías y módulos fotovoltaicos. Esto dota al sistema de mayor autonomía y alarga la vida útil de las baterías.

En caso de ausencia de red de CA, el sistema anti-isla del inversor conectado a la red se activa y se desconecta de la red, lo que provoca que las cargas no prioritarias se apaguen y las cargas prioritarias sean alimentadas por el inversor aislado, utilizando los módulos fotovoltaicos previamente conectados al inversor conectado a la red mediante el Selector Fotovoltaico. La siguiente figura muestra cómo funciona la solución de retrofit cuando no hay red eléctrica.

Cuando la red AC está en funcionamiento, el inversor de red inyecta energía a la red y las cargas prioritarias y no prioritarias se alimentan de la red con normalidad, como en cualquier sistema fotovoltaico conectado a la red eléctrica.

A través del selector fotovoltaico los módulos se dirigen al inversor de red y el banco de baterías se carga a través de la red del distribuidor, como podemos ver en la siguiente figura:

Además de los dos modos de funcionamiento, existe un tercero en el que el sistema funciona sin alimentación de la red AC y sin módulos fotovoltaicos, con energía suministrada únicamente a través de baterías.

selector fotovoltaico

El selector fotovoltaico actúa como director de la energía generada por los módulos fotovoltaicos. Cuando la red de CA está operativa, la dirige al inversor conectado a la red. Cuando la red de CA no está disponible, la energía de los módulos fotovoltaicos se dirige al inversor aislado, que continúa utilizando la energía de los módulos y evita el desperdicio mencionado al principio del artículo.

Instalación del selector fotovoltaico

Cada selector sólo puede recibir una cadena de módulos fotovoltaicos. La tensión en circuito abierto (Voc) del string debe ser inferior a 500 V. Si ya hay un stringbox presente en el sistema, se debe conectar el selector entre el stringbox y el inversor, como se muestra en las siguientes imágenes.

Ventajas

La solución de SAI solar con retrofit se convierte en un recurso práctico, ya que permite actualizar un sistema fotovoltaico existente, convirtiéndolo en un sistema híbrido con un SAI de respaldo que aprovecha la generación de los módulos fotovoltaicos cuando la red de CA no está operativa. Un sistema con SAI puede ser algo más caro que uno sin baterías. Sin embargo, cabe mencionar los beneficios que ofrece, tanto directos como indirectos.

Un beneficio directo que cabe mencionar son todas las ventajas que ofrece un sistema conectado a la red, además de la seguridad de no tener que detener la producción ni perder productos que requieren refrigeración permanente, por ejemplo. Como beneficio indirecto, tenemos la comodidad de poder usar la electricidad en cualquier momento, de forma segura y fiable, sin riesgo de apagones ni aumentos en las tarifas eléctricas. Obtenga más información sobre la solución PHB.