Stand-alone system configurations/es

Diagrama de cableado de tres líneas de un sistema FV autónomo de solo CC con un controlador de carga con control de iluminación de CC para iluminación y pequeñas cargas de CC.

Hay muchos diseños y configuraciones posibles diferentes para sistemas FV autónomos. El enfoque de este proyecto de diseño está en sistemas a pequeña escala, que servirán para limitar el número de diseños que se explorarán aquí. Vale la pena señalar que el número de diseños posibles aumenta enormemente a medida que aumenta el tamaño y la complejidad del sistema. Los sistemas autónomos de pequeña escala se pueden dividir en tres categorías principales según las cargas que están destinadas a alimentar: solo CC, CA y CC, y solo CA. El más apropiado de estos diseños será determinado por las necesidades energéticas y las cargas particulares del proyecto.

Los diagramas de cableado de tres líneas que se presentan a continuación y en el resto de este proceso de diseño omiten ciertos componentes ya que no están instalados con todos los sistemas y agregarlos agregaría complejidad adicional al diagrama de cableado. Se debe considerar la incorporación de los siguientes componentes en cualquier sistema autónomo:

• Dispositivo de protección contra falla a tierra (GFPD)

• Dispositivo de corriente residual (RCD) o dispositivo de protección contra fallas a tierra (GFCI)

• Shunt

• Sensor de temperatura para el controlador de carga

• Interruptor de baja tensión

• Convertidor de CC-CC

Sistema de solo CC

Un diagrama de cableado de tres líneas de un sistema FV autónomo de CA/CC con un controlador de carga con control de iluminación de CC para iluminación CC y cargas CC y un inversor para cargas de CA.

Un sistema ideal para aplicaciones que tienen requisitos de carga limitados como iluminación, carga de teléfonos celulares, una radio, un DC TV de bajo consumo y un ventilador de CC energéticamente eficiente. Los aparatos de CC no sufren las pérdidas de eficiencia de un inversor, el consumo inactivo de un inversor, ni el tiempo de inactividad que puede resultar de una falla del inversor.

Consideraciones:

• Seguro para los usuarios, muy baja probabilidad de que ocurra un accidente.

• Bajo costo.

• Una tensión de sistema de CC de 12 V es típico para estos sistemas con el fin de garantizar la compatibilidad con dispositivos de CC, aunque un convertidor CC-CC es una opción para diseños más grandes de 24 V o 48 V para garantizar la compatibilidad con aparatos de 12 V. Los aparatos de CC no son comunes en muchas áreas del mundo y también pueden tener un precio más alto; esto debe tenerse en cuenta al diseñar un sistema.

• Si el requisito de corriente de las cargas excede la salida de iluminación y cargas del controlador de carga, entonces se debe hacer una conexión independiente a la batería con un interruptor de baja tensión.

• La baja tensión de funcionamiento de los sistemas de 12 V CC puede hacerlos susceptibles a caída de tensión con recorridos largos de circuitos para iluminación y cargas.

Sistema CA/CC

Diagrama de cableado de tres líneas de un sistema FV autónomo solo de CA con un controlador de carga con un inversor que suministra energía tanto a la iluminación como a las cargas.

Un sistema que incorpora un inversor para crear un sistema más flexible que puede alimentar cargas de CC y CA. La retención de la iluminación de CC permite al usuario apagar el inversor cuando no está en uso para evitar pérdidas de consumo en espera y seguir teniendo luz en caso de falla del inversor.

Consideraciones:

• Menos seguro para los usuarios que un sistema solo de CC, mayor probabilidad de que ocurra un accidente debido a la tensión más alta de los circuitos de CA.
• Costo adicional de un inversor.

• Aumenta la complejidad del sistema si los circuitos de CA y CC deben ejecutarse en la misma ubicación.

• Este tipo de sistema aún sufrirá problemas de caída de tensión en circuitos más largos para iluminación.

• Es posible que el inversor deba encenderse o apagarse regularmente según las necesidades de los usuarios.

Sistema de solo AC

Un sistema que incorpora un inversor para alimentar toda la iluminación y cargas con CA. La configuración preferida a medida que crece el tamaño del sistema autónomo. El sistema tendrá pérdidas constantes del inversor inactivo que pueden ser sustanciales, y todas las luces y cargas de CA dejarán de funcionar en caso de una falla del inversor.

Consideracions:

• El sistema debe ser tamaño adecuado para manejar las pérdidas inactivas del inversor, que pueden ser sustanciales para sistemas pequeños.

• Simplicidad de solo ejecutar circuitos de CA para iluminación y cargas.

• El sistema no tendrá problemas con la caída de tensión en circuitos de carga y de iluminación más largos.

• Menos seguro para los usuarios que un sistema solo de CC, mayor probabilidad de que ocurra un accidente debido a la tensión más alta de los circuitos de CA.

• Se recomienda que se instala una luz de CC en todo caso para uso de emergencia en la habitación o edificio donde está instalado el equipo del sistema para proporcionar luz para poder solucionar problemas en caso de una falla del inversor.